إضاءة الشوارع الذكية التكيفية - مستشعر الأشعة تحت الحمراء (PIR) مقابل مستشعر الرادار

تشير إضاءة الشوارع التكيفية إلى أضواء الشوارع التي تضبط الإضاءة على حركات المشاة وراكبي الدراجات والمركبات. تضيء مصابيح الشوارع الذكية التكيفية تلقائيًا إلى مستوى محدد مسبقًا فقط عند اكتشاف وجود إنسان في المنطقة المجاورة. إذا لم يكن هناك أحد في الجوار ، تظل أضواء الشوارع مضاءة بشكل خافت. نتيجة لذلك ، يتم توفير الطاقة وتقليل التلوث الضوئي وتقليل البصمة الكربونية. كل هذا دون المساس بالسلامة العامة.

يوجد نوعان من أنظمة إضاءة الشوارع التكيفية المتاحة اليوم - نظام قائم على مستشعر الأشعة تحت الحمراء أو PIR (الأشعة تحت الحمراء السلبية) ونظام قائم على مستشعر الرادار. نفذت جامعة مونستر للعلوم التطبيقية مشروعًا تجريبيًا لتحديد النظام - PIR أو الرادار - الأكثر عملية لاختياره للمشاريع واسعة النطاق.

من Stadt Münster:

مشروع تجريبي مع جامعة مونستر للعلوم التطبيقية

يمثل الابتكار المستمر في مجال معدات الطرق التقنية - خاصة في تكنولوجيا الإضاءة - تحديات جديدة لصناع القرار عندما يتعلق الأمر بتحديد وقت ونوع الاستثمارات الموجهة نحو المستقبل في 28,000 نقطة إضاءة في مونستر. في مجال إنارة الشوارع العامة ، يمكن للحلول المبتكرة أن توفر تكاليف الطاقة. يوضح مكتب التنقل والهندسة المدنية كيف يمكن أن يعمل هذا في المستقبل.

تمت مناقشة ما إذا كانت البيئة يمكن تخفيفها وإلى أي مدى من خلال التدابير التي اتخذها مكتب التنقