В большинстве российских городов, особенно в спальных районах, уличное освещение оставляет желать лучшего. На тротуарах всегда темно, а под фонарями цвета предметов искажаются до неузнаваемости. С технической точки зрения эту проблему может решить умное освещение. Интенсивность света меняется в зависимости от того, есть ли кто-то на данном участке дороги, а сам свет получается приближенным к дневному. Еще один плюс – экономия для города до 60%. Но, конечно, основные сложности начинаются при внедрении систем в реальные городские условия.
Мы поговорили с Виталием Богдановым из компании «Световые технологии», одного из российских разработчиков умного освещения. Он рассказал о пилотных проектах компании в Москве и Владимире; о том, как построить умный город на базе уличных фонарей и какие протоколы и принципы лежат в основе интеллектуальных осветительных систем.
Интервьюер: Сергей Карпов
Респондент: Виталий Богданов
Какие протоколы связи лучше всего подходят, чтобы создать инфраструктуру умного города?
PLC и старые протоколы – это тупиковый путь. Безусловно, нужно говорить об одном из протоколов для Интернета вещей: LoRaWAN либо NB-IoT.
На примере собственных разработок smart lighting мы убедились, что протокол должен быть открытым и стандартным; нести возможность подключать устройства и сервисы от разных производителей. Также должны быть стороны, заинтересованные в развитии таких сетей – например, операторы связи, у которых уже есть готовая инфраструктура.
Почему старые протоколы – тупиковый путь?
Они не обеспечивают масштабирование и не позволяют подключать бесшовно услуги умного города. Получается, что для нас сервисы будут замкнуты только на управлении освещением, а это лишь одна из городских систем.
В чем разница между LoRaWAN и NarrowBand IoT?
Разница в том, на какой базе создан протокол. NB сделан на основе 5G, что ближе к телекому. LoRaWAN использует метод, схожий с тем, что использовался много лет в военной и космической связи. Он обладает небольшой пропускной способностью, но очень большой дальнобойностью. За счет этого получается достаточно дешевая инфраструктура. Но NB может строиться на основе инфраструктуры сотовой связи, поэтому у него тоже есть хорошие шансы на успех.
Применительно к умному освещению задачу позволяют решить и тот, и другой протокол. Выбор зависит от того, какая телеком-структура выстраивается в городе. Сейчас в разных городах разрабатываются проекты как по NB-IoT, так и по LoRaWAN. По функциональности эти решения близки, и на уровне интерфейса приложений их даже можно объединить. Я думаю, и то, и другое будет развиваться. И, возможно, интегрироваться на уровне API.
Замена уличного освещения в Коврове. Подробности
Как вы видите интеграцию smart lighting в существующую инфраструктуру городов?
Этот вопрос частично уже решен. Например, в Москве действует интеллектуальная система управления уличным освещением, разработанная под эгидой «Моссвета». Но «Световые технологии» хотят идти дальше и выстраивать на этой базе инфраструктуру для Интернета вещей. Другими словами, когда мы строим структуру по управлению светильниками, к ней могут подключаться другие сервисы. И наружное освещение превращается в универсальный «скелет» для умного города. Потому что наружные светильники есть везде, всегда подключены к электричеству, и на их основе легко создать сеть, которая объединит весь город.
Для этого нужно договариваться с властями и телеком-компаниями?
Да, они – обязательные участники процесса.
Модернизация освещения в парке «Красная Пресня». Подробности
Вы упоминали, что черпаете идеи у мировых лидеров, таких как Philips и Zumtobel. Расскажите, какие их решения вы считаете наиболее удачными и почему?
Philips всем известна как компания, которая производит бытовую электронику. Но на самом деле она мировой лидер и в свете. Есть специальное подразделение Philips Lighting, которое в этом году переименовали в Signify. Оно переходит от производства приборов к разработке платформ и поставило себе целью мировое лидерство по числу подключенных IoT-пользователей. Signify старается выходить за рамки рынка светотехники, где в последние годы упала маржинальность, и перейти к новой, более устойчивой бизнес-модели. С другой стороны, Philips создает отработанные драйвера, протоколы и контроллеры – дает «железки», с помощью которой производители включаются в готовую платформу; расширяет и масштабирует ее. Это тоже шаги к стандартизированному Интернету вещей на базе умного света.
Zumtobel – компания более консервативная, и она делает упор на качество света: исследует воздействие света на человека, ищет наиболее комфортные варианты. Она сделала это своим конкурентным преимуществом.
Мы используем опыт обеих компаний: также делаем упор на качество и создаем свои решения для IoT.
Какие протоколы используют эти две компании для своих проектов умного освещения?
В разных сферах применения они работают по-разному. Так, Philips ближе к GSM-решениям и NB-IoT. Zumtobel использует прежде всего ZibBee и Z-Wave, хотя они больше фокусируются на внутреннем освещении.
Знакомы ли вы с масштабными проектами этих компаний?
У Philips есть ряд крупных проектов в США. Европа более консервативна, а в США Лос-Анджелес и Нью-Йорк почти полностью переведены на умное освещение на базе GSM. Потом, вероятно, оно перейдет на NarrowBand. Ближний Восток – тоже одна из точек роста, в тех странах и городах, которые восприимчивы к инновациям. На уровне проектов сейчас рассматривается также Казахстан. Если говорить про Россию, то тут своя специфика, у Philips и им подобных масштабных проектов в сфере smart lighting пока нет. Есть такие проекты у «Ростеха» и «Световых Технологий».
Поговорим про вашу практику. Расскажите о проекте в городе Владимир, в котором вы использовали свое оборудование.
Мы осветили весь Владимир и несколько городов Владимирской области. Для нас это имиджевый проект. Мы хотели в первую очередь дать городу качественное освещение: повысить уровень освещенности, сделать уличный свет равномерным и комфортным. А экономия была на втором месте, хотя для энергосервисных контрактов она очень важна. И лишь после того, как мы показали, что можем качественно работать «в базе», мы начали заниматься установкой элементов умного освещения. Будем работать над этим во Владимирской области; прорабатываем проекты для Иванова, Липецка, Перми, Москвы – рынок созрел для этого.
Сколько городу удалось сэкономить на освещении благодаря вашим приборам?
Примерные цифры – 60%. Для города это десятки миллионов рублей ежегодно. Это наши фактические данные экономии в реализованных энергосервисных проектах.
Насколько качественнее стали освещаться улицы? Проводили ли вы замеры?
Конечно, замеры всегда делаются в процессе переоснащения. В разных частях города уровень освещенности вырос от 20 до 40%; акцент был сделан на пешеходные переходы.
У вас есть отдельные решения для пешеходных переходов и для автомагистралей?
Да, конечно: они отличаются оптикой светильников и направлением света.
А чем конструктивно отличаются приборы для умного освещения от обычных?
Отличий немного: управляемый источник питания, контроллер и антенна. Больше отличий есть на уровне самой схемы освещения, «мозгов». Нет смысла помещать все в светильник – гораздо важнее выстроить правильное управление прибором. И отдельный вопрос – интеграция smart lighting в существующую инфраструктуру.
Вы создаете собственное программное обеспечение, чтобы интегрировать умные системы освещения? Или работаете на основе готовых решений?
Мы разрабатываем свой софт, но каждый раз решаем вопрос: будет ли он основным, или мы его интегрируем в систему, существующую в городе. Например, в Москве уже есть система управления сотней тысяч светильников, и в этом случае важно не подменять ее. А в городах поменьше, там, где мы создаем схему с нуля, наш софт и наш интерфейс могут быть опорными.
Как в вашей компании осуществляется контроль качества?
Контроль качества у нас тщательный, многоступенчатый. 100% светильников наружного освещения проходят отжиг в течение восьми часов. А умные светильники еще и собирают информацию о работе каждого прибора в режиме онлайн, поэтому мы можем в реальном времени контролировать, как они работают. Если что-то вышло из строя, мы проводим аварийное обслуживание; можем принять и превентивные меры, когда какие-то показатели превышают норму.
