Inteligentní systémy veřejného osvětlení

Na umělé osvětlení v ulicích je už dávno každý zvyklý a bere ho jako samozřejmost. Lampy umístěné na různých sloupech osvětlují dálnice, silnice, dálnice, dvory, hřiště a další území a objekty. Zapínají se automaticky nebo ručně, v určitou denní dobu podle rozpisu nebo podle uvážení dispečera.

Na různých místech se v závislosti na vlastnostech osvětlovaného objektu používají svítilny s reflektory, difuzní svítilny nebo svítilny s odstíny různých tvarů. Tímto způsobem jsou hlavní silnice osvětleny reflektorovými lampami, vedlejší silnice mohou být také osvětleny rozptýlenými lampami s rozptýlenými stínidly a parky a pěšiny jsou často osvětleny měkkým světlem vyzařovaným kulovými nebo válcovými stínidly.

SNiP 23-05-95 „Přirozené a umělé osvětlení“ reguluje provoz pouličního osvětlení a změny provedené v této normě v roce 2011 nyní znamenají rozsáhlé zavedení technologie LED.Nařízení se mimo jiné týká zajištění bezpečnosti silničního a pěšího provozu, v souvislosti s tím jsou stanoveny hodnoty výkonu svítilny a úrovně osvětlení pro objekty s různým účelem.

Bezpečnost silničního provozu je na prvním místě a zde je důležité vzít v úvahu jak rychlost pohybu, tak vlastnosti terénu, jakož i přítomnost prvků dopravní infrastruktury: mosty, křižovatky, křižovatky atd.

Viditelnost pro řidiče musí být taková, aby nepřispívala k předčasné únavě. Mimořádně důležité je horizontální osvětlení komunikací a ulic, které je v dokumentu definováno kategorií osvětlení a intenzity dopravy.

Pro pouliční osvětlení se tradičně používají tyto typy žárovek: žárovky, vysokotlaké rtuťové obloukové výbojky, obloukové halogenidové výbojkystejně jako vysokotlaké a nízkotlaké sodíkové výbojky. V posledních letech do tohoto sortimentu přibyly LED lampy.

Pokud jde o LED svítidla, jejich světelné vlastnosti a technické vlastnosti předčí ostatní typy svítidel tradičně používaných pro pouliční osvětlení. LED jsou velmi ekonomické, spotřebují minimum elektrické energie, dokážou přímo, s téměř 90% účinností, přeměnit elektrický proud na světlo.

V zájmu spravedlnosti poznamenáváme, že při významných výkonech jsou dnes LED diody z hlediska účinnosti nižší než některé typy tradičních žárovek. Podle předpovědí odborníků ale technologie LED v příštích letech dosáhne takového stupně dokonalosti, že v oblasti pouličního osvětlení zcela nahradí plynové výbojky.

To je v podstatě vše, co lze říci o konvenčních systémech veřejného osvětlení. Uveďme však některé nevýhody. Za prvé je to neekonomické. Elektřina se spotřebovává bez ohledu na realitu a konvenční systém veřejného osvětlení není flexibilní. Druhou negativní vlastností je potřeba nákladů na údržbu a nemožnost nepřetržitého provozu, v důsledku čehož je potřeba na chvíli obětovat bezpečnost v případě poruch.

Tyto nevýhody postrádají inteligentní systémy pouličního osvětlení. Inteligentní systém pouličního osvětlení již nejsou jen lucerny s lampami, systém zahrnuje jak sadu pouličních lamp, tak síť pro výměnu informací s lokálním centrem (koncentrátorem), které přenášejí na server pro další zpracování přijatých dat.

Předpokládá se zde obousměrná komunikace, která umožňuje na dálku upravovat jas světlometů v závislosti na aktuálních povětrnostních podmínkách a charakteru provozu. Například u mlhy by se měl přidat jas a u jasného měsíce by se měl snížit. Úspora energie je tak dosažena minimálně 2x ve srovnání s konvenčními systémy pouličního osvětlení.

Údržba inteligentních systémů veřejného osvětlení je rychlejší a cenově výhodnější. Nepřetržité sledování stavu lamp z centra umožňuje okamžitě reagovat na poruchu a rychle ji odstranit. Posádky již není nutné pravidelně obcházet kontrolovaný prostor, aby zjišťovaly, zda je lampa nefunkční, stačí zajít ke známé lampě a jednoduše ji opravit.

Klíčovým prvkem inteligentního systému je samotná lampa, která obsahuje několik hlavních bloků: ovladač lampy, komunikační modul, sadu senzorů. Díky driveru je svítilna napájena stabilizovaným napětím a stejnosměrným proudem. Digitální řízení a přenos dat provádí modul komunikačního rozhraní. Senzory sledují počasí, polohu sloupu v prostoru, míru průhlednosti vzduchu. Efektivita řízení osvětlení ve městech a dálnicích se tak dostává na kvalitativně novou úroveň.

