Intelligens közvilágítási rendszerek

Mindenki régóta hozzászokott az utcák mesterséges megvilágításához, és természetesnek veszi. A különféle oszlopokra helyezett lámpák autópályákat, utakat, autópályákat, udvarokat, játszótereket és egyéb területeket, tárgyakat világítanak meg. Bekapcsolásuk automatikusan vagy manuálisan történik, a nap egy bizonyos szakaszában az ütemterv szerint vagy a diszpécser döntése alapján.

Különböző helyeken, a megvilágított objektum jellemzőitől függően, reflektorral ellátott lámpákat, diffúz lámpákat vagy különböző formájú árnyalatú lámpákat használnak. Ilyen módon a főbb utakat reflektorlámpákkal, a mellékutakat is szórt ernyős lámpákkal lehet megvilágítani, a parkokat és a gyalogutakat pedig gyakran gömb- vagy hengeres árnyékolók által kibocsátott lágy fénnyel világítják meg.

Az SNiP 23-05-95 „Természetes és mesterséges világítás” szabályozza az utcai világítás működését, és a szabványon 2011-ben végrehajtott változtatások a LED-technológia széles körű bevezetését jelentik.A szabályozás kiterjed többek között a közúti és gyalogos közlekedés biztonságának biztosítására, amellyel összefüggésben a különböző rendeltetésű objektumok esetében meghatározzák a lámpateljesítmény értékeit és a megvilágítási szintet.

A közúti biztonság az első, és itt fontos figyelembe venni mind a mozgás sebességét, mind a terep adottságait, valamint a közlekedési infrastruktúra elemeinek jelenlétét: hidak, kereszteződések, kereszteződések stb.

A vezető láthatóságának olyannak kell lennie, hogy ne járuljon hozzá a korai fáradáshoz. Kiemelten fontos az utak és utcák vízszintes megvilágítása, amelyet a dokumentumban a megvilágítás és a forgalom intenzitása kategóriája határoz meg.

Az utcai világításhoz hagyományosan a következő típusú lámpákat használják: izzólámpák, nagynyomású higanyívlámpák, ív fémhalogén lámpákvalamint nagy- és kisnyomású nátriumlámpák. Az elmúlt években a LED lámpákkal bővült ez a kínálat.

Ami a LED-lámpákat illeti, világítási tulajdonságaik és műszaki jellemzőik megelőzik a hagyományosan utcai világításra használt lámpákat. A LED-ek nagyon gazdaságosak, minimális áramot fogyasztanak, közvetlenül, közel 90%-os hatásfokkal képesek az elektromos áramot fénnyé alakítani.

A méltányosság kedvéért megjegyezzük, hogy jelentős teljesítmény mellett a LED-ek manapság a hatékonyság szempontjából gyengébbek bizonyos hagyományos lámpáknál. A szakértők előrejelzései szerint azonban az elkövetkező években a LED-technológia olyan tökéletességi fokot ér el, hogy teljesen leváltja a gázkisüléses lámpákat az utcai világítás területén.

Lényegében ez minden, ami elmondható a hagyományos közvilágítási rendszerekről. Azonban említsünk meg néhány hátrányt. Először is gazdaságtalan. Az áramot a valóságtól függetlenül fogyasztják, és a hagyományos közvilágítási rendszer sem rugalmas. A második negatív tulajdonság a karbantartási költségek igénye és a folyamatos működés ellehetetlenülése, aminek következtében meghibásodások esetén egy ideig fel kell áldozni a biztonságot.

Ezek a hátrányok nélkülözik az intelligens közvilágítási rendszereket. Az intelligens közvilágítási rendszer már nem csak lámpás lámpákból áll, hanem egy utcai lámpakészletet és egy hálózatot is tartalmaz a helyi központtal (koncentrátorral) való információcserére, amely a kapott adatok további feldolgozása céljából továbbítja azt egy szerverre.

Itt kétirányú kommunikációt feltételezünk, amely lehetővé teszi a fényszórók fényerejének távoli beállítását az időjárási viszonyoktól és az aktuális forgalom jellegétől függően. Például köd esetén a fényerőt hozzá kell adni, fényes hold esetén pedig csökkenteni kell. Így a hagyományos közvilágítási rendszerekhez képest legalább 2-szeres energiamegtakarítás érhető el.

Az intelligens közvilágítási rendszerek karbantartása gyorsabb és költséghatékonyabb. A lámpák állapotának középről történő folyamatos figyelése lehetővé teszi, hogy azonnal reagáljon a meghibásodásra és gyorsan kiküszöbölje azt. A személyzetnek már nem kell rendszeresen körbejárnia az ellenőrzött területet, hogy megtudja, nem működik-e egy lámpa, elég egy korábban ismert lámpához menni és egyszerűen megjavítani.

Az intelligens rendszer kulcseleme maga a lámpaoszlop, amely több fő blokkot tartalmaz: lámpameghajtót, kommunikációs modult, szenzorkészletet. A meghajtónak köszönhetően a lámpát stabilizált feszültség és egyenáram táplálja. A digitális vezérlést és adatátvitelt a kommunikációs interfész modul végzi. Szenzorok figyelik az időjárást, az oszlop helyzetét a térben, a levegő átlátszóságának mértékét. Így a városok és autópályák világításkezelésének hatékonysága minőségileg új szintre emelkedik.

Az objektumok megvilágításának szintjét egy adott területen valós időben figyelik egy helyi koncentrátornak köszönhetően, amely pontosan szabályozza a fényerőt, a fény irányát és még a színét is. Az időjárási viszonyoktól, a forgalom intenzitásától, a csapadék jelenlététől, a mesterséges világítás fokozatától függően automatikusan változtatható.

Fényerősítés vagy fordítva – tompítás – ez a folyamat intelligens elektronikával vezérelhető. Az időben történő tompítás egyébként jótékony hatással van a LED-lámpák várható élettartamára, és segít energiát takarítani anélkül, hogy mások károsodnának.

Egyes országokban még ma is találhatunk intelligens rendszereket autonóm tápellátással, amikor minden oszlophoz külön napelem vagy szélturbina tartozik.

A szél vagy a nap energiája (nappal) folyamatosan felhalmozódik az akkumulátorban, de a lámpa szükség szerint, a külső körülmények figyelembevételével, megfelelő üzemmódban fogyasztja. Az ilyen megoldások előnyei nyilvánvalóak. A lámpák gyakorlatilag nem igényelnek karbantartást, önállóak, gazdaságosak és biztonságosak.Hacsak nem kell rendszeresen letörölnie a lámpaernyőket a portól és a szennyeződéstől, különösen autópályákon.

Egy távoli szerver vagy zónavezérlő automatikusan vezérli az intelligens utcai világítási rendszert. Kezdetben beállítják a beállításokat és a vezérlési algoritmust, amelyeknek megfelelően jelek generálódnak a lámpák távoli be- és kikapcsolásához, valamint a fényerő beállításához. A jelek a meghajtók jelbemeneteire kerülnek.

Ez energiamegtakarítást, hosszabb lámpaélettartamot és gazdaságos világítási rendszert eredményez. A jelátvitelhez RS-485, rádiócsatorna, Ethernet, GSM, csavart érpár vagy akár tápvezetékek szolgálnak a HF jel vezetőként.

A szerverek használata lehetővé teszi egy bizonyos lámpa megcímzését, be- vagy kikapcsolását úgy, hogy a megfelelő jelet küldi a vezérlőegységéhez. Különösen, ha rádiófrekvenciás csatornát használnak, akkor a jeladóhoz a TCP / IP protokoll segítségével IP-címet rendelnek.

Minden jeladóhoz, vagy inkább beacon vezérlőegységhez kezdetben hozzárendelnek egyet a sok ezer elérhető IP-cím közül, és a kezelő minden jeladót a címével és aktuális állapotával együtt lát a számítógép-monitor térképén.

A szerver szolgáltatásai között szerepel a lámpák rendszeres lekérdezése, és egy adott gyári címmel rendelkező lámpást egyszerűen a területen lévő helyhez kötik. A GSM vezérlést a magas költsége miatt kivételes esetekben alkalmazzák.

Az intelligens utcai világítási rendszerek három vezérlési fokozattal rendelkeznek az egyes lámpákhoz, és bár a szabályozási módszerek tervezőnként eltérőek, az elv ugyanaz marad. Például a DotVision (Franciaország) a következő vezérlési lehetőségeket kínálja:

• Egyedi;

• Zónás teljesítményszabályozással;

• Zónás szabályozással és telemetriával.

Egyedi vezérléssel maximális megtakarítás érhető el, valamint a szolgáltatás nagy pontossága az emberek kényelme és biztonsága érdekében. Minden lámpa egyedileg vezérelhető és szabályozható intelligens előtétekkel, adó-vevőkkel és vezérlőkkel.

A távvezérlésű zónavezérlés kompromisszumot jelent a gazdaságosság és a képességek kiegyensúlyozása szempontjából. A zónavezérlő szekrénybe egy LonWorks vagy Modbus alapú teljesítményszabályozó és telemetriai rendszer van telepítve, amely lehetővé teszi a kétirányú kommunikációt a zónavezérlő és a zónaszerver között.

A telemetriás zónavezérlésnél a gazdaságosság kicsi, de a zónavezérlő egyértelműen figyeli a hibákat, telemetriát vezet és távolról vezérli a lámpákat (be és ki). Kétirányú adatcsere áll rendelkezésre a szerver és a vezérlő között a telemetriai információk és vezérlőjelek továbbítására.

Természetesen a fényérzékelők mellett, amelyek az esti világításért, illetve a reggeli lekapcsolásért felelősek, vannak más automatizált vezérlési módszerek is. Például a Stwol (Korea) lehetőséget biztosít a világítás közvetlen szabályozására az aktuális megvilágítási szintnek megfelelően. De nem fotószenzor, hanem GPS segítségével.

A földrajzi koordináták a napkelte és napnyugta időpontjához vannak rendelve, — a program elvégzi a számításokat —, és egy adott csillagászati ​​időpontban a készülék már tudja, hogy 15 perc múlva sötét lesz, és előre felkapcsolja a villanyt. Vagy 10 perccel napkelte után, ugyanúgy tájékozódva eloltja a lámpásokat.Egyszerűbb módszer, ha a lámpákat ütemezetten, a nap egy bizonyos szakaszában, a hét napjától függően kapcsolja fel és le.