На конференции «Интернет вещей», где вы участвуете в качестве спикера, пройдет дискуссия об эффективных технологиях для городов будущего. Каково ваше мнение: когда дело дойдет до масштабной реализации проектов умного освещения в России?
Сейчас в нескольких городах России начинают думать о пилотных проектах в этой сфере. Санкт-Петербург и Москва уже готовы; в Москве есть квартал Люблино, в Питере тоже есть локальный проект умного города. Сейчас эти города находятся на стадии тестирования решений, которые впоследствии будут применяться по всему мегаполису. Через год-два в этих городах начнется массовое внедрение протоколов IoT. Провинция традиционно отстает от столиц в техническом плане на 2-3 года. Так что мы ожидаем рывок на рынке IoT в ближайшем будущем.
Комментарии (24)
ViViVi
22.08.2018 11:14Интенсивность света меняется в зависимости от того, есть ли кто-то на данном участке дороги, а сам свет получается приближенным к дневному.
Чтобы человек, придя домой, не мог уснуть.dinarv
22.08.2018 13:02+1если этот свет позволит не уснуть за рулем и не размотаться об встречку/столб хотя бы одному водителю, то оно очень даже оправданно.
PTM
22.08.2018 11:14+1кто будет участвовать- задайте вопрос респонденту:
почему Владимир и Владимирская область освещены, а в городе, где находится завод темно как в ж… у темнокожего жителя Африки. И на чем основано умное освещение в самих СТ.jryj
22.08.2018 11:36+1Наверно дело в том, что вопросами освещения занимается не завод. Такой вопрос надо в местный горсвет адресовывать.
phaggi
22.08.2018 11:17Простите, а зачем экономить ночью энергию, которую ночью девать некуда?
Sly_tom_cat
22.08.2018 12:03Не, ну давайте еще ночью снег на улицах растопим — энергию же ночью девать некуда. :)
Безусловно — в целом ночное потребление ниже, но фонари то горят только ночью (условно) т.е. для системы освещения пофигу до дневных тарифов.
С другой стороны: в глобальном масштабе потребления, колебания день-ночь никуда все-равно не денутся и в энергетической сети все равно нужно иметь резервы и механизмы динамического перераспределения этих резервов. И даже если ночью на освещение городов начнут тратить меньше энергии на общей картине это скажется незначительно (разница день-ночь будет чуть больше, но она и так была).
AlienJust
22.08.2018 12:18+1Ну давайте посчитаем, допустим в среднем одна натриевая лампа городского освещения имеет мощность 200 Ватт, в Екатеринбурге (у меня есть на него примерные данные) — более 300 000 опор освещения (а на опоре бывает и по несколько ламп). Допустим время включения ночью составляет 8 часов. Итого, получается, что лампы за ночь потребляют 480 000,000 кВт*ч. Допустим горсвет покупает электроэнергию у электросетевых компаний по цене 1 рубль за киловатт (может дешевле, может дороже). За одну ночь город тратит на освещение порядка 0.5 млн рублей. Екатеринбург — достаточно компактный город. Какая-нибудь Пермь или Самара в разы больше по количеству опор освещения.
Или вы имеете ввиду, что электросетевые компанию продают электроэнергию по неоправданно высокой цене?
Rudolfo
22.08.2018 13:10У нас на районе тоже LED-светильники в парках, на отдельных отрезках улицы и на школьных дворах заменили — стало лучше: освещённость более равномерная и заметно светлее; но вот что заметил, интуитивно, ощущение, что какой-то части спектра не хватает для «объёма», слишком «сухой» свет, хотя визуально спектр нормальный, не желтит, не высиняет.
Atractor
22.08.2018 15:22Наоборот, больше сиреневого… и близких к нему. Т.к. практически все современные и тем более осветительные светодиоды есть суть — УФ со специальным люминофором, который сей УФ преобразует в нужный спектр. Но база УФ полностью не утилизируется, спектр смещается, но получить полноценный белый (да, а солнечный — он вовсе не белый, кстати, может этого зеленого пика, как раз и не хватает) очень сложно и неоправданно дорого на данном этапе развития технологий. Ещё типичные минусы светодиодного освещения — такие как точечные яркие источники света, даже если это матрица — она даёт лишь множество точечных источников, COB с общим слоем люминофора лучше, но не панацея. И, пожалуй, самый главный минус — это энергия фотонов, которые затухают в пространстве раньше, чем излученные от нитей накала или газовых разрядов (ой, сейчас физики тапками забросают, но это их право, а это моё мнение).
