Aplicació de fanals intel·ligents a l'enllumenat viari urbà

 

Els fanals intel·ligents integren fonts de llum LED d'estalvi-d'energia, dispositius de detecció IoT i tecnologies de control intel·ligent. Poden ajustar automàticament la brillantor de la il·luminació i ser controlats a distància. Basats en la tecnologia d'atenuació intel·ligent, aquests fanals regulen automàticament la brillantor segons el temps de funcionament i el volum de trànsit rodat, estalviant així energia i reduint el consum.

 

Els llums intel·ligents utilitzen la tecnologia IoT per permetre el seguiment en-en temps real i les alarmes automàtiques d'error, escurçant el temps necessari per detectar i reparar els errors i millorar l'eficiència operativa i l'estabilitat del sistema d'il·luminació. A més, els llums intel·ligents són escalables. Poden servir com a nodes de detecció a les ciutats intel·ligents i integrar diversos mòduls funcionals. No només satisfan les necessitats d'il·luminació de les carreteres urbanes, sinó que també proporcionen suport de dades per a la gestió del trànsit, el seguiment de la seguretat pública, el seguiment meteorològic, els serveis governamentals i altres funcions.

 

1. Composició del sistema de fanals intel·ligents

El sistema de maquinari és el suport bàsic per implementar diverses funcions, i la seva estructura global és modular i integrada. Consta principalment de cinc components bàsics: el mòdul de font de llum, el mòdul del sensor, el mòdul de comunicació, el mòdul de control i el mòdul d'alimentació.

 

 

• El mòdul de font de llum utilitza components de font de llum LED amb una alta eficiència lluminosa i una llarga vida útil. S'encarrega directament de la tasca bàsica de la il·luminació viària i pot proporcionar una sortida estable segons els requisits de lluminositat de les diferents seccions de la carretera.
• El mòdul de sensor integra diversos dispositius, com ara monitorització del flux de trànsit, monitoratge meteorològic i equips de monitoratge ambiental, i pot recollir paràmetres ambientals com el volum del trànsit viari, la temperatura i la humitat i la qualitat de l'aire en temps real.
• El mòdul de comunicació s'encarrega de la transmissió de dades. Envia tot tipus d'informació recollida pels sensors al centre de control en temps real i rep ordres de control del centre de control.
• El mòdul de control és el nucli de tot el sistema de maquinari. Connecta i coordina el treball de tots els mòduls i realitza les operacions corresponents segons programes i instruccions preestablerts. El mòdul d'alimentació utilitza principalment l'energia municipal, complementada amb noves fonts d'energia, per proporcionar energia a tots els mòduls.

 

2. Funcions del sistema de programari Smart Streetlight

El sistema de control de programari de fanals intel·ligents es basa en la pràctica, la intel·ligència i la compatibilitat. És la clau per garantir el funcionament eficient del sistema de maquinari. Consta principalment de quatre capes bàsiques: la capa de recollida de dades, la capa d'anàlisi de dades, la capa d'execució d'instruccions i la capa d'interacció de l'usuari.

 

• La funció bàsica de la capa de recollida de dades és recollir dades dels mòduls de detecció del sistema de maquinari en temps real. Recull dades com l'estat de la il·luminació, el flux de trànsit i els paràmetres ambientals amb una freqüència determinada per garantir l'actualitat de les dades.
• La capa d'anàlisi de dades processa profundament les dades recollides per la capa de recollida i utilitza el model operatiu construït per determinar l'estat de funcionament actual del sistema d'il·luminació. També genera automàticament plans d'atenuació basats en els canvis en el flux de trànsit, analitza les dades de funcionament de l'equip, identifica possibles errors de manera oportuna i emet avisos primerencs.
• La capa d'execució d'instruccions converteix els plànols i instruccions generats per la capa d'anàlisi de dades en operacions específiques. Envia directament ordres com ara atenuar i encendre llums al mòdul de control del sistema de maquinari, informant i localitzant així la informació d'error.
• La capa d'interacció de l'usuari proporciona al personal una interfície d'operació visual. El personal pot utilitzar ordinadors, terminals mòbils i altres dispositius terminals per veure l'estat de funcionament dels fanals de cada tram de carretera, emetre manualment ordres de control i ajustar els paràmetres de funcionament del sistema segons les necessitats reals.

 

 

3. Funcions dels fanals intel·ligents

Les funcions bàsiques d'il·luminació dels llums són la il·luminació basada en la demanda-i la il·luminació estable. Tot el procés no requereix cap intervenció humana i es completa automàticament pel sistema de control. Durant el funcionament diari, el sistema de control encén i apaga automàticament els fanals en funció dels punts de temps preestablerts i de les dades dels sensors de llum, assegurant que els fanals s'encenen i apaguen a la nit. Per a trams de carretera amb grans canvis en el flux de trànsit, el sistema utilitza dispositius de control del flux de trànsit per recollir dades de volum de trànsit en temps real. Durant les hores punta, ajusta automàticament la brillantor de la llum pública al valor estàndard per garantir una visibilitat clara de la carretera. Quan el volum de trànsit és baix o durant els-períodes punta, atenua automàticament els llums per aconseguir un estalvi energètic.

 

El sistema controla l'estat de funcionament dels fanals en temps real. Quan es produeixen avaries com ara lluminositat anormal o talls de corrent, identifica immediatament el punt d'avaria i envia la informació als dispositius terminals del personal de manteniment. Aleshores, el personal de manteniment pot anar directament al lloc per fer-hi reparacions en funció de la ubicació de l'avaria proporcionada, escurçant el temps de tractament de les avaries i millorant l'estabilitat i la continuïtat de l'enllumenat viari urbà.

 

 

4. Escenaris d'aplicació de fanals intel·ligents en il·luminació viària urbana

Aplicacions{0}}d'estalvi d'energia a carreteres arterials

Les vies arterials són les principals artèries del trànsit urbà, amb un gran flux de trànsit i llargs horaris de funcionament. Les llums intel·ligents tenen avantatges clars en aquest escenari. Poden adoptar esquemes d'atenuació basats en el temps-i amb detecció-de llum segons els patrons de flux de trànsit. Durant les hores punta al matí i al vespre, el sistema ajusta automàticament la brillantor de la llum pública al 100% per garantir la seguretat de la conducció. Durant els períodes normals de trànsit, ajusta la brillantor entre un 70% i un 80% d'acord amb els-canvis en temps real del flux de trànsit. Durant els períodes de poc trànsit-des de la nit fins a primera hora del matí, el volum de trànsit disminueix significativament i el sistema redueix automàticament la brillantor de la il·luminació al 50 % per satisfer les necessitats bàsiques d'il·luminació d'un petit nombre de vehicles.

 

Quan la llum natural és insuficient, com els dies ennuvolats o plujosos, les llums intel·ligents funcionen juntament amb els sensors de llum per encendre o il·luminar-se automàticament per endavant. Quan la llum natural és suficient els dies assolellats, el sistema retarda adequadament l'activació per reduir el consum d'energia. Aquest esquema d'atenuació consumeix més d'un 40% menys d'energia que els fanals tradicionals. També disposa d'una funció de control d'errors-en temps real, que pot localitzar ràpidament els fanals defectuosos i escurçar el temps de manteniment.

 

 

Aplicacions intel·ligents a carreteres secundàries i bifurcacions

El flux de trànsit a les carreteres secundàries té característiques de marea, amb diferències significatives entre els diferents trams de carretera. La tecnologia de control intel·ligent dels fanals intel·ligents pot adaptar-se a aquestes característiques. Per a carreteres secundàries i carreteres derivades properes a zones residencials, el sistema fa els ajustos corresponents segons els patrons de viatge dels residents, mantenint una brillantor relativament alta al vespre. Per evitar que la llum intensa afecti el descans dels residents, els llums s'atenuen automàticament després de les 23:00. A les carreteres secundàries al voltant dels districtes comercials, la lluminositat s'ajusta segons l'horari comercial de la zona comercial. Quan el districte comercial tanca, la brillantor de la il·luminació es redueix gradualment i la durada de la il·luminació s'escurça.

 

 

Per a les carreteres secundaries properes a escoles i hospitals, el sistema augmenta automàticament la brillantor de la il·luminació durant les hores punta per garantir la seguretat dels vianants. Els fanals intel·ligents instal·lats a carreteres secundàries i branques també tenen una funció d'ajustament d'un sol toc-. En cas d'emergència, com ara el control temporal del trànsit o el rescat d'emergència, els dispositius terminals es poden utilitzar per controlar remotament els fanals en trams de carretera designats, garantint el bon progrés dels treballs de rescat d'emergència.