Ứng dụng đèn đường thông minh trong chiếu sáng đường đô thị

 

Đèn đường thông minh tích hợp các nguồn sáng LED tiết kiệm năng lượng-, thiết bị cảm biến IoT và công nghệ điều khiển thông minh. Chúng có thể tự động điều chỉnh độ sáng của đèn và được điều khiển từ xa. Dựa trên công nghệ điều chỉnh độ sáng thông minh, các đèn đường này tự động điều chỉnh độ sáng theo thời gian hoạt động và lưu lượng giao thông trên đường, từ đó tiết kiệm năng lượng và giảm mức tiêu thụ.

 

Đèn thông minh sử dụng công nghệ IoT để cho phép giám sát{0}}thời gian thực và cảnh báo lỗi tự động, rút ​​ngắn thời gian cần thiết để phát hiện và sửa chữa lỗi, đồng thời cải thiện hiệu quả vận hành và độ ổn định của hệ thống chiếu sáng. Ngoài ra, đèn thông minh có khả năng mở rộng. Chúng có thể đóng vai trò là nút cảm biến trong thành phố thông minh và tích hợp nhiều mô-đun chức năng khác nhau. Chúng không chỉ đáp ứng nhu cầu chiếu sáng đường đô thị mà còn cung cấp hỗ trợ dữ liệu cho quản lý giao thông, giám sát an ninh công cộng, giám sát khí tượng, dịch vụ chính phủ và các chức năng khác.

 

1. Thành phần hệ thống đèn đường thông minh

Hệ thống phần cứng là phương tiện cơ bản để thực hiện các chức năng khác nhau và cấu trúc tổng thể của nó là mô đun và tích hợp. Nó chủ yếu bao gồm năm thành phần cốt lõi: mô-đun nguồn sáng, mô-đun cảm biến, mô-đun giao tiếp, mô-đun điều khiển và mô-đun cung cấp điện.

 

 

• Mô-đun nguồn sáng sử dụng các thành phần nguồn sáng LED có hiệu suất phát sáng cao và tuổi thọ dài. Nó trực tiếp đảm nhận nhiệm vụ cốt lõi là chiếu sáng đường và có thể cung cấp đầu ra ổn định theo yêu cầu về độ sáng của các đoạn đường khác nhau.
• Mô-đun cảm biến tích hợp nhiều thiết bị khác nhau, như giám sát luồng giao thông, giám sát khí tượng và thiết bị giám sát môi trường, đồng thời có thể thu thập các thông số môi trường như lưu lượng giao thông đường bộ, nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí trong thời gian thực.
• Mô-đun giao tiếp chịu trách nhiệm truyền dữ liệu. Nó gửi tất cả các loại thông tin được cảm biến thu thập về trung tâm điều khiển theo thời gian thực và nhận lệnh điều khiển từ trung tâm điều khiển.
• Mô-đun điều khiển là cốt lõi của toàn bộ hệ thống phần cứng. Nó kết nối và điều phối công việc của tất cả các mô-đun và hoàn thành các hoạt động tương ứng theo các chương trình và hướng dẫn cài sẵn. Mô-đun cấp điện chủ yếu sử dụng nguồn điện đô thị, được bổ sung thêm các nguồn năng lượng mới để cung cấp điện cho tất cả các mô-đun.

 

2. Chức năng của Hệ thống phần mềm Đèn đường thông minh

Hệ thống điều khiển phần mềm đèn đường thông minh được xây dựng dựa trên tính thực tế, thông minh và khả năng tương thích. Nó là chìa khóa để đảm bảo hệ thống phần cứng hoạt động hiệu quả. Nó chủ yếu bao gồm bốn lớp cốt lõi: lớp thu thập dữ liệu, lớp phân tích dữ liệu, lớp thực thi lệnh và lớp tương tác người dùng.

 

• Chức năng cốt lõi của lớp thu thập dữ liệu là thu thập dữ liệu từ các mô-đun cảm biến trong hệ thống phần cứng theo thời gian thực. Nó thu thập dữ liệu như trạng thái ánh sáng, lưu lượng giao thông trên đường và các thông số môi trường theo tần suất đã đặt để đảm bảo tính kịp thời của dữ liệu.
• Lớp phân tích dữ liệu xử lý sâu dữ liệu được thu thập bởi lớp thu thập và sử dụng mô hình vận hành được xây dựng để xác định trạng thái vận hành hiện tại của hệ thống chiếu sáng. Nó cũng tự động tạo ra các kế hoạch điều chỉnh độ sáng dựa trên những thay đổi về lưu lượng giao thông, phân tích dữ liệu vận hành thiết bị, xác định kịp thời các lỗi tiềm ẩn và đưa ra cảnh báo sớm.
• Lớp thực thi lệnh chuyển đổi các kế hoạch và hướng dẫn do lớp phân tích dữ liệu tạo ra thành các hoạt động cụ thể. Nó trực tiếp gửi các lệnh như giảm độ sáng, bật đèn đến mô-đun điều khiển của hệ thống phần cứng, từ đó báo cáo và định vị thông tin lỗi.
• Lớp tương tác người dùng cung cấp cho nhân viên giao diện hoạt động trực quan. Nhân viên có thể sử dụng máy tính, thiết bị đầu cuối di động và các thiết bị đầu cuối khác để xem trạng thái hoạt động của đèn đường từng đoạn đường, ra lệnh điều khiển thủ công và điều chỉnh các thông số vận hành hệ thống theo nhu cầu thực tế.

 

 

3. Chức năng của đèn đường thông minh

Chức năng chiếu sáng cốt lõi của đèn là chiếu sáng-theo nhu cầu và chiếu sáng ổn định. Toàn bộ quá trình không cần sự can thiệp của con người và được hoàn thành tự động bởi hệ thống điều khiển. Trong quá trình vận hành hàng ngày, hệ thống điều khiển tự động bật tắt đèn đường dựa trên các mốc thời gian định sẵn và dữ liệu từ cảm biến ánh sáng, đảm bảo đèn đường được bật tắt đúng lịch vào ban đêm. Đối với những đoạn đường có lưu lượng giao thông thay đổi lớn, hệ thống sử dụng thiết bị giám sát lưu lượng giao thông để thu thập dữ liệu lưu lượng giao thông theo thời gian thực. Trong giờ cao điểm, nó sẽ tự động điều chỉnh độ sáng của đèn đường về giá trị tiêu chuẩn để đảm bảo tầm nhìn rõ ràng trên đường. Khi lưu lượng giao thông thấp hoặc trong thời gian thấp điểm, hệ thống sẽ tự động giảm độ sáng đèn để tiết kiệm năng lượng.

 

Hệ thống giám sát trạng thái hoạt động của đèn đường theo thời gian thực. Khi xảy ra các lỗi như độ sáng bất thường hoặc mất điện, nó sẽ ngay lập tức xác định điểm lỗi và gửi thông tin đến các thiết bị đầu cuối của nhân viên bảo trì. Sau đó, nhân viên bảo trì có thể trực tiếp đến địa điểm để sửa chữa dựa trên vị trí lỗi được cung cấp, rút ​​ngắn thời gian xử lý lỗi và cải thiện tính ổn định cũng như tính liên tục của hệ thống chiếu sáng đường đô thị.

 

 

4. Các kịch bản ứng dụng đèn đường thông minh trong chiếu sáng đường đô thị

Năng lượng-Ứng dụng tiết kiệm năng lượng trên đường huyết mạch

Đường huyết mạch là huyết mạch của giao thông đô thị, với lưu lượng giao thông đông đúc và thời gian hoạt động dài. Đèn thông minh có lợi thế rõ ràng trong trường hợp này. Họ có thể áp dụng các sơ đồ điều chỉnh độ sáng-dựa trên thời gian và cảm biến ánh sáng{3}}theo mô hình luồng giao thông. Trong giờ cao điểm buổi sáng và buổi tối, hệ thống tự động điều chỉnh độ sáng đèn đường lên 100% để đảm bảo an toàn khi lái xe. Trong thời gian giao thông bình thường, nó điều chỉnh độ sáng lên 70%–80% theo những thay đổi theo thời gian thực của luồng giao thông. Trong những khoảng thời gian có mật độ giao thông thấp từ đêm khuya đến sáng sớm, lưu lượng giao thông giảm đáng kể và hệ thống tự động giảm độ sáng của đèn xuống 50% để đáp ứng nhu cầu chiếu sáng cơ bản của một số ít phương tiện.

 

Khi không đủ ánh sáng tự nhiên, chẳng hạn như vào những ngày nhiều mây hoặc mưa, đèn thông minh sẽ hoạt động cùng với cảm biến ánh sáng để tự động bật hoặc sáng trước. Khi có đủ ánh sáng tự nhiên vào những ngày nắng, hệ thống sẽ trì hoãn kích hoạt một cách thích hợp để giảm mức tiêu thụ điện năng. Hệ thống điều chỉnh độ sáng này tiêu thụ năng lượng ít hơn 40% so với đèn đường truyền thống. Nó cũng có-chức năng giám sát lỗi theo thời gian thực, có thể nhanh chóng xác định vị trí đèn đường bị lỗi và rút ngắn thời gian bảo trì.

 

 

Ứng dụng thông minh trên đường phụ và đường nhánh

Luồng giao thông trên các tuyến đường phụ có đặc điểm thủy triều, có sự khác biệt đáng kể giữa các đoạn đường khác nhau. Công nghệ điều khiển thông minh của đèn đường thông minh có thể thích ứng với những đặc điểm này. Đối với các đường phụ và đường nhánh gần khu dân cư, hệ thống sẽ thực hiện các điều chỉnh tương ứng theo thói quen đi lại của người dân, duy trì độ sáng tương đối cao vào buổi tối. Để tránh ánh sáng mạnh ảnh hưởng đến việc nghỉ ngơi của cư dân, đèn sẽ tự động mờ đi sau 23h. Trên các tuyến đường phụ xung quanh khu thương mại, độ sáng được điều chỉnh theo giờ làm việc của khu thương mại. Khi khu thương mại đóng cửa, độ sáng của đèn giảm dần và thời gian chiếu sáng cũng được rút ngắn lại.

 

 

Đối với các tuyến đường nhánh gần trường học, bệnh viện, hệ thống tự động tăng độ sáng đèn trong giờ cao điểm đi lại để đảm bảo an toàn cho người đi bộ. Đèn đường thông minh được lắp đặt trên đường phụ và đường nhánh cũng có chức năng điều chỉnh-một chạm. Trong trường hợp khẩn cấp như điều khiển giao thông tạm thời hoặc cứu hộ khẩn cấp, các thiết bị đầu cuối có thể được sử dụng để điều khiển từ xa đèn đường trên các đoạn đường được chỉ định, đảm bảo công việc cứu hộ khẩn cấp diễn ra suôn sẻ.