インテリジェント街路照明システム

誰もが長い間街路の人工照明に慣れており、それが当然のことだと思っています。さまざまなポールに配置されたランプは、高速道路、道路、幹線道路、庭、遊び場、その他の領土や物体を照らします。これらは、スケジュールまたはディスパッチャーの裁量に従って、1 日の特定の時間に自動的または手動でオンになります。

さまざまな場所で、照らされるオブジェクトの特性に応じて、反射板付きのランタン、拡散ランタン、またはさまざまな形の色合いのランタンが使用されます。このようにして、主要な道路はリフレクターランプで照明され、補助的な道路も拡散シェードを備えた拡散ランプで照明され、公園や歩道は多くの場合、球形または円筒形のシェードから発せられる柔らかな光で照らされます。

SNiP 23-05-95「自然照明および人工照明」は街路照明の運用を規制しており、2011 年にこの基準に加えられた変更は、LED 技術の広範な導入を意味しています。この規制は、とりわけ、道路と歩行者の交通の安全の確保に関係しており、これに関連して、さまざまな目的を持つ物体に対してランプ電力の値と照度レベルが決定されます。

交通の安全が第一であり、ここでは移動速度と地形の特徴、さらには橋、交差点、交差点などの交通インフラの要素の存在を考慮することが重要です。

ドライバーの視認性は、早期疲労の一因とならないものでなければなりません。道路や街路の水平方向の照明は非常に重要であり、文書では照明と交通量のカテゴリによって定義されています。

伝統的に街路照明には次の種類のランプが使用されています: 白熱灯、高圧水銀アークランプ、 アークメタルハライドランプ高圧および低圧ナトリウムランプも同様です。近年、この範囲に LED ランプが追加されました。

LED ランプに関しては、その照明特性と技術的特性は、伝統的に街路照明に使用されている他の種類のランプよりも優れています。 LED は非常に経済的で、消費電力が最小限で、ほぼ 90% の効率で電流を光に直接変換できます。

公平を期すために、今日の LED は、かなりの出力では効率の点で一部のタイプの従来のランプよりも劣ることに注意してください。しかし、専門家の予測によると、今後数年のうちにLED技術は街路照明の分野でガス放電ランプを完全に置き換えるほどの完成度に達するだろう。

従来の街路照明システムについて言えることは基本的にこれだけです。ただし、いくつかの欠点についても触れておきましょう。まず第一に不経済です。電力は現実とは無関係に消費され、従来の街路照明システムは柔軟性がありません。 2 番目のマイナスの性質は、メンテナンス費用が必要なことと、継続的な運転が不可能であることです。その結果、故障の場合には安全性をしばらく犠牲にする必要があります。

これらの欠点には、インテリジェントな街路照明システムが欠けています。インテリジェント街路照明システムは、単なるランプの付いたランタンではなく、街路灯のセットと、ローカル センター (コンセントレータ) と情報を交換し、受信したデータをさらに処理するためにサーバーに情報を送信するためのネットワークの両方が含まれています。

ここでは双方向通信を想定しており、気象条件や交通状況に応じてヘッドライトの明るさを遠隔から調整できます。たとえば、霧がある場合は明るさを追加し、明るい月がある場合は明るさを下げる必要があります。したがって、従来の街路照明システムと比較して少なくとも2倍のエネルギー節約が達成されます。

インテリジェント街路照明システムのメンテナンスはより迅速かつコスト効率が高くなります。センターからランプの状態を継続的に監視することで、異常に即座に対応し、迅速に解消することができます。乗組員は、ランプが故障しているかどうかを確認するために管理区域を定期的に巡回する必要はなくなり、以前に知られていたランプに行って単に修理するだけで十分です。

インテリジェント システムの重要な要素は街灯そのものであり、街灯には、ランプ ドライバー、通信モジュール、センサーのセットなど、いくつかの主要なブロックが含まれています。ドライバーのおかげで、ランプは安定した電圧と直流によって電力を供給されます。デジタル制御とデータ送信は通信インターフェースモジュールによって実行されます。センサーは天気、空間内の柱の位置、空気の透明度を監視します。したがって、都市や高速道路における照明管理の効率は、質的に新しいレベルに引き上げられます。

明るさ、光の方向、さらには色まで正確に制御するローカル集光器のおかげで、特定のエリア内のオブジェクトの照明レベルがリアルタイムで監視されます。気象条件、交通量、降水量の有無に応じて、人工照明のレベルを自動的に変更できます。

光の増幅、またはその逆 - 調光 - このプロセスは、インテリジェント電子機器によって制御できます。ちなみに、タイムリーな調光は LED ランプの寿命に有益な効果をもたらし、他のランプに害を与えることなくエネルギーを節約するのに役立ちます。

一部の国では現在でも、各極に個別の太陽電池や風力タービンを備えた、自律型電力供給を備えたインテリジェント システムが見られます。

風や太陽（日中）のエネルギーは常にバッテリーに蓄積されますが、外部条件を考慮して、適切なモードで必要に応じてランプによって消費されます。このようなソリューションの利点は明らかです。ランタンは実質的にメンテナンスを必要とせず、自律的で経済的で安全です。特に高速道路では、ランプシェードのほこりや汚れを定期的に拭く必要がある場合を除きます。

リモート サーバーまたはゾーン コントローラーは、スマート街路照明システムを自動的に制御します。最初に、設定と制御アルゴリズムが設定され、それに従って、ランタンの遠隔スイッチのオン、オフ、および明るさの調整を行う信号が生成されます。信号はドライバーの信号入力に供給されます。

これにより、エネルギーの節約、ランプ寿命の延長が実現され、照明システム全体として経済的になります。信号伝送には、RS-485、無線チャネル、イーサネット、GSM、ツイストペア、さらには電力線が HF 信号の導体として使用されます。

サーバーを使用すると、特定のランプにアドレス指定し、対応する信号を制御ユニットに送信してオンまたはオフにすることができます。特に、無線周波数チャネルが使用される場合、ビーコンには TCP/IP プロトコルを使用して IP アドレスが割り当てられます。

各ビーコン、または正確にはビーコン制御ユニットには、最初に何千もの利用可能な IP アドレスの 1 つが割り当てられ、オペレーターは各ビーコンとそのアドレスおよび現在のステータスをコンピューターのモニター マップ上で確認します。

サーバーの機能には、ランタンの定期的なポーリングが含まれており、特定の工場アドレスを持つランタンは、単に領域上の場所に関連付けられています。 GSM 制御はコストが高いため、例外的な場合に使用されます。

スマート街路照明システムには、個々のランプに対して 3 つのレベルの制御があり、制御方法は設計者によって異なりますが、原理は同じです。たとえば、DotVision (フランス) は次の制御オプションを提供しています。

• 個人;

• 電力調整機能を備えたゾーン。

• 規制とテレメトリーを備えたゾーン。

個別の制御により、最大限の節約が保証されるだけでなく、人々の快適さと安全のための高精度のサービスが保証されます。各ランプは、インテリジェントな安定器、トランシーバー、コントローラーによって個別に制御および調整されます。

リモート電源調整を使用したゾーン制御は、経済性と機能のバランスを考慮した妥協策です。 LonWorks または Modbus に基づく電力レギュレータおよび遠隔測定システムがゾーン制御キャビネットに設置されており、これによりゾーン コントローラとゾーン サーバー間の双方向通信が可能になります。

テレメトリを使用したゾーン制御では、経済性は小さいですが、ゾーン コントローラは障害を明確に監視し、テレメトリを実行し、ランプを遠隔制御 (オン/オフ) します。テレメトリ情報と制御信号の送信のために、サーバーとコントローラーの間で双方向のデータ交換が可能です。

もちろん、夕方に照明をオンにし、朝に照明を消す役割を担う光センサーに加えて、自動制御の他の方法もあります。たとえば、Stwol (韓国) は、現在の照度レベルに従って照明を直接制御する機能を提供します。ただし、光センサーの助けを借りずに、GPSの助けを借ります。

地理座標は日の出と日の入りの時刻に関連付けられており、プログラムが計算を行います。特定の天文時刻になると、デバイスは 15 分後に暗くなることがすでにわかっており、事前に照明をオンにします。あるいは、日の出から 10 分後、同じように姿勢を変えてランタンを消します。より簡単な方法は、曜日に応じて、スケジュールに基づいて特定の時間に照明をオンまたはオフにすることです。