Получите консультацию бесплатно!
Внесите Ваши данные ниже чтобы мы могли связаться с Вами
Не волнуйтесь, мы никому не передадим Ваши данные!
1 февраля 2019

Как светодиоды сделают город умным

Внедрение цифровых технологий продолжается. Персональные smart-устройства дали толчок к развитию умных домов, производств и сервисов. Теперь на очереди стоят города. В статье расскажем как светодиодные технологии помогут мегаполисам поумнеть
Внедрять умные технологии стало модно. Компании пытаются увеличить продажи своих товаров, оснащая их датчиками и микрочипами, разрабатывая мобильные приложения, онлайн-сервисы и аналитику.
Такой подход называется дигитализацией общества, и он не идеален. Каждый специалист сфокусирован на развитии своей индустрии, мало кто понимает как выглядит единая цифровая среда в мегаполисе. Отсутствие пограничных решений замедляет развитие экосистемы умного города.
Для решения этой проблемы на помощь придут светотехники. Светодиодные технологии станут основой для развития умных городов. Докажем это на мировом опыте.

Городской интеллект


Карта умных городов Европы. Источник: http://www.smart-cities.eu
В Европе, Америке и Китае города «умнеют» ежегодно. Однако каждая администрация определяет коэффициент интеллекта города (CityiQ) по-своему. Единых критериев нет, даже термин "умный город" не имеет точного определения.

В общем смысле "умный город" - это совокупность городских информационных систем под единым управлением. Данные с улиц собираются, хранятся и обрабатываются в единых логических центрах. На основании их анализа делаются выводы, принимаются стратегические и локальные изменения. В результате повышается комфорт и безопасность горожан, снижаются затраты на энергоресурсы и обслуживание, повышается статус города.
Пример: Аналитик ЦОДД Иван изучает данные с датчиков движения, установленных на дорогах Москвы. Компьютер рисует постоянную загруженность на круговом движении на севере города, даже в выходные дни. Иван готовит отчёт и докладывает начальству о своей находке. Круговое движение меняют на перекрёсток со светофором, пробка исчезает, Ивану выписывают премию.
Центр Организации Дорожного Движения
Стратегические изменения влияют на вектор развития города, институциональные преобразования и принятие новых законов.

Локальные изменения фиксируются в виде автоматических сценариев.
Пример: Энергетик Фёдор настроил систему теплоснабжения района зависимой от среднесуточной температуры воздуха. Теперь не надо самому регулировать давление на теплотрассе, горячая вода подаётся в дома автоматически с началом холодов.

Польза от ума

Среди выгод умных городов выделяют:
Экономия на государственном аппарате
Интернет-сервисы и боты сокращают штат административных сотрудников;
Экономия на энергоресурсах
Оперативное управление и обслуживание инженерных систем повышает их эффективность;
Улучшение качества жизни
Привлекает жителей и туристов, увеличивает рынок сбыта;
Новые направления развития
Рост малого и среднего бизнеса, запуск новых отраслей промышленности;
Привлечение стороннего капитала
Увеличение инвестиций в городские проекты.

Поток данных





Проще всего представить умный город как круговорот данных. Всё начинается с их сбора с помощью датчиков и цифровых устройств, передачи посредством беспроводной связи, обработки больших объёмов данных. Это позволит принять верные административные решения для улучшения качества жизни.

Процесс сбора и обработки данных в Умном городе

Технологии

На каждом этапе помогают сопутствующие технологии:
Передача
телекоммуникационные сети (5G, LTE);
Хранение и защита
облачные серверы;
Обработка
Искусственный Интеллект и Машинное Обучение (Big Data, IA, ML);
Финансы и реестры
блокчейн (Blockchain);
Производство
3D печать;
Сервис
дополненную и виртуальную реальность (AR/VR)
Транспорт
автопилотирование;
Строительство
BIM-проектирование.
Пример: работник дептранспорта Максим игнорирует изменение пассажиропотока наземного транспорта после открытия новой станции метро. В результате два маршрута автобуса ходят пустыми, а замерзшие пассажиры соседнего района едут в набитом трамвае, ожидая прихода метро.

Очевидная проблема в сборе данных

Информации никогда не бывает много. Чем больше информации удастся собрать, тем проще понять корреляцию.

Приводим список основных поставщиков данных:
Ни один из способов сбора информации не идеален. Поэтому для построения Умного города требуется как можно больше данных, сделав их сбор постоянным и систематизированным.

Решение проблемы лежит в светотехнике





Источники света - самые распространённые устройства вокруг человека. Они расположены на улицах, в общественных пространствах, транспорте, в офисах и квартирах. Очевидно, что дешевле всего использовать эту распространенную сеть, чем строить новую.

Уличный светильник с интегрированным модулем камеры наблюдения

Датчики

Современные LED-источники легко могут быть интегрированы в цифровую среду. Для этого нужно оснастить их одним или несколькими датчиками:
Датчик освещённости
меняет яркость светильника, повышая его энергоэффективность. Аналогично используется для контроля за чрезвычайными ситуациями (пожары);
Датчик присутствия
собирает данные о загруженности улиц, помещений и транспортной инфраструктуры. Также применяется для экономии электроэнергии;
Датчик температуры, давления и влажности
определяет локальные погодные условия, заменяя метеостанции;
Датчик качества воздуха
отслеживает экологическую ситуацию в городе;
Датчик шума
фиксирует звуки выстрелов, обеспечивает безопасность жителей;
Видеомодуль
светильник можно оснастить видеомодулем, что избавит от отдельной камеры наблюдения.

