Έξυπνα συστήματα φωτισμού δρόμου

Όλοι έχουν συνηθίσει εδώ και καιρό τον τεχνητό φωτισμό στους δρόμους και τον θεωρούν δεδομένο. Οι λαμπτήρες που τοποθετούνται σε διάφορους πόλους φωτίζουν αυτοκινητόδρομους, δρόμους, αυτοκινητόδρομους, αυλές, παιδικές χαρές και άλλες περιοχές και αντικείμενα. Ενεργοποιούνται αυτόματα ή χειροκίνητα, μια συγκεκριμένη ώρα της ημέρας σύμφωνα με το πρόγραμμα ή κατά την κρίση του αποστολέα.

Σε διαφορετικά σημεία, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του φωτιζόμενου αντικειμένου, χρησιμοποιούνται φανάρια με ανακλαστήρες, διάχυτα φανάρια ή φανάρια με αποχρώσεις διαφορετικών σχημάτων. Με αυτόν τον τρόπο, οι κύριοι δρόμοι φωτίζονται με λαμπτήρες ανακλαστήρα, οι δευτερεύοντες δρόμοι μπορούν επίσης να φωτίζονται με διάχυτες λάμπες με διάχυτες σκιές και τα πάρκα και τα μονοπάτια συχνά φωτίζονται με απαλό φως που εκπέμπεται από σφαιρικές ή κυλινδρικές σκιές.

Το SNiP 23-05-95 «Φυσικός και τεχνητός φωτισμός» ρυθμίζει τη λειτουργία του οδοφωτισμού και οι αλλαγές που έγιναν σε αυτό το πρότυπο το 2011 υποδηλώνουν πλέον την ευρεία εισαγωγή της τεχνολογίας LED.Ο κανονισμός αφορά, μεταξύ άλλων, τη διασφάλιση της ασφάλειας της οδικής και πεζής κυκλοφορίας, σε σχέση με την οποία καθορίζονται οι τιμές της ισχύος της λάμπας και το επίπεδο φωτισμού για αντικείμενα με διαφορετικούς σκοπούς.

Η οδική ασφάλεια έρχεται πρώτη και εδώ είναι σημαντικό να ληφθούν υπόψη τόσο η ταχύτητα κίνησης όσο και τα χαρακτηριστικά του εδάφους, καθώς και η παρουσία στοιχείων της υποδομής μεταφορών: γέφυρες, διασταυρώσεις, διασταυρώσεις κ.λπ.

Η ορατότητα του οδηγού πρέπει να είναι τέτοια ώστε να μην συμβάλλει στην πρόωρη κόπωση. Ο οριζόντιος φωτισμός σε δρόμους και δρόμους είναι εξαιρετικά σημαντικός, ο οποίος ορίζεται στο έγγραφο από την κατηγορία του φωτισμού και της έντασης κυκλοφορίας.

Οι ακόλουθοι τύποι λαμπτήρων χρησιμοποιούνται παραδοσιακά για φωτισμό δρόμων: λαμπτήρες πυρακτώσεως, λαμπτήρες τόξου υδραργύρου υψηλής πίεσης, λαμπτήρες αλογονιδίου μετάλλου τόξουκαθώς και λαμπτήρες νατρίου υψηλής και χαμηλής πίεσης. Τα τελευταία χρόνια, σε αυτή τη σειρά έχουν προστεθεί λαμπτήρες LED.

Όσον αφορά τους λαμπτήρες LED, οι ιδιότητες φωτισμού και τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους είναι πιο μπροστά από άλλους τύπους λαμπτήρων που χρησιμοποιούνται παραδοσιακά για φωτισμό δρόμων. Τα LED είναι πολύ οικονομικά, καταναλώνουν ελάχιστο ρεύμα, μπορούν άμεσα, με σχεδόν 90% απόδοση, να μετατρέψουν το ηλεκτρικό ρεύμα σε φως.

Για λόγους δικαιοσύνης, σημειώνουμε ότι σε σημαντικές ισχύς, τα LED σήμερα είναι κατώτερα από άποψη απόδοσης από ορισμένους τύπους παραδοσιακών λαμπτήρων. Όμως, σύμφωνα με τις προβλέψεις των ειδικών, τα επόμενα χρόνια η τεχνολογία LED θα φτάσει σε τέτοιο βαθμό τελειότητας που θα αντικαταστήσει πλήρως τους λαμπτήρες εκκένωσης αερίου στον τομέα του φωτισμού των δρόμων.

Αυτό είναι βασικά το μόνο που μπορεί να ειπωθεί για τα συμβατικά συστήματα οδοφωτισμού. Ωστόσο, ας αναφέρουμε ορισμένα μειονεκτήματα. Πρώτα απ 'όλα, είναι αντιοικονομικό. Η ηλεκτρική ενέργεια καταναλώνεται ανεξάρτητα από την πραγματικότητα και το συμβατικό σύστημα οδοφωτισμού δεν είναι ευέλικτο. Το δεύτερο αρνητικό προσόν είναι η ανάγκη για κόστος συντήρησης και η αδυναμία συνεχούς λειτουργίας, με αποτέλεσμα η ανάγκη να θυσιαστεί για λίγο η ασφάλεια σε περίπτωση δυσλειτουργιών.

Αυτά τα μειονεκτήματα στερούνται έξυπνων συστημάτων οδοφωτισμού. Ένα έξυπνο σύστημα οδικού φωτισμού δεν είναι πλέον μόνο φανάρια με λαμπτήρες, αλλά περιλαμβάνει ένα σύνολο λαμπτήρων δρόμου και ένα δίκτυο ανταλλαγής πληροφοριών με ένα τοπικό κέντρο (συγκεντρωτή), που τις μεταδίδει σε διακομιστή για περαιτέρω επεξεργασία των λαμβανόμενων δεδομένων.

Εδώ θεωρείται η αμφίδρομη επικοινωνία, η οποία σας επιτρέπει να ρυθμίζετε εξ αποστάσεως τη φωτεινότητα των προβολέων, ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες και τη φύση της κυκλοφορίας τη δεδομένη στιγμή. Για παράδειγμα, με την ομίχλη, πρέπει να προστεθεί η φωτεινότητα και με ένα φωτεινό φεγγάρι, να μειωθεί. Έτσι, επιτυγχάνεται εξοικονόμηση ενέργειας τουλάχιστον 2 φορές σε σύγκριση με τα συμβατικά συστήματα οδοφωτισμού.

Η συντήρηση των έξυπνων συστημάτων οδοφωτισμού είναι ταχύτερη και πιο οικονομική. Η συνεχής παρακολούθηση της κατάστασης των λαμπτήρων από το κέντρο σας επιτρέπει να αντιδράτε αμέσως σε μια δυσλειτουργία και να την εξαλείφετε γρήγορα. Δεν είναι πλέον απαραίτητο για τα πληρώματα να περιφέρονται τακτικά στον ελεγχόμενο χώρο για να διαπιστώσουν εάν μια λάμπα είναι εκτός λειτουργίας, αρκεί να πάτε σε μια προηγουμένως γνωστή λάμπα και απλώς να την επισκευάσετε.

Το βασικό στοιχείο του ευφυούς συστήματος είναι ο ίδιος ο λαμπτήρας, ο οποίος περιέχει πολλά κύρια μπλοκ: ένα πρόγραμμα οδήγησης λαμπτήρα, μια μονάδα επικοινωνίας, ένα σύνολο αισθητήρων. Χάρη στον οδηγό, η λάμπα τροφοδοτείται από σταθεροποιημένη τάση και συνεχές ρεύμα. Ο ψηφιακός έλεγχος και η μετάδοση δεδομένων πραγματοποιείται από τη μονάδα διεπαφής επικοινωνίας. Αισθητήρες παρακολουθούν τον καιρό, τη θέση της στήλης στο χώρο, τον βαθμό διαφάνειας του αέρα. Έτσι, η αποτελεσματικότητα της διαχείρισης φωτισμού σε πόλεις και αυτοκινητόδρομους πηγαίνει σε ένα ποιοτικά νέο επίπεδο.

Το επίπεδο φωτισμού των αντικειμένων σε μια συγκεκριμένη περιοχή παρακολουθείται σε πραγματικό χρόνο χάρη σε έναν τοπικό συμπυκνωτή που ελέγχει με ακρίβεια τη φωτεινότητα, την κατεύθυνση του φωτός ακόμη και το χρώμα του. Ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες, την ένταση της κυκλοφορίας, την παρουσία βροχοπτώσεων, το επίπεδο τεχνητού φωτισμού μπορούν να αλλάξουν αυτόματα.

Ενίσχυση φωτός ή αντίστροφα — μείωση της έντασης — αυτή η διαδικασία μπορεί να ελεγχθεί από έξυπνα ηλεκτρονικά. Η έγκαιρη μείωση της φωτεινότητας, παρεμπιπτόντως, έχει ευεργετική επίδραση στο προσδόκιμο ζωής των λαμπτήρων LED και συμβάλλει στην εξοικονόμηση ενέργειας χωρίς να βλάπτει τους άλλους.

Σε ορισμένες χώρες ακόμη και σήμερα μπορείτε να βρείτε έξυπνα συστήματα με αυτόνομη παροχή ρεύματος, όταν κάθε πόλος έχει ξεχωριστή ηλιακή μπαταρία ή ανεμογεννήτρια.

Η ενέργεια του ανέμου ή του ήλιου (κατά τη διάρκεια της ημέρας) συσσωρεύεται συνεχώς στην μπαταρία, αλλά καταναλώνεται από τη λάμπα όπως χρειάζεται, λαμβάνοντας υπόψη τις εξωτερικές συνθήκες, σε κατάλληλη λειτουργία. Τα πλεονεκτήματα τέτοιων λύσεων είναι προφανή. Τα φανάρια πρακτικά δεν απαιτούν συντήρηση, είναι αυτόνομα, οικονομικά και ασφαλή.Εκτός αν χρειάζεται να σκουπίζετε περιοδικά τα αμπαζούρ από τη σκόνη και τη βρωμιά, ειδικά σε αυτοκινητόδρομους.

Ένας απομακρυσμένος διακομιστής ή ελεγκτής ζώνης ελέγχει αυτόματα το έξυπνο σύστημα οδικού φωτισμού. Αρχικά, ρυθμίζονται οι ρυθμίσεις και ένας αλγόριθμος ελέγχου, σύμφωνα με τον οποίο στη συνέχεια δημιουργούνται σήματα για την απομακρυσμένη ενεργοποίηση, απενεργοποίηση και ρύθμιση της φωτεινότητας των φαναριών. Τα σήματα τροφοδοτούνται στις εισόδους σήματος των προγραμμάτων οδήγησης.

Έτσι επιτυγχάνεται εξοικονόμηση ενέργειας, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής του λαμπτήρα και οικονομικό σύστημα φωτισμού στο σύνολό του. Για τη μετάδοση σήματος, ως αγωγός για το σήμα HF χρησιμοποιούνται RS-485, ραδιοφωνικό κανάλι, Ethernet, GSM, συνεστραμμένο ζεύγος ή ακόμα και γραμμές ρεύματος.

Η χρήση διακομιστών σάς επιτρέπει να απευθυνθείτε σε μια συγκεκριμένη λυχνία, να την ενεργοποιήσετε ή να την απενεργοποιήσετε στέλνοντας το αντίστοιχο σήμα στη μονάδα ελέγχου της. Ειδικότερα, εάν χρησιμοποιείται κανάλι ραδιοσυχνοτήτων, τότε στο beacon εκχωρείται μια διεύθυνση IP χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο TCP / IP.

Σε κάθε beacon, ή μάλλον μονάδα ελέγχου beacon, εκχωρείται αρχικά μία από τις πολλές χιλιάδες διαθέσιμες διευθύνσεις IP και ο χειριστής βλέπει κάθε beacon με τη διεύθυνση και την τρέχουσα κατάστασή του σε έναν χάρτη οθόνης υπολογιστή.

Μεταξύ των χαρακτηριστικών του διακομιστή είναι τακτικές δημοσκοπήσεις φαναριών και ένα φανάρι με συγκεκριμένη διεύθυνση εργοστασίου συνδέεται απλώς με ένα μέρος στην επικράτεια. Ο έλεγχος GSM χρησιμοποιείται σε εξαιρετικές περιπτώσεις λόγω του υψηλού κόστους του.

Τα έξυπνα συστήματα οδικού φωτισμού έχουν τρία επίπεδα ελέγχου για μεμονωμένους λαμπτήρες, και παρόλο που οι μέθοδοι ελέγχου διαφέρουν από τον έναν σχεδιαστή στον άλλο, η αρχή παραμένει η ίδια. Για παράδειγμα, το DotVision (Γαλλία) προσφέρει τις ακόλουθες επιλογές ελέγχου:

• Ατομο;

• Ζωνική με ρύθμιση ισχύος.

• Ζωνική με ρύθμιση και τηλεμετρία.

Με τον ατομικό έλεγχο, διασφαλίζεται η μέγιστη εξοικονόμηση πόρων, καθώς και υψηλή ακρίβεια εξυπηρέτησης για την άνεση και την ασφάλεια των ανθρώπων. Κάθε λάμπα ελέγχεται και ρυθμίζεται ξεχωριστά με έξυπνα ballast, πομποδέκτες και ελεγκτές.

Ο έλεγχος ζώνης με απομακρυσμένη ρύθμιση ισχύος είναι ένας συμβιβασμός όσον αφορά την εξισορρόπηση οικονομικών και δυνατοτήτων. Ένας ρυθμιστής ισχύος και ένα σύστημα τηλεμετρίας που βασίζεται σε LonWorks ή Modbus είναι εγκατεστημένο στον πίνακα ελέγχου ζώνης, ο οποίος επιτρέπει την αμφίδρομη επικοινωνία μεταξύ του ελεγκτή ζώνης και του διακομιστή ζώνης.

Στον έλεγχο ζώνης με τηλεμετρία, η οικονομία είναι μικρή, αλλά ο ελεγκτής ζώνης παρακολουθεί ξεκάθαρα τις βλάβες, πραγματοποιεί τηλεμετρία και ελέγχει εξ αποστάσεως τις λάμπες (ανάβει και σβήνει). Διατίθεται αμφίδρομη ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ του διακομιστή και του ελεγκτή για τη μετάδοση πληροφοριών τηλεμετρίας και σημάτων ελέγχου.

Φυσικά, εκτός από τους αισθητήρες φωτός, που είναι υπεύθυνοι για να ανάβουν τα φώτα το βράδυ και να σβήνουν τα φώτα το πρωί, υπάρχουν και άλλες μέθοδοι αυτοματοποιημένου ελέγχου. Για παράδειγμα, το Stwol (Κορέα) παρέχει τη δυνατότητα ελέγχου του φωτισμού απευθείας σύμφωνα με το τρέχον επίπεδο φωτισμού. Όχι όμως με τη βοήθεια αισθητήρα φωτογραφίας, αλλά με τη βοήθεια GPS.

Οι γεωγραφικές συντεταγμένες σχετίζονται με την ώρα ανατολής και δύσης του ηλίου, — το πρόγραμμα κάνει τους υπολογισμούς — και σε μια συγκεκριμένη αστρονομική ώρα, η συσκευή γνωρίζει ήδη ότι θα σκοτεινιάσει σε 15 λεπτά και ανάβει τα φώτα εκ των προτέρων. Ή 10 λεπτά μετά την ανατολή, προσανατολιζόμενος με τον ίδιο τρόπο, σβήνει τα φανάρια.Μια απλούστερη μέθοδος είναι να ανάβετε και να σβήνετε τα φώτα σε ένα πρόγραμμα, μια συγκεκριμένη ώρα της ημέρας, ανάλογα με την ημέρα της εβδομάδας.