Úroveň osvětlení objektů v určité oblasti je monitorována v reálném čase díky lokálnímu koncentrátoru, který přesně řídí jas, směr světla a dokonce i jeho barvu. V závislosti na povětrnostních podmínkách, intenzitě dopravy, přítomnosti srážek, lze automaticky měnit úroveň umělého osvětlení.

Zesílení světla nebo naopak — stmívání — tento proces lze řídit inteligentní elektronikou. Mimochodem, včasné stmívání má příznivý vliv na životnost LED žárovek a pomáhá šetřit energii, aniž by poškozovalo ostatní.

V některých zemích se i dnes můžete setkat s inteligentními systémy s autonomním napájením, kdy každý sloup má samostatnou solární baterii nebo větrnou turbínu.

Energie větru nebo slunce (přes den) se neustále akumuluje v baterii, ale spotřebovává ji lampa podle potřeby s přihlédnutím k vnějším podmínkám ve vhodném režimu. Výhody takových řešení jsou zřejmé. Lucerny prakticky nevyžadují údržbu, jsou autonomní, ekonomické a bezpečné.Pokud nepotřebujete pravidelně otírat stínidla od prachu a nečistot, zejména na dálnicích.

Vzdálený server nebo zónový ovladač automaticky řídí systém inteligentního pouličního osvětlení. Nejprve se nastaví nastavení a řídicí algoritmus, podle kterého se pak generují signály pro dálkové zapínání, vypínání a nastavování jasu svítilen. Signály jsou přiváděny na signálové vstupy ovladačů.

Tím je dosaženo úspory energie, delší životnosti lampy a ekonomického systému osvětlení jako celku. Pro přenos signálu se jako vodič pro HF signál používá RS-485, rádiový kanál, Ethernet, GSM, kroucená dvoulinka nebo dokonce silové vedení.

Použití serverů umožňuje adresovat určitou lampu, zapnout ji nebo vypnout odesláním odpovídajícího signálu do její řídicí jednotky. Zejména pokud je použit vysokofrekvenční kanál, pak je majáku přiřazena IP adresa pomocí protokolu TCP / IP.

Každému majáku, nebo spíše řídicí jednotce majáku, je zpočátku přiřazena jedna z mnoha tisíc dostupných IP adres a operátor vidí každý maják s jeho adresou a aktuálním stavem na mapě monitoru počítače.

Mezi funkce serveru patří pravidelné průzkumy luceren a lucerna s konkrétní adresou továrny je jednoduše přivázána k místu na území. GSM ovládání se používá ve výjimečných případech z důvodu vysoké ceny.

Chytré systémy pouličního osvětlení mají tři úrovně ovládání pro jednotlivé lampy, a přestože se způsoby ovládání u jednotlivých designérů liší, princip zůstává stejný. Například DotVision (Francie) nabízí následující možnosti ovládání:

• Individuální;

• Zonální s regulací výkonu;

• Zonální s regulací a telemetrií.

Při individuálním ovládání je zajištěna maximální úspora a vysoká přesnost obsluhy pro pohodlí a bezpečnost osob. Každá lampa je individuálně řízena a regulována inteligentními předřadníky, transceivery a ovladači.

Zónové ovládání s dálkovou regulací výkonu je kompromisem z hlediska vyvážení ekonomiky a možností. V zónovém rozvaděči je instalován regulátor výkonu a telemetrický systém založený na LonWorks nebo Modbus, který umožňuje obousměrnou komunikaci mezi zónovým regulátorem a zónovým serverem.

Při zónovém řízení s telemetrií je hospodárnost malá, ale zónový ovladač přehledně sleduje poruchy, vede telemetrii a dálkově ovládá lampy (zapínání a vypínání). Mezi serverem a řídicí jednotkou je k dispozici obousměrná výměna dat pro přenos telemetrických informací a řídicích signálů.

Samozřejmě kromě světelných senzorů, které mají na starosti večerní rozsvícení a ráno zhasnutí, existují i ​​další způsoby automatizovaného řízení. Například Stwol (Korea) poskytuje možnost ovládat osvětlení přímo v souladu s aktuální úrovní osvětlení. Ale ne pomocí fotosenzoru, ale pomocí GPS.

Zeměpisné souřadnice jsou spojeny s časem východu a západu slunce, — program provádí výpočty — a v určitou astronomickou dobu už přístroj ví, že bude za 15 minut tma a předem rozsvítí světla. Nebo 10 minut po východu slunce, orientujíc se stejným způsobem, zhasne lucerny.Jednodušší metodou je zapínání a vypínání světel podle plánu v určitou denní dobu, v závislosti na dni v týdnu.