Мировой опыт реализации

Ниже делимся подборкой реализованных проектов, в которых светодиодные светильники играют ключевую роль в построении Умных городов. Все описанные технологии могут быть применены в климатических условиях России.
Умная автотрасса

В Норвегии опробовали радиолокационную систему Eagle Eye. Она определяет скорость движения автомобилей и регулирует яркость уличного освещения. Систему внедрили на 220 дорожных фонарях, которые освещают дорогу протяженностью 9 км.

Было подсчитано, что по сравнению с уличными фонарями, которые ярко светят всю ночь, с Eagle Eye получается сэкономить 2100 кВт⋅ч электроэнергии за неделю. Срок окупаемости системы составляет менее пяти лет.
Работа системы наглядно

Экономия за счёт отслеживания движения автомобилей и пешеходов



Умная парковка

Умные парковки внедрены во многих городах мира. По сути «умными» называют парковки, которые:

  • Отслеживают пустые парковочные места;
  • Регулируют яркость освещения парковки.
Парковки первого типа применяются в Лондоне (Англия), Дубровнике (Хорватия), Монпелье (Франция), Салермо (Италия) и других городах Европы, США, Австралии, Новой Зеландии и Китая. Датчики присутствия в уличных светильниках определяют свободное парковочное место. Автомобилисты находят свободные места через мобильное приложение.
Умное освещение второго типа используется на крытых парковках для экономии электроэнергии. В ждущем режиме светильники работают на 10% от своей мощности, предоставляя минимальное дежурное освещение. При появлении автомобиля или пешехода светильники поблизости включаются на полную мощность. Такой режим работы помогает снизить затраты на обслуживание в 4 раза и окупить затраты через 3-4 года постоянной эксплуатации.

Зарядка для электромобилей, встроенная в столб освещения. Источник: https://www.ubitricity.co.uk/


Зарядка для электромобилей

Развитие электрического транспорта требует новую инфраструктуру. В Лондоне компания Ubitricity реализовала сеть для зарядки автомобилей, использовав существующие столбы освещения. По замыслу разработчиков в будущем не потребуется дополнительных зарядных станций - каждый столб будет использоваться для зарядки электрокаров.





Автономная система освещения

Автономная система освещения (АСО) работает там, где нет возможности обеспечить постоянное электропитание. Это могут быть отдаленные дороги, вахтовые посёлки или инфраструктурные объекты как, например, канатные дороги.

В таких решениях применяют солнечную энергию, накапливая её в современных энергоемких аккумуляторах. Дневного заряда хватает на всю ночь работы экономичных светодиодных панелей.

Автономная система освещения реализована силами Азбуки Света на канатной дороге в п. Эсто-Садок (Красная поляна, Сочи)

Разница между ртутным и светодиодным освещением в Лос Анджелесе (Калифорния). Источник: Signify


Система обслуживания городского освещения

Лос Анджелес (Калифорния) подключил 100 тысяч уличных светильников к системе CityTouch, которая передает информацию о состоянии светильников в реальном времени и подсказывает персоналу график плановых ремонтов. Кроме удалённого мониторинга система присылает уведомления при поломках и поддерживает интеграцию с другими городскими службами.
Отслеживание шума выстрелов

Город Сан-Диего (Калифорния) внедрил микрофоны в 3 600 светоточек для отслеживания звуков выстрелов. Используя триангуляцию система вычисляет местоположение стрелявшего с точностью до 5 метров. При детекции подозрительных звуков оператор изучает изображения с ближайших камер видеонаблюдения и вызывает патруль полиции.

Кроме Сан-Диего подобные системы внедрены в нескольких городах США: Майами, Цинциннати, Далласе, Балтиморе. Их использование помогло существенно сократить преступную активность в черте города.

Карта фиксации оружейных выстрелов в Цинциннати (Огайо), ещё одного Умного города США. Источник: www.cincinnati.com

Общественные светильники будут выполнять роль модемов, обеспечивая доступ бытовых вещей к интернету. Источник: http://www.nextlifi.com
Покрытие широкополосным интернетом

Концепция Интернета Вещей (Internet of Things, IoT) предполагает что каждый бытовой предмет оснащён модемом для обмена информацией, что станет серьезной нагрузкой для существующих базовых станций. Решить эту проблему можно с помощью обширной сети городских светильников. Модуль беспроводной связи обеспечит общественный Wi-Fi, высокоскоростной LTE, грядущий 5G или Световой Интернет (Li-Fi). Это обеспечит передачу данных между умными вещами и уличными светильниками, без использования мощностей сотовых операторов.

Кстати, скоро уличные Li-Fi-фонари планируют внедрить в Санкт-Петербурге, превратив Новосмоленскую набережную в первое в России публичное Li-Fi-пространство.

Итоги

Перед муниципальными властями стоит сложная задача внедрения новых цифровых систем в городскую инфраструктуру. Чтобы усилия не прошли даром следует тщательно спланировать процесс сбора и анализа потока городских данных. С этим поможет справиться готовая сеть уличных светильников, которой потребуется минимальная модернизация.
Обширный мировой опыт показывает, что внедрение умных систем не является сложной задачей. Основная проблема - это объединение новых технологий под единым управлением, согласованная работа коммунальных служб и тщательная проработка интерфейсов. Для решения потребуются интеграторы особого уровня, работающие на стыках светотехнических и коммуникационных технологий.
Вам понравилась эта статья?

Другие новости

в своём блоге мы следим и делимся самыми яркими новостями света, дизайна и технологий

Два раза в месяц мы присылаем статьи на почту
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности