مدیریت هوشمند روشنایی

1- مقدمه

با گسترش شهرنشینی و ارتقای انتظارات شهروندان، بهره‌برداری بهینه از منابع انرژی و افزایش ایمنی معابر به یکی از اولویت‌های مدیریت شهری تبدیل شده است. روشنایی هوشمند معابر نه‌تنها مصرف برق را کاهش می‌دهد، بلکه سطح رفاه و امنیت را نیز به‌طور چشمگیری ارتقا می‌بخشد.

هدف اصلی این پروژه، هوشمندسازی شبکه روشنایی معابر شهری است تا ضمن افزایش امنیت و آسایش شهروندان، مصرف انرژی کاهش یافته و نگهداری سیستم نیز بهینه گردد. در این سامانه، امکان کنترل و پایش مداوم هر چراغ (ترنسدیوسر نور) از طریق دستگاه مرکزی فراهم است. این دستگاه متشکل از مجموعه‌ای حسگرهای داخلی نظیر:

• حسگر حرکت (Motion Sensor)

• حسگر تشخیص فاصله

• حسگر شدت نور محیط (LDR Sensor)

است و علاوه بر آن می‌تواند اطلاعات ورودی خارجی را نیز دریافت کند، مثلاً:

• داده‌های گیت‌های کنترل تردد (Frequency Gates)

• ویدئو دوربین‌های نظارتی سطح شهر

• حسگرهای موشن اضافه نصب‌شده در نقاط کلیدی

سناریوها:

۱. کنترل بر اساس حسگرهای حرکتی و نوری
در صورت تشخیص حرکت عابران یا خودروها، چراغ‌ها روشن شده و پس از گذشت زمان مشخص (مثلاً ۳۰ ثانیه) خاموش یا به شدت نوری کمتری تنظیم می‌شوند.
شدت نور چراغ‌ها با توجه به میزان روشنایی محیط توسط حسگر LDR به‌صورت خودکار تنظیم می‌گردد.

۲. سناریوی فصلی
در فصل‌های پربارش یا کم‌تردد (مثلاً زمستان)، چراغ‌ها پس از ساعت ۲۳:۰۰ با شدت نوری پایین‌تری کار می‌کنند.
در فصل‌های پرتردد (مثلاً تابستان)، ساعات خاموشی تأخیر داشته و نور در سطح بالا حفظ می‌شود.

۳. کنترل مبتنی بر گیت‌های تردد و دوربین‌ها
هر بار که دستگاه مرکزی، سیگنال ورود یک وسیله نقلیه یا عابر را از گیت کنترل تردد یا ویدئو فید دوربین دریافت کند، تا شعاع ۵۰–۱۰۰ متر جلوتر پیش‌نمایش نوری فعال می‌شود.
در صورت کاهش سرعت حرکت (مثلاً زیر ۲۰ کیلومتر بر ساعت)، چراغ‌ها به حالت کم‌نور یا خاموش وارد می‌شوند تا مصرف انرژی کاهش یابد.

۴. پیش‌بینی ترافیک در بازه‌های زمانی مختلف
با تحلیل داده‌های تردد در بازه‌های گذشته، الگوهای پررفت‌وآمد (پیک ترافیک) شناسایی شده و تنظیمات نوردهی طوری برنامه‌ریزی می‌شوند که قبل و بعد از ساعت‌های اوج، تغییرات نور به‌صورت تدریجی اعمال گردد.

این ساختار همه‌جانبه علاوه بر بهبود کیفیت روشنایی معابر، امکان برنامه‌ریزی بلندمدت نگهداری و توسعه سیستم را نیز فراهم می‌کند.

2- اهداف

• کاهش مصرف انرژی تا حداقل ۳۰٪ نسبت به سیستم سنتی

• افزایش ایمنی با اطمینان از روشنایی مطلوب در زمان عبور و مرور

• پایش و نگهداری هوشمند با امکان گزارش خودکار خطا و وضعیت

• آغاز مرحله‌ای توسعه برای تسهیل بهره‌برداری

3- مزایا و نتایج مورد انتظار

• ۵۰–۳۰٪ کاهش هزینه برق با خاموشی در زمان بی‌تردد

• پایش ۲۴/۷ تجهیزات و دریافت خودکار هشدار هنگام قطع برق یا خرابی لامپ

• افزایش ضریب ایمنی شبانه معابر؛ کاهش نقاط تاریک

• آماده‌سازی زیرساخت برای توسعه‌های بعدی (مانند نصب دوربین یا حسگرهای آلودگی)

4- محدوده فاز اول

محل اجرا: کلیه تیرهای روشنایی در دو سمت بلوارهای اصلی شهر
تعداد تیرها: N
هر تیر: مجهز به دو مدار روشنایی (دو سرخط)
خروجی پروژه: سامانه‌ای کنترل‌شده شامل سنسورها، کنترلر مرکزی و پلتفرم نرم‌افزاری

4-1- دامنه کار (Scope of Work)

6- اجرای پروژه

6-1- مطالعات اولیه و نقشه‌برداری

• تهیه نقشه تیرها

• استخراج مختصات دقیق هر تیر از روی نقشه‌های موجود (GPS)

• ثبت اطلاعات جانبی: نوع چراغ، ارتفاع تیر، منبع تغذیه

• نام فیدر یا بخش (Zone) مرتبط

• تقسیم‌بندی به زون (شهرک‌ها / خیابان‌های اصلی)

6-2- طراحی معماری شبکه

نوع ارتباط (Gateway): ARG-IoT
استقرار Gateway: دستگاه‌ها دارای ارتباط RF هستند و هر دستگاه به‌عنوان Repeater در تیر بعدی قرار می‌گیرد.

شبکه‌ی برق و تأمین انرژی اضطراری:
منبع تغذیه ۲۲۰VAC استاندارد
در صورت نیاز، قابلیت اضافه کردن باتری پشتیبان (UPS) برای عملکرد حداقل ۶ ساعت

6-3- سخت‌افزار در هر تیر

6-4- توسعه نرم‌افزار مدیریت (Platform)

داشبورد تحت وب برای:

• مانیتورینگ آنلاین وضعیت هر تیر

• ارسال دستور روشن/خاموش و Dimming

• گزارش مصرف انرژی و آلارم خرابی

• API با قابلیت ارائه برای یکپارچه‌سازی با سامانه‌های شهری

اپلیکیشن موبایل برای تکنسین‌ها

6-5- پایلوت و تست میدانی

• مرحله اول: ۲۰ درصد تیر از زون B

• بازنگری

6-6- استقرار کامل

• پس از تأیید پایلوت، گام‌به‌گام گسترش به زون‌های A و C

• آموزش عملیاتی به تیم نگهداری (نحوه تعویض فیوز، ریست کنترلر، مانیتورینگ)

• ارائه مستندات فنی و راهنمای کاربر

6-7- نگهداری و ارتقاء

• قرارداد SLA: زمان پاسخگویی به خرابی کمتر از ۴ ساعت

• به‌روزرسانی نرم‌افزار: سالانه یا حسب نیاز

• گزارش دوره‌ای مصرف انرژی: ماهانه