Sistemi di illuminazione stradale intelligenti

Tutti sono abituati da tempo all'illuminazione artificiale per le strade e la danno per scontata. Le lampade posizionate su vari pali illuminano autostrade, strade, autostrade, cortili, campi da gioco e altri territori e oggetti. Si accendono automaticamente o manualmente, a una certa ora del giorno secondo il programma oa discrezione del dispatcher.

In luoghi diversi, a seconda delle caratteristiche dell'oggetto illuminato, vengono utilizzate lanterne con riflettori, lanterne diffuse o lanterne con paralumi di forme diverse. In questo modo le strade principali vengono illuminate con lampade a riflettore, le strade secondarie possono essere illuminate anche con lampade diffuse con paralumi diffusi e parchi e marciapiedi sono spesso illuminati con una luce soffusa emessa da paralumi sferici o cilindrici.

SNiP 23-05-95 «Illuminazione naturale e artificiale» regola il funzionamento dell'illuminazione stradale e le modifiche apportate a questo standard nel 2011 implicano ora l'introduzione diffusa della tecnologia LED.Il regolamento riguarda, tra l'altro, la garanzia della sicurezza del traffico stradale e pedonale, in relazione al quale vengono determinati i valori della potenza della lampada e il livello di illuminazione per oggetti con scopi diversi.

La sicurezza stradale viene prima di tutto, e qui è importante tenere conto sia della velocità di movimento che delle caratteristiche del terreno, nonché della presenza di elementi dell'infrastruttura di trasporto: ponti, incroci, incroci, ecc.

La visibilità per il conducente deve essere tale da non contribuire all'affaticamento precoce. L'illuminazione orizzontale su strade e strade è estremamente importante, definita nel documento dalla categoria di illuminazione e intensità del traffico.

I seguenti tipi di lampade sono tradizionalmente utilizzati per l'illuminazione stradale: lampade ad incandescenza, lampade ad arco di mercurio ad alta pressione, lampade ad alogenuri metallici ad arcooltre alle lampade al sodio ad alta e bassa pressione. Negli ultimi anni a questa gamma si sono aggiunte le lampade a LED.

Per quanto riguarda le lampade a LED, le loro proprietà illuminotecniche e le caratteristiche tecniche sono superiori rispetto ad altre tipologie di lampade tradizionalmente utilizzate per l'illuminazione stradale. I LED sono molto economici, consumano un minimo di elettricità, possono convertire direttamente, con un'efficienza quasi del 90%, la corrente elettrica in luce.

Per correttezza, notiamo che a potenze significative, i LED oggi sono inferiori in termini di efficienza ad alcuni tipi di lampade tradizionali. Ma secondo le previsioni degli esperti, nei prossimi anni la tecnologia LED raggiungerà un tale grado di perfezione da sostituire completamente le lampade a scarica di gas nel campo dell'illuminazione stradale.

Questo è fondamentalmente tutto ciò che si può dire sui sistemi di illuminazione stradale convenzionali. Tuttavia, citiamo alcuni svantaggi. Prima di tutto, è antieconomico. L'elettricità viene consumata indipendentemente dalla realtà e il sistema di illuminazione stradale convenzionale non è flessibile. La seconda qualità negativa è la necessità di costi di manutenzione e l'impossibilità di un funzionamento continuo, per cui la necessità di sacrificare per un po 'la sicurezza in caso di malfunzionamenti.

Questi svantaggi sono privi di sistemi di illuminazione stradale intelligenti. Un sistema di illuminazione stradale intelligente non è più solo lanterne con lampade, il sistema comprende sia un insieme di lampade stradali sia una rete per lo scambio di informazioni con un centro locale (concentratore), trasmettendole a un server per l'ulteriore elaborazione dei dati ricevuti.

Qui si presume la comunicazione bidirezionale, che consente di regolare da remoto la luminosità dei fari, a seconda delle condizioni meteorologiche e della natura del traffico al momento. Ad esempio, con la nebbia, dovrebbe essere aggiunta la luminosità e con una luna luminosa dovrebbe essere ridotta. In questo modo si ottiene un risparmio energetico almeno 2 volte rispetto ai tradizionali sistemi di illuminazione stradale.

La manutenzione dei sistemi di illuminazione stradale intelligenti è più rapida ed economica. Il monitoraggio continuo dello stato delle lampade dal centro consente di reagire immediatamente a un malfunzionamento ed eliminarlo rapidamente. Non è più necessario che gli equipaggi girino regolarmente nell'area controllata per sapere se una lampada è guasta, è sufficiente recarsi presso una lampada precedentemente nota e semplicemente ripararla.

L'elemento chiave del sistema intelligente è il lampione stesso, che contiene diversi blocchi principali: un driver della lampada, un modulo di comunicazione, un set di sensori. Grazie al driver, la lampada è alimentata a tensione stabilizzata e corrente continua. Il controllo digitale e la trasmissione dei dati vengono eseguiti dal modulo di interfaccia di comunicazione. I sensori monitorano il tempo, la posizione della colonna nello spazio, il grado di trasparenza dell'aria. Pertanto, l'efficienza della gestione dell'illuminazione nelle città e nelle autostrade raggiunge un livello qualitativamente nuovo.

Il livello di illuminazione degli oggetti in una determinata area viene monitorato in tempo reale grazie a un concentratore locale che controlla con precisione la luminosità, la direzione della luce e persino il suo colore. A seconda delle condizioni meteorologiche, dell'intensità del traffico, della presenza di precipitazioni, il livello di illuminazione artificiale può essere modificato automaticamente.

Amplificazione della luce o viceversa - oscuramento - questo processo può essere controllato da un'elettronica intelligente. L'oscuramento tempestivo, tra l'altro, ha un effetto benefico sull'aspettativa di vita delle lampade a LED e aiuta a risparmiare energia senza danneggiare gli altri.

In alcuni paesi ancora oggi puoi trovare sistemi intelligenti con alimentazione autonoma, quando ogni polo ha una batteria solare separata o una turbina eolica.

L'energia del vento o del sole (durante il giorno) viene costantemente accumulata nella batteria, ma viene consumata dalla lampada secondo necessità, tenendo conto delle condizioni esterne, in modalità opportuna. I vantaggi di tali soluzioni sono evidenti. Le lanterne praticamente non richiedono manutenzione, sono autonome, economiche e sicure.A meno che non sia necessario pulire periodicamente i paralumi da polvere e sporco, soprattutto sulle autostrade.

Un server remoto o un controller di zona controlla automaticamente il sistema di illuminazione stradale intelligente. Inizialmente vengono impostate le impostazioni e un algoritmo di controllo, in base al quale vengono quindi generati i segnali per l'accensione, lo spegnimento e la regolazione della luminosità delle lanterne da remoto. I segnali vengono inviati agli ingressi di segnale dei driver.

Ciò consente di ottenere risparmi energetici, una maggiore durata della lampada e un sistema di illuminazione economico nel suo complesso. Per la trasmissione del segnale, RS-485, canale radio, Ethernet, GSM, doppino intrecciato o anche linee elettriche vengono utilizzate come conduttore per il segnale HF.

L'utilizzo dei server consente di indirizzare una determinata lampada, accenderla o spegnerla inviando il relativo segnale alla sua centralina. In particolare, se viene utilizzato un canale in radiofrequenza, al beacon viene assegnato un indirizzo IP utilizzando il protocollo TCP/IP.

A ogni beacon, o meglio unità di controllo beacon, viene inizialmente assegnato uno delle molte migliaia di indirizzi IP disponibili e l'operatore vede ogni beacon con il suo indirizzo e lo stato corrente su una mappa del monitor del computer.

Tra le caratteristiche del server ci sono sondaggi regolari di lanterne e una lanterna con un indirizzo di fabbrica specifico è semplicemente legata a un luogo sul territorio. Il controllo GSM viene utilizzato in casi eccezionali a causa del suo costo elevato.

I sistemi di illuminazione stradale intelligenti hanno tre livelli di controllo per le singole lampade e, sebbene i metodi di controllo differiscano da un progettista all'altro, il principio rimane lo stesso. Ad esempio, DotVision (Francia) offre le seguenti opzioni di controllo:

• Individuale;

• Zonale con regolazione di potenza;

• Zonale con regolazione e telemetria.

Con il controllo individuale si garantisce il massimo risparmio, oltre ad un'elevata accuratezza del servizio per il comfort e la sicurezza delle persone. Ogni lampada è controllata e regolata individualmente con reattori, ricetrasmettitori e controller intelligenti.

Il controllo di zona con regolazione remota della potenza è un compromesso in termini di equilibrio tra economia e capacità. Nell'armadio di controllo di zona è installato un regolatore di potenza e un sistema di telemetria basato su LonWorks o Modbus, che consente la comunicazione bidirezionale tra il controller di zona e il server di zona.

Nel controllo di zona con telemetria, l'economia è ridotta, ma il controller di zona monitora chiaramente i guasti, esegue la telemetria e controlla a distanza le lampade (accensione e spegnimento). Lo scambio di dati bidirezionale è disponibile tra il server e il controller per la trasmissione di informazioni di telemetria e segnali di controllo.

Naturalmente, oltre ai sensori di luce, che sono responsabili dell'accensione delle luci la sera e dello spegnimento delle luci al mattino, esistono altri metodi di controllo automatizzato. Ad esempio, Stwol (Corea) offre la possibilità di controllare l'illuminazione direttamente in base al livello di illuminazione corrente. Ma non con l'aiuto di un sensore fotografico, ma con l'aiuto del GPS.

Le coordinate geografiche sono associate all'ora dell'alba e del tramonto, — il programma fa i calcoli — e ad una certa ora astronomica, il dispositivo sa già che sarà buio tra 15 minuti e accende le luci in anticipo. Oppure 10 minuti dopo l'alba, orientandosi allo stesso modo, spegne le lanterne.Un metodo più semplice consiste nell'accendere e spegnere le luci secondo un programma, a una certa ora del giorno, a seconda del giorno della settimana.