Модерното улично осветление претърпява масивна трансформация от натриеви лампи с високо налягане към високоефективни LED дизайни. Осветителните форми и системите за управление ще претърпят трансформация веднъж на век, която ще добави безжична взаимосвързаност, интелигентност и множество сензори за околната среда и възможности за видеоизображение. Като крайъгълен камък на много общински планове за интелигентния град на утрешния ден, ще трябва да се разгледат въпросите за това как новите вълни от свързани данни за уличното осветление ще бъдат достъпни, съхранявани, защитени и управлявани.
Стотици милиони улични лампи ще изпълнят традиционната си мисия за осветление тази вечер, но в същото време те се обмислят за много повече. Техните индивидуални позиции в модернизирана мрежа на почти всяка градска улица и колективни формирования в общинските райони са уникални сред активите на публичния сектор. Те скоро ще бъдат използвани от различни обществени (и частни) интереси при сливането на масивно надграждане към по-ефективно LED осветление. Те ще дадат тласък на еволюцията на много инициативи за интелигентен град, задвижвани от напредъка на 5G безжичните технологии и IoT приложения. Някои ще видят тези подобрения като неизбежни и желани. Други ще видят уличното осветление като център на движението за големи данни с последици, далеч извън първоначалния им обхват... като още един пример, в който технологията може да е изпреварила общественото разбиране или общинския надзор. По всякаква мярка, вековната концепция за това какво представлява (или би могла да бъде) обществената улична лампа никога няма да бъде същата.
В началото: една единствена цел
От най-ранните опити да се използва вулканичен газ или горящ нефт, хората са били примамвани от перспективите да изстискат повече полезни часове от всеки ден, като осветяват нощта. Общинските улични лампи осветяват пътеките на пътниците от стотици години, като много градски ядра работят 24/7 като градове, които никога или рядко спят.
Преди векове градските управители щяха да налагат използването на маслени лампи по стените на градските домове с лице към улицата, за да направят нощта по-малко заплашителна част от ежедневния цикъл. Тъй като обществените улични лампи бяха разположени, дизайните се развиха от слаби пламъци отгоре, изгарящи от фитили, напоени с рибено масло, до все по-усъвършенствани проекти. Иновативните, посребрени медни рефлектори, които могат механично да фокусират и насочват светлината на пламъка, стават популярни в Париж през 1760-те. Десетилетия по-късно лампите, захранвани с газ, достигнаха масовия поток в Англия и въведоха по-ярка мрежа от „изкуствени слънца“ заедно с новото наименование на длъжността: осветител.
Руският инженер Павел Яблочков въведе подход за електрическо улично осветление в Париж, който използва въглеродни дъгови лампи с променлив ток. До 1879 г. компанията на Томас Едисън демонстрира система за електрическо улично осветление с 12 единици в Кливланд, Охайо, което определя нов вид обществена услуга с улично осветление в основата. През 1880-те години Барселона поръчва производството на лампи за свещници от известния испански художник Антони Гауди. Много от тях все още стоят днес и често привличат туристи за селфита в Instagram. Тъй като градовете по света инсталираха свои собствени газови осветителни мрежи в началото на века, дизайните на лампите варираха от практични до богато украсени. Британски производител, William Sugg& Co, изготви каталог с десетки модели, включително Metropole, Lambeth и Westminster, всеки със съвпадащи опции за лампа и пиедестал за стълбове с височина до 20 фута. Лондончани ще разпознаят известните усукани рибни пиедестали от тази епоха, докато се разхождат покрай река Темза днес.
За по-малко от век градските планери мигрираха от лампи, захранвани с газ, които често се поддържаха от полицейските служби, към напълно електрифицирани осветителни системи, използващи матрици, съставени от хиляди лампи, разположени покрай градските улици. В съвремието сме свидетели на следващия преход: от натриеви лампи с високо налягане (HID), които все още са най-разпространеният тип улично осветление, към по-ефективни LED решения.
Уличното осветление в обществения сектор често е най-големият фиксиран разход от общия фонд на града всяка година. Това е една от причините, поради която примамката на LED-базирани решения, обещаващи значителни оперативни спестявания, е толкова лесно отваряне на вратите сред градските администратори.
От мрежа от полюси към мрежова свързаност
Тъй като организациите за комунални услуги работят със своите доверени доставчици, за да се справят с миграцията към LED-базирано осветление, всички видове свързани технологични подобрения се въвеждат в микса. Височината, местоположението и надморската височина на уличните лампи на общината предлагат обещаващо място за интелигентни сензори за трафик, камери за сигурност с висока разделителна способност, обществени Wi-Fi® горещи точки, сензори за околната среда, 4G/LTE и 5G базови станции за малки клетки, слънчеви панели и IoT възли за приложения, които тепърва ще бъдат разработени.
Уличните лампи са естествено разположени по улиците и пътищата - там, където са хората. Това наистина е значителен недвижим имот! Малките квадратчета земя, където са закотвени стълбове за комунални услуги и улично осветление, може да са сред най-забележителните парцели на квадратен фут във всеки град. В продължение на векове комуналните компании са осигурявали сервитути, за да прокарват проводници, кабели и тръби и да инсталират свързани инфраструктурни активи. Компаниите за електроенергия, газ, телекомуникации, вода, канализация и кабелна телевизия често използват публични сервитути, за да свържат услуги с гражданите. Обществените сервитути, позволяващи комунална инфраструктура на частна земя, се комбинират с градска собственост, за да създадат матрица от издигнати стълбове, които са идеални за осигуряване на безжична взаимосвързаност и като портали към обществени мрежи. Тяхното местоположение и наличност за съвместно разположени технологии издигнаха общинските улични лампи в ролята на катализатор за извеждане на инициативите за интелигентни градове от чертожната дъска в реалния свят.
В исторически план пейзажът на уличните лампи е бил без широкомащабна мрежова свързаност или универсални стандарти. Градските лидери често са изправени пред скъпи оперативни разходи и тежести за поддръжка, заедно с по-малко от звездни резултати за енергийна ефективност. Общините сега започват да публикуват планове и предложения за програми за интелигентен градски интернет на нещата, които обещават рентабилни решения за управление на публични активи и взаимно свързване между съседните общности. Както в държавните комунални агенции, така и в силно регулираните публични/частни агенции, концепцията за уличното осветление като технология, позволяваща за интелигентни градски проекти, има голяма инерция. Предвижда се свързаните улични лампи да намалят разходите за общинско осветление и да предлагат разширени възможности, които са били немислими преди едно поколение. Мениджърите на града ще могат да манипулират нивата на осветеност през целия ден, като ги увеличават постепенно с наближаването на залеза... като огромна всекидневна на превключвател за димер. Скокове в трафика на превозни средства, динамичните промени в метеорологичните условия, антисоциалното поведение и обществените събирания на големи събития могат да бъдат допълнени с повишено осветление от интелигентни градски платформи (SCP). Представете си бъдеще, в което при поискване, цветно кодирани пътеки на градски осветителни тела могат да бъдат включени за миг, за да осигурят визуални сигнали за евакуация по време на екологична извънредна ситуация или насочващи маяци за първите реагиращи, пристигащи на мястото на инцидент.
Градовете по целия свят въвеждат проекти за надграждане на LED с поглед върху мигрирането на целите на интелигентния град в своите дългосрочни планове. Маями, Париж, Мадрид, Лос Анджелис, Джакарта, Монреал, Бирмингам (Обединеното кралство), Донгуан (Китай), Буенос Айрес и Милано са особено агресивни при внедряването на свързани актуализации на LED уличните лампи.
Към интелигентен град с активиран IoT
Не е нужно да познавате жълъдите си от главите на кобрата си, за да разберете, че свързаната мрежа от LED улични лампи може също да предложи множество паралелни ползи за градските мениджъри, полицейските управления, организациите за спешни служби и гражданите, когато са подобрени с допълнителни функции, които използват тяхното местоположение, управляемост и достъп до мощност. (Забележка: жълъдите са осветителни тела в стил глобус, които седят върху светлинните стълбове и проектират почти всепосочен светлинен модел, докато главите на кобрата са горните конфигурации, които се простират до края на постепенно извити рамена и насочват лъчите си надолу към пътните платна и улици).
По самото им определение свързаните улични лампи са точно това. Свързан. Това може да се постигне чрез Ethernet, но повечето модулни архитектури ще изискват безжични комуникационни модули като LoRa® за свързване на дълги разстояния между съседни светлини и връзка с общински SCP, както и Bluetooth® за връзки на къси разстояния на ниво устройство или на полюса ниво. 4G/LTE и 5G модулите въвеждат още един сигурен начин за свързване със системи на местното правителство, бази данни за поддръжка и решения за актуализация на софтуер и фърмуер по въздуха (OTA), докато Wi-Fi технологията добавя хибридна безжична опция и потенциални възможности за публична гореща точка към кутия с инструменти на инженера на метрото мрежи.
Устойчив на атмосферни влияния корпус за улична лампа за OEM, проектиран за светодиоди, който също включва пълен спектър от опции за безжично свързване, е само основната основа. Теснолентовите IoT (NB-IoT) възли също ще намерят дом в тези архитектури. И така, какво ще кажете за сензорите?
