Inteligentne oświetlenie drogowe na autostradzie A16 w Holandii

Jednym z największym systemów sterowania oświetleniem ulicznym w Europie jest układ dla autostrady A16 w Holandii. W chwili obecnej system jest wciąż rozbudowywany i aktualnie obejmuje 15km autostrady, na którym znajduje się 1500 opraw oświetlenia ulicznego.

Sieć autostrad w Holandii posiada praktycznie na całej swojej długości oprawy oświetlenia ulicznego. Poszukiwanie energooszczędnych rozwiązań oświetleniowych może przynieść więc duże oszczędności zużywanej energii elektrycznej i obniżenie kosztów eksploatacji. Znaczący jest również nacisk społeczeństwa na rozwój systemów proekologicznych i ograniczenie tzw. „zaśmiecania światłem”. Przykładem energooszczędnego systemu zarządzania oświetleniem jest układ oświetlenia autostrady A16 oparty na oprawach oświetleniowych (SGS306 i SGS253) i sterownikach LonWorks produkowanych przez firmę Philips.

System sterujący oświetleniem

System sterujący oświetleniem umożliwia dobór strumienia świetlnego opraw w zależności od natężenia ruchu i warunków atmosferycznych. Regulacja strumienia umożliwia zmianę luminancji drogi w zakresie od 1,2 do 0,8 cd/m2, która odbywa się na podstawie natężenia ruchu mierzonego za pomocą pętli indukcyjnych umieszczonych na autostradzie. W przypadku pogorszenia się warunków atmosferycznych (sygnały od czujników deszczu) lub zgłoszenia sytuacji awaryjnych (np. kolizja drogowa) poziom oświetlenia utrzymywany jest na poziomie 100% bez względu na ilość samochodów znajdujących się na autostradzie.

Poniżej został przedstawiony schemat blokowy opisywanego systemu zarządzania oświetleniem.

schemat systemu zarządzania oświetleniem

Podstawowym elementem systemu są oprawy oświetleniowe wyposażone w sterowniki LonWorks (OLC) i układy DynaVision (DV), które umożliwiają zmianą strumienia świetlnego w oprawach oświetlenia ulicznego. W przypadku autostrady A16 zastosowano oprawy TrafficVision (SGS306) i Iridium (SGS 253) o mocy 150W, które zostały fabrycznie zintegrowane ze sterownikami OLC Philips Starsense i zamiast tradycyjnego układu stabilizacyjno-zapłonowego posiadają elektroniczny układ DynaVision. Pomiędzy sterownikiem OLC i układem DV występuje połączenie regulacyjne napięciem 1-10V. Poniżej przedstawiono wnętrze oprawy Iridium w wersji z układami DV i OLC.

wnętrze oprawy

Sterowniki OLC utrzymują komunikację za pośrednictwem sieci zasilającej 230V ze sterownikami segmentowymi (SC) umieszczonymi w rozdzielnicach elektrycznych (jeden sterownik SC obsługuje do 100 sterowników OLC). Sterowniki SC posiadają dodatkowo zegar astronomiczny, który może zostać aktywowany w przypadku awarii systemu centralnego (za pośrednictwem sieci GSM). W rozdzielnicach znajdują się również moduły cyfrowych wejść 8DI (8 wejść cyfrowych), do których można podłączać lokalne urządzenia informacyjne (dla rozpatrywanego odcinka A16 są to czujniki deszczu). Zastosowanie komunikacji poprzez istniejącą sieć zasilającą 230V umożliwiło szybką budowę systemu bez ponoszenia kosztów związanych z dodatkowym okablowaniem dla opraw oświetleniowych (przewód komunikacyjny dla sterowników) lub stosowania niepewnych systemów komunikacji radiowej. Ze względu na dostępność tradycyjnych przewodów komunikacyjnych pomiędzy rozdzielnicami elektrycznymi zastosowano komunikację z udziałem protokołu RS485. Obsługujące kanał komunikacji RS485 repeater i router RS485/PL20 również umieszczone zostały w rozdzielnicy elektrycznej. Poniżej przedstawiono wnętrze ww. rozdzielnicy elektrycznej.

wnętrze rozdzielnicy elektrycznej

Pomiar natężenia ruchu drogowego (za pośrednictwem pętli indukcyjnych) odbywa się z udziałem niezależnego systemu pomiarowego i przesyłany jest poprzez sieć telefoniczną do centrum kontroli (Miriam Computer), które znajduje się w Heeze w pobliżu Eindhoven (około 85km od autostrady A16). Informacja zbierana w Miriam PC przesyłana jest ponownie do sterowników SC poprzez bramkę TCP/IP, sieć GSM Telfort, serwer i.LON1000 i routery (FTT10/RS485 i RS485/PL20). Zarządzanie i konfiguracja sterowników odbywa się poprzez oprogramowanie Philips Starsense (również w zakresie aktywacji stanów awaryjnych podczas kolizji drogowych). Oprogramowanie Starsense umożliwia również prowadzenie statystyk czasów działania poszczególnych źródeł światła, które są wykorzystywane do planowania prac konserwacyjnych i korekcji strumienia świetlnego w czasie. Korekcja związana jest z obniżaniem się strumienia świetlnego lamp sodowych wraz z czasem ich eksploatacji. Zmiana poziomów ściemniania opraw w zależności od poziomu wyeksploatowania źródła światła przynosi dodatkowe oszczędności energii, gdyż możliwe jest dopasowanie strumienia dla poszczególnych lamp względem założonego w projekcie współczynnika utrzymania (dodatkowy poziom ściemnienia dla nowych lamp).

Autor: mgr inż. Dariusz Szlezak
luty 2006