کاربرد چراغ های خیابانی هوشمند در روشنایی معابر شهری

 

چراغ‌های خیابانی هوشمند منابع نور LED صرفه‌جویی در مصرف انرژی، دستگاه‌های حسگر اینترنت اشیا و فناوری‌های کنترل هوشمند را با هم ترکیب می‌کنند. آنها می توانند به طور خودکار روشنایی نور را تنظیم کنند و از راه دور کنترل شوند. این چراغ‌های خیابانی بر اساس فناوری کم‌نور هوشمند، به طور خودکار روشنایی را با توجه به زمان کار و حجم ترافیک جاده تنظیم می‌کنند و در نتیجه باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش مصرف می‌شوند.

 

چراغ‌های هوشمند از فناوری IoT برای فعال کردن{0}}نظارت در زمان واقعی و هشدارهای خودکار خطا، کوتاه‌تر کردن زمان مورد نیاز برای شناسایی و تعمیر خطاها و بهبود کارایی و پایداری سیستم روشنایی استفاده می‌کنند. علاوه بر این، چراغ های هوشمند مقیاس پذیر هستند. آنها می توانند به عنوان گره های سنجش در شهرهای هوشمند عمل کنند و ماژول های عملکردی مختلف را ادغام کنند. آنها نه تنها نیازهای روشنایی جاده‌های شهری را برآورده می‌کنند، بلکه پشتیبانی داده‌ها را برای مدیریت ترافیک، نظارت بر امنیت عمومی، نظارت هواشناسی، خدمات دولتی و سایر عملکردها فراهم می‌کنند.

 

1. ترکیب سیستم چراغ های خیابانی هوشمند

سیستم سخت افزاری حامل اصلی برای اجرای عملکردهای مختلف است و ساختار کلی آن ماژولار و یکپارچه است. عمدتاً از پنج جزء اصلی تشکیل شده است: ماژول منبع نور، ماژول حسگر، ماژول ارتباطی، ماژول کنترل و ماژول منبع تغذیه.

 

 

• ماژول منبع نور از اجزای منبع نور LED با راندمان نوری بالا و عمر طولانی استفاده می کند. این به طور مستقیم وظیفه اصلی روشنایی جاده را بر عهده می گیرد و می تواند خروجی پایداری را با توجه به نیازهای روشنایی بخش های مختلف جاده ارائه دهد.
• ماژول حسگر دستگاه های مختلفی مانند نظارت بر جریان ترافیک، پایش هواشناسی و تجهیزات پایش محیطی را ادغام می کند و می تواند پارامترهای محیطی مانند حجم ترافیک جاده، دما و رطوبت و کیفیت هوا را در زمان واقعی جمع آوری کند.
• ماژول ارتباطی وظیفه انتقال داده ها را بر عهده دارد. انواع اطلاعات جمع آوری شده توسط سنسورها را به صورت بلادرنگ به مرکز کنترل ارسال می کند و دستورات کنترلی را از مرکز کنترل دریافت می کند.
• ماژول کنترل هسته کل سیستم سخت افزاری است. این کار همه ماژول ها را متصل و هماهنگ می کند و عملیات مربوطه را طبق برنامه ها و دستورالعمل های از پیش تعیین شده تکمیل می کند. ماژول منبع تغذیه عمدتاً از برق شهری، تکمیل شده توسط منابع انرژی جدید، برای تامین برق برای همه ماژول ها استفاده می کند.

 

2. توابع سیستم نرم افزاری Smart Streetlight

سیستم کنترل نرم افزاری چراغ خیابانی هوشمند مبتنی بر کاربردی بودن، هوشمندی و سازگاری است. این کلید تضمین عملکرد کارآمد سیستم سخت افزاری است. این عمدتا از چهار لایه اصلی تشکیل شده است: لایه جمع آوری داده، لایه تجزیه و تحلیل داده، لایه اجرای دستورالعمل و لایه تعامل با کاربر.

 

• عملکرد اصلی لایه جمع آوری داده ها جمع آوری داده ها از ماژول های سنجش در سیستم سخت افزاری در زمان واقعی است. داده هایی مانند وضعیت روشنایی، جریان ترافیک جاده و پارامترهای محیطی را در یک فرکانس تعیین شده برای اطمینان از به موقع بودن داده ها جمع آوری می کند.
• لایه تجزیه و تحلیل داده ها داده های جمع آوری شده توسط لایه جمع آوری را عمیقا پردازش می کند و از مدل عملیاتی ساخته شده برای تعیین وضعیت عملکرد فعلی سیستم روشنایی استفاده می کند. همچنین به طور خودکار بر اساس تغییرات در جریان ترافیک، طرح های کاهش نور را ایجاد می کند، داده های عملیات تجهیزات را تجزیه و تحلیل می کند، خطاهای احتمالی را به موقع شناسایی می کند و هشدارهای اولیه را صادر می کند.
• لایه اجرای دستورالعمل، پلان ها و دستورالعمل های تولید شده توسط لایه تجزیه و تحلیل داده ها را به عملیات خاصی تبدیل می کند. به طور مستقیم دستوراتی مانند کاهش نور و روشن شدن چراغ ها را به ماژول کنترل سیستم سخت افزاری ارسال می کند و از این طریق اطلاعات خطا را گزارش و مکان یابی می کند.
• لایه تعامل کاربر یک رابط عملیات بصری را برای کارکنان فراهم می کند. کارکنان می‌توانند از رایانه‌ها، پایانه‌های سیار و سایر دستگاه‌های پایانه برای مشاهده وضعیت عملکرد چراغ‌های خیابان هر بخش جاده، صدور فرمان‌های کنترل دستی و تنظیم پارامترهای عملیاتی سیستم بر اساس نیازهای واقعی استفاده کنند.

 

 

3. عملکرد چراغ های خیابانی هوشمند

عملکردهای نورپردازی اصلی چراغ ها، روشنایی مبتنی بر تقاضا و روشنایی پایدار است. کل فرآیند نیازی به دخالت انسانی ندارد و به طور خودکار توسط سیستم کنترل تکمیل می شود. در طول کار روزانه، سیستم کنترل به طور خودکار چراغ‌های خیابان را بر اساس نقاط زمانی از پیش تعیین شده و داده‌های حسگرهای نور روشن و خاموش می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که چراغ‌های خیابان طبق برنامه در شب روشن و خاموش می‌شوند. برای بخش‌های جاده‌ای که تغییرات زیادی در جریان ترافیک دارند، این سیستم از دستگاه‌های نظارت بر جریان ترافیک برای جمع‌آوری داده‌های حجم ترافیک در زمان واقعی استفاده می‌کند. در ساعات اوج مصرف، به طور خودکار روشنایی نور خیابان را به مقدار استاندارد تنظیم می کند تا از دید واضح جاده اطمینان حاصل شود. وقتی حجم ترافیک کم است یا در زمان‌های اوج{6} خاموشی، به‌طور خودکار چراغ‌ها را کم می‌کند تا در مصرف انرژی صرفه‌جویی شود.

 

این سیستم وضعیت عملکرد چراغ های خیابان را در زمان واقعی نظارت می کند. هنگامی که خطاهایی مانند روشنایی غیرعادی یا قطع برق رخ می دهد، فوراً نقطه عیب را شناسایی می کند و اطلاعات را به دستگاه های پایانه پرسنل تعمیر و نگهداری ارسال می کند. پس از آن پرسنل تعمیر و نگهداری می توانند برای تعمیرات بر اساس محل خطای ارائه شده، کوتاه شدن زمان رسیدگی به خطا و بهبود پایداری و تداوم روشنایی جاده های شهری، مستقیماً به محل مراجعه کنند.

 

 

4. سناریوهای کاربردی چراغ های خیابانی هوشمند در روشنایی جاده های شهری

برنامه‌های صرفه‌جویی انرژی{0} در جاده‌های شریانی

جاده های شریانی شریان های اصلی ترافیک شهری با جریان ترافیک سنگین و ساعات کاری طولانی هستند. چراغ های هوشمند در این سناریو مزایای آشکاری دارند. آنها می توانند بر اساس الگوهای جریان ترافیک، طرح های کاهش نور مبتنی بر زمان و حسگر نور{3}} را اتخاذ کنند. در ساعات اوج مصرف صبح و عصر، سیستم به طور خودکار روشنایی نور خیابان را تا 100% تنظیم می کند تا ایمنی رانندگی را تضمین کند. در طول دوره‌های ترافیک عادی، روشنایی را با توجه به-تغییرات زمانی واقعی در جریان ترافیک روی 70% تا 80% تنظیم می‌کند. در دوره‌های کم ترافیک{11}}از اواخر شب تا اوایل صبح، حجم ترافیک به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد و سیستم به‌طور خودکار روشنایی نور را تا 50 درصد کاهش می‌دهد تا نیازهای نوری اولیه تعداد کمی از وسایل نقلیه را برآورده کند.

 

وقتی نور طبیعی کافی نیست، مانند روزهای ابری یا بارانی، چراغ‌های هوشمند با حسگرهای نور کار می‌کنند تا از قبل به‌طور خودکار روشن یا روشن شوند. هنگامی که نور طبیعی در روزهای آفتابی کافی باشد، سیستم به طور مناسب فعال سازی را به تاخیر می اندازد تا مصرف برق را کاهش دهد. این طرح کم نور بیش از 40 درصد انرژی کمتری نسبت به چراغ های خیابانی سنتی مصرف می کند. همچنین دارای یک عملکرد نظارت بر خطای زمان واقعی است که می‌تواند به سرعت چراغ‌های معیوب خیابان را پیدا کند و زمان نگهداری را کوتاه کند.

 

 

برنامه های هوشمند در جاده های فرعی و راه های فرعی

جریان ترافیک در جاده های فرعی دارای ویژگی های جزر و مدی است، با تفاوت های قابل توجهی در بین بخش های مختلف جاده. فناوری کنترل هوشمند چراغ های خیابانی هوشمند می تواند با این ویژگی ها سازگار شود. برای جاده های فرعی و جاده های فرعی نزدیک مناطق مسکونی، سیستم تنظیمات مربوطه را با توجه به الگوهای سفر ساکنان انجام می دهد و روشنایی نسبتاً بالایی را در عصر حفظ می کند. برای جلوگیری از تأثیر نور شدید بر استراحت ساکنان، چراغ ها به طور خودکار پس از ساعت 23:00 کم می شوند. در جاده های فرعی اطراف مناطق تجاری، روشنایی با توجه به ساعات کاری منطقه تجاری تنظیم می شود. هنگامی که منطقه تجاری بسته می شود، روشنایی روشنایی به تدریج کاهش می یابد و مدت زمان روشنایی کوتاه می شود.

 

 

برای جاده‌های شعبه نزدیک مدارس و بیمارستان‌ها، این سیستم به طور خودکار روشنایی نور را در ساعات اوج رفت‌وآمد افزایش می‌دهد تا ایمنی عابران پیاده را تضمین کند. چراغ‌های خیابان هوشمند نصب شده در جاده‌های فرعی و جاده‌های فرعی نیز دارای عملکرد تنظیم یک{1} لمسی هستند. در مواقع اضطراری مانند کنترل موقت ترافیک یا نجات اضطراری، می‌توان از دستگاه‌های پایانه برای کنترل از راه دور چراغ‌های خیابان در بخش‌های تعیین‌شده جاده‌ای استفاده کرد و از پیشرفت بی‌نظیر کار امداد و نجات اضطراری اطمینان حاصل کرد.