Имаше време, когато градските мениджъри записваха температури от едно единствено място, като летище. Това изглежда като тъмните векове сега. Помислете за температурни сензори на всеки ъгъл на улицата или в повечето заграждения за улично осветление в града. Ще имате безпрецедентна способност за топлинна карта във всеки възел с голямо разнообразие от случаи на употреба. Сега добавете сензори за влажност, сензори за вибрации за наблюдение на сеизмичната активност, звукови сензори, фотоклетки и всички видове сензори за движение, за да наблюдавате моделите и плътностите на трафика от пешеходци, велосипеди, мотоциклети, автомобили, камиони и автобуси. Звуковите сензори могат да слушат за уникалните честоти на счупване на стъкло и скърцане на спирачките, за да насочат лицата за първа реакция към местата на произшествие, преди да започне първото спешно повикване. Магията, която мнозина предлагат, се случва, когато сигурен, отворен достъп до тези сензорни данни е достъпен за разработчици на трети страни, така че те да могат да създават приложения за паркиране, индекси за качество на въздуха в реално време и интелигентни системи за управление на трафика.
Камери и аудио? 4K видеокамерите са очевидна модулна опция в ерата на 5G. IP камери с висока разделителна способност, сензори за изображения и микрофони могат да се използват за свързване на емисии в реално време със системи за съхранение на медии в кметството, в полицейските управления или директно към организациите за спешни служби. Диспечерите биха могли да разположат екипи за първа реакция с видео в реално време за аварийните среди, които ще срещнат... преди да пристигнат. Видеото може да бъде архивирано за определени периоди и да бъде подпечатано с точното местоположение на всеки възел на горния видео.
мрежовите антени и малките клетки биха могли да генерират приходи за един град, като в същото време LED осветлението намалява сметките им за енергия. Това е мощен терен. И такъв, който става по-реалистичен с всяка добавка, която може да бъде съвместно разположена по време на LED осветлението за масова миграция.
Когато уличната лампа вече не е улична лампа
Малцина биха твърдяли, че потенциалът за използване на интелигентна градска технология (чрез свързани улични лампи) за активиране на приложения за пешеходци с увредено зрение, създаване на безопасни маршрути за джогъри или предоставяне на пространствено осведомени данни за локализиране на изчезнали деца ще бъде нещо по-малко от 100 процента положително.
Но с всеки голям скок напред, който включва лични данни и видео технология, въпросът кой има достъп до данните и видеото (и защо) със сигурност ще последва. И този въпрос със сигурност ще бъде засилен от основателни опасения относно наблюдението и поверителността.
Въпрос: Забелязали ли сте, че е трудно да използвате думата наблюдение в изречение, което предава положително послание? След като се използва, обикновено има много обяснения.
Също така е много трудно да се опише степента на неприкосновеност на личния живот, която човек трябва да очаква по градските пътища или степента на анонимност, която човек трябва да приеме на обществено място, така че дори няма да опитам. Това е работата на градските планери, лидерите на общността, политиците, защитниците на неприкосновеността на личния живот, правителствените агенции, полицейските управления и градските съвети, наред с други. Вероятно ще варира значително от човек на човек. От град на град. И от държава в окръг.
мрежи и поддържащ IoT мониторинг на околната среда, привлекателността на използването на интелигентната, свързана инфраструктура на уличното осветление не може да бъде подценена.
Общините, които се движат на първо място, са установили, че много граждани откриват видео възможности в уличните лампи едва след стартиране на пилотни програми, независимо от изслушванията им преди стартиране и кампаниите за популяризиране на обществеността. В някои случаи искането на правоприлагаща агенция за достъп до видеозаписи ще предизвика интерес сред членовете на общността. Това често е твърде късно. Реакцията е неизбежна. В този момент уличните лампи не са улични лампи. Те са тайни видео шпионски кули. Скенер за регистрационни номера. И машини за лицево разпознаване.
Намираме се във време и място, които не приличат на сектора на безпилотни летателни апарати (дронове) с камера на дребно преди около седем или осем години. Имаше задържано търсене от агенциите за недвижими имоти да използват видеозаписи и фотография от дронове, за да помогнат при продажбата на къщи. Привидно безобиден. Но технологията беше много по-напред от политиката. Федералната авиационна администрация на САЩ (FAA) и група от най-големите агенции за недвижими имоти изглежда са съгласни с непрекъснато нарастваща коалиция от градски мениджъри, че търговските приложения за използване на дронове трябва да бъдат забранени (временно), докато законите, правилата и политиките не могат да бъдат уловени нагоре. Те привидно казаха: „Не сме предвидили широкото разпространение на тази технология и ни трябва време, за да обмислим как трябва да се управлява“. Отне няколко години, докато законодателството и регулацията и образованието настигнат технологията.
