Інтелектуальна система управління в освітленні пішохідних переходів для підвищення енергоефективності

Abstract

Мета роботи – розробка концепції інтелектуальної системи управління для впровадження в схему освітлення пішохідних переходів та створення дизайну вуличного світильника задля зменшення витрат на електроенергію та збільшення терміну експлуатації вуличних ліхтарів, використовуючи такі технічні прилади як димер та спеціальні датчики руху. У процесі дослідження використано методи теоретичного аналізу, моделювання зовнішнього вигляду та створення схеми комплексу інтелектуального керування, основні положення про освітлення пішохідних переходів та дизайн вуличного освітлення, аналіз можливостей датчиків руху та димірування при використанні в освітленні. Проаналізовано технології застосування димерів та різноманітних датчиків руху в освітленні та виділено сучасні технологічні переваги їх використання. Виявивши проблему в сплаті за електроенергію вуличного освітлення для багатьох місцевих бюджетів, було розроблено інтелектуальну систему керування освітленням пішохідних переходів. Система дозволяє отримати значний економічний ефект, знизивши використання електроенергії максимум на 70%. Дана економія досягається застосуванням димірування ламп та спеціальних вузьконаправлених датчиків руху, що мають кут огляду 6° по горизонталі. В стані спокою система тримає потужність ламп на 50%, доки людина не потрапляє в зону дії датчику, й освітленість підіймається до 100% на певно встановлений час. Спеціально підібрані датчики та їх правильне розміщення дозволяє системі спрацьовувати лише тоді, коли людина підходить до пішохідного переходу, та вилучити випадкові непередбачувані включення. Проаналізувавши сучасний ринок вуличного освітлення, було створено та запропоновано дизайн дорожнього світильника. Запропоновано використання інтелектуальної системи управління в освітленні пішохідних переходів, адже наразі вона широко застосовується лише як складова частина комплексу "розумний дім". Застосування в схемі освітлення пішохідних переходів димірування та спеціальних вузьконапралених датчиків руху з кутом огляду 6° по горизонталі, що дозволить вилучити випадкове спрацювання, як від людей та автомобілів, так і від собак та котів. Розроблений новий дизайн дорожнього ліхтаря, на основі проаналізованих положень про правильне освітлення пішохідних переходів. Освітлення пішохідних переходів наразі є проблемою в нашій країні, адже стається багато аварій, а для хорошого освітлення потрібно витрачати багато коштів на електроенергію з місцевих бюджетів. Дана інтелектуальна система управління освітленням пішохідних переходів спеціально розроблена так що, використання електроенергії можна знизити на 70%, а термін служби світильників значно збільшити, наприклад у 1,5 рази, але більш точне значення можна отримати лише після введення першого експериментального зразка. Використання такої системи можливе по всій території України на кожному переході, на відміну від багатьох інших проєктів по освітленню дорожніх переходів.

Цель работы – разработка концепции интеллектуальной системы управления для внедрения в схему освещения пешеходных переходов и создания дизайна уличного светильника для уменьшения затрат на электроэнергию и увеличения срока эксплуатации уличных фонарей, используя такие технические приборы, как димер и специальные датчики движения. В процессе исследования использованы методы теоретического анализа, моделирования внешнего вида и создания схемы комплекса интеллектуального управления, основные положения об освещении пешеходных переходов и дизайне уличного освещения, анализ возможностей датчиков движения и димирования при использовании в освещении. Проанализированы технологии применения диммеров и различных датчиков движения в освещении и выделены современные технологические преимущества их использования. Обнаружив проблему в оплате за электроэнергию уличного освещения для многих местных бюджетов, была разработана интеллектуальная система управления освещением пешеходных переходов. Система позволяет получить значительный экономический эффект, снизив потребление электроэнергии максимум на 70%. Данная экономия достигается применением диммирования ламп и специальных узконаправленных датчиков движения, которые имеют угол обзора 6 ° по горизонтали. В состоянии покоя система держит мощность ламп на 50%, пока человек не попадает в зону действия датчика и освещенность поднимается до 100% на установленное время. Специально подобранные датчики и их правильное размещение позволяет системе срабатывать только когда человек подходит к пешеходному переходу, и изъять случайные непредсказуемые включения. Проанализировав современный рынок уличного освещения, было создано и предложено дизайн дорожного светильника. Предложено использование интеллектуальной системы управления в освещении пешеходных переходов, ведь сейчас она широко применяется лишь как составная часть комплекса "умный дом". Применение в схеме освещения пешеходных переходов диммирования и специальных узконаправленных датчиков движения с углом обзора 6 ° по горизонтали, что позволит исключить случайное срабатывание, как от людей и автомобилей, так и от собак и кошек. Разработан новый дизайн дорожного фонаря на основе проанализированных положений о правильном освещении пешеходных переходов. Освещение пешеходных переходов сейчас проблема в нашей стране, ведь происходит много аварий, а для хорошего освещения нужно тратить много средств на электроэнергию из местных бюджетов. Данная интеллектуальная система управления освещением пешеходных переходов специально разработана так, что использование электроэнергии можно снизить на 70%, а срок службы светильников значительно увеличить, например в 1,5 раза, но более точное значение можно получить только после введения первого экспериментального образца. Использование такой системы возможно на всей территории Украины на каждом переходе, в отличие от многих других проектов по освещению дорожных переходов.

Development of the concept of an intelligent control system for implementation in the scheme of pedestrian crossing lighting and design of a street lamp to reduces electricity costs and increases the service life of street lights, using technical devices such as dimmers and special motion sensors. The research methods of theoretical analysis, modeling of appearance and creation of the scheme of intellectual control complex, basic provisions on lighting of pedestrian crossings and design of street lighting, analysis of possibilities of motion sensors and dimming at use in lighting are used. Technologies of application of dimers and various motion sensors in lighting are analyzed and modern technological advantages of their use are allocated. Having identified a problem in the payment for electricity for street lighting for many local budgets, an intelligent control system for pedestrian crossing lighting was developed. The system allows obtaining of significant economic effect, reducing electricity consumption by a maximum of 70%. This saving is achieved by using dimming lamps and special narrow motion sensors, which have a viewing angle of 6° horizontally. At rest, the system keeps the lamp power at 50% until the person falls within the range of the sensor and the illumination rises to 100% for the set time. Specially selected sensors and their correct placement allow the system to work only when a person approaches a pedestrian crossing, and to remove accidental unpredictable inclusions. After analyzing the modern street lighting market, the design of a street lamp was created and proposed. It is proposed to use an intelligent control system in the lighting of pedestrian crossings, because now it is widely used only as part of the complex "smart home". Application in the scheme of lighting of pedestrian crossings of dimming and special narrowly directed motion sensors with a viewing angle of 6° horizontally that will allow to exclude accidental operation, both from people and cars, and from dogs and cats. A new design of the road lamp has been developed, based on the analyzed provisions on the correct lighting of pedestrian crossings. Lighting of pedestrian crossings is currently a problem in our country, because there are many accidents, and for good lighting you need to spend a lot of money on electricity from local budgets. This intelligent pedestrian crossing lighting control system is specially designed so that the use of electricity can be reduced by 70% and the service life of lamps can be significantly increased, for example by 1.5 times, but a more accurate value can be obtained only after the introduction of the first experimental sample. The use of such a system is possible throughout Ukraine at each crossing, unlike many other projects for lighting road crossings.