Мониторинг “умного освещения” / SmartLighting относительно темы “умный город” / SmartCity в Минске, Беларуси
На столичной улице Некрасова появилось двадцать новых фонарей. Они отличаются от старых не только оттенком света (яркий бело-желтый вместо тусклого оранжевого), но и умением адаптироваться под внешние условия. К примеру, глубокой ночью, когда поток трафика практически нулевой, нет смысла сжигать киловатты ради освещения пустынной дороги — и тогда система слегка «тушит свет». Мы поговорили с разработчиками технологии об интернете вещей и особенностях новых фонарей.
Как устроены фонари
Работу обычного фонаря можно сравнить с тем, как устроено освещение в жилых домах. Есть распределительный щиток с автоматами (или «пробками»), от него тянутся провода к квартирам. Если один автомат выключен, то питание частично пропадает. Фонари устроены примерно по такому же принципу: они получают электричество от щитков (шкафов наружного освещения), которые не то чтобы органично вписываются в облик города.
Освещение включают по графику, который составляется с учетом времени восхода и заката солнца. Днем, когда фонари не горят, напряжение к ним не подается даже физически: те самые щитки находятся в положении «Выкл.». Для их активации на шкаф наружного освещения поступает сигнал — тогда условный тумблер переходит в положение «Вкл.» и вся цепочка фонарей, которые питаются от этого ящика, тут же загорается. Итого получаем только два положения: либо все светильники горят, либо все не горят. Иногда, правда, их активируют по принципу «через один», но так делать нежелательно: из-за неравномерного освещения у водителей перед глазами постоянно то светло, то темно, и это вызывает дискомфорт.
Зачем фонари сделали умными
Постепенно пришло понимание, что обычные фонари неэффективны — нужно более гибкое решение. Так появились варианты из мира интернета вещей. Новые столбы на Некрасова можно регулировать индивидуально — для этого пришлось оснастить каждый из них NB-IoT-контроллером с SIM-картой. Благодаря такому модулю получится не только выключать и включать их отдельно, но и настраивать интенсивность свечения.
— Есть пиковое время: все ярко горит, передвигаться безопасно, водители видят пешеходов. Ночь — интенсивность движения падает практически на любой улице. Тогда светильники принудительно тускнеют: где-то на 70%, где-то на 50% или на 30% — в зависимости от того, насколько эта улица загружена и важна. Во-первых, таким образом обеспечивается равномерный свет без пятен, когда светит только каждый второй фонарь, а во-вторых, мы экономим энергию, — рассказывает Андрей Леонович из ОАО «Связьинвест», компании — разработчика и производителя светильников и систем управления освещением.
При этом учитываются особенности улицы. Например, фонари над пешеходными переходами всегда горят на 100% мощности, то же касается и участков с повышенной аварийностью. Технология интернета вещей заодно упрощает и ускоряет обслуживание и ремонт светильников: если перегорела лампочка в обычном фонаре, то обслуживающей организации остается ждать звонка прохожих, которые сообщат о проблеме. А смарт-светильники сами говорят о своем статусе: работа в штатном режиме, потеря связи, неисправность. И оператор в командном центре сразу видит, что случилось.
Интересный нюанс: при потере связи фонарь автоматически включается на 100% мощности, даже если перед обрывом сигнала работал на меньшей интенсивности. Сделано это в целях безопасности.
Новые фонари на Некрасова сильно контрастируют со старыми оранжевыми, которые остались на перекрестке с улицей Карастояновой. Говорят, они там надолго: рядом проходят высоковольтные линии, и менять те фонари — значит оставить без света чуть ли не весь район.
Что интересно, в Беларуси нет нормативов по цветовой температуре уличного освещения. В Европе, к примеру, допускается диапазон 3500—5000 К. В фонарях на Некрасова показатель составляет 4000 К — свет яркий и при этом остается слегка теплым, нет эффекта операционной палаты. Один из плюсов светодиодов — они медленно деградируют со временем. А галогенные и натриевые лампы мало того, что более тусклые, так еще и значительно быстрее теряют изначальную яркость.
Как это работает
Сами опоры освещения остаются прежними (если они не изношены), меняется только верхняя часть. При использовании NB-IoT доработки щитка не нужны: передача данных с сервера осуществляется через сеть мобильного оператора. Так, на Некрасова обмен данными между центром управления и светильниками идет беспроводным способом — это намного быстрее и проще, чем по старым кабелям, которые еще и оборвать могут при строительных работах. Но есть объекты, на которых «по ГОСТу» нужно использовать проводную передачу данных: например, на железной дороге. Считается, что передача данных «по шнурку» все еще безопаснее. Оно-то, может, и так, но лишь до появления экскаватора или трамвая — они создают помехи даже при проводной системе.
— Здесь мы используем существующую сеть мобильных операторов. Это не 3G и не LTE: с вышек идет покрытие по протоколу NB-IoT, то есть интернет вещей. Особенность заключается в том, что только сам светильник нужно оснастить контроллером с SIM-картой, то есть он становится абонентом. Дальше мы со своего сервера управляем светильником. Это первый проект наружного освещения в Беларуси с применением NB-IoT.
Пока что график включения и выключения по-прежнему есть. В дальнейшем ему на смену могут прийти датчики освещения, ведь, например, иногда днем в сильный туман будет лучше со светом. Также в Минске уже установлены фонари с датчиками присутствия — на улице Платонова. Заметив движение в ночное время, контроллер увеличивает мощность свечения с 30 до 100%.
Экономия при установке смарт-фонарей начинается, по сути, сразу: светодиоды по умолчанию потребляют примерно вдвое меньше энергии, чем галогенные лампы. Также еще вплоть до 40% можно сэкономить на снижении яркости. Заодно есть экономия на обслуживании: раз фонари сами сигнализируют о неполадках, то регулярный выезд для профилактического осмотра, по сути, не нужен. Однако SIM-карты в каждом фонаре не бесплатные. Многое зависит от объема заказа и договоренностей с оператором, но, если усреднить, на один столб уходит до 1 рубля в месяц. Вроде бы мелочи, однако в Минске более 100 тыс. светильников— и суммы уже выходят немаленькие.
Умные фонари уже есть на проспекте Независимости (от улицы Козлова до площади Независимости) и Привокзальной площади, плюс похожие системы установлены на улицах Андреевской, Гикало, Платонова. В настоящее время около 1 тыс. светильников в Минске управляются по беспроводным протоколам, в том числе NB-IoT.
Редакция благодарит организаторов форума Minsk Smart City Forum 2020 за помощь в подготовке материала.
Источник:
https://tech.onliner.by/2020/03/10/nbiot