027
23.08.2018 09:07осветительные светодиоды есть суть — УФ со специальным люминофором
В основе мощных белых светодиодов не УФ, а синий диод.
И, пожалуй, самый главный минус — это энергия фотонов, которые затухают в пространстве раньше, чем излученные от нитей накала или газовых разрядов (ой, сейчас физики тапками забросают, но это их право, а это моё мнение).
Это антинаучный бред, а не «мнение».
Wolframium13
23.08.2018 09:48+1а это моё мнение
А моё мнение, что они не затухают, а их поедают маленькие невидимые дракончики, а от ламп накаливания фотоны горячее, поэтому дракончикам приходится ждать, пока они остынут.
ruspartisan
22.08.2018 15:56Возможно, низкий CRI. Для жилых помещений требуется не меньше 80, для уличного освещения могут ставить и меньше.
Busla
22.08.2018 17:27Зачем между фонарями радиосвязь, если они уже соединены кабелем?
PTM
23.08.2018 09:01Есть технологии подмешивающие управление в несущую питающего напряжения. Скорость маленькая, работает далеко, но требуется определенное качество электроэнергии, с чем у нас в стране не очень, но прогресс уже есть.
и да требуются спец блоки управления на оба конца провода.
ehxo
23.08.2018 04:37///Интенсивность света меняется в зависимости от того, есть ли кто-то на данном участке дороги///
Чтобы грабители сразу видели где движется возвращающийся домой, загулявший человек.PTM
23.08.2018 09:02на самом деле спорное заявление… это надо отслеживать движение автомобиля и зажигать по ходу его следования не один и не 2 фонаря
5oclock
23.08.2018 10:01Да даже без грабителей: идёшь по тёмному городу, только вокруг тебя свет из-за чего окружающая темнота становится ещё темнее.
Если только улицы целиком включать при приближении пешехода или машины, но подозреваю, что местные жители от такой светомузыки взвоют.p_fox
23.08.2018 10:14Сказано же "Интенсивность света меняется". Т.е. фонари не тухнут полностью, а уменьшают яркость.
"Светомузыки" не больше, чем от фар проезжающих машин.5oclock
23.08.2018 12:15Ну на сколько уменьшают?
Если незначительно, то стоит ли овчинка выделки?
А если ощутимо, то эффект «шагания в темноту» проявится и при не отключенных, а только притушенных фонарях. С хорошо освещённого места — слабо освещённое кажется тёмным.
Вон на первой же фотографии в статье: под фонарями светло, а в стороне — темно. Но на самом деле там же не полная темнота. Там тоже свет есть.
Можно представить себе эту улицу, но только ярко светятся 3 фонаря: над тобой, перед тобой и сзади тебя. А остальные — так… «трассу» только намечают, чтобы видно было в какую сторону идти.
Не очень-то комфортно на такой улице находиться.
Gryphon88
23.08.2018 19:20Насколько сильно влияет на время жизни лампы её включение-выключение? Не получается так, что дешевле её постоянно жечь, чем включать над проходящим пешеходом? Драйвера бывают сильно разные.
PTM
24.08.2018 09:08именно на лампы сильно.
со светодиодами сложнее.
там в основном термоциклированние драйвера. самое слабое место.
ну и если диоды не перегревать.Gryphon88
24.08.2018 10:38А конденсаторы с ЭПРА начали делать нормальные, т.е. которые не страдают при частом включении-выключении? До сих пор редкие образчики китайского творчества в драйверах диодных ламп попадаются.
yurec_bond
Размышления на тему LED освещения дорог
www.youtube.com/watch?v=wIC-iGDTU40 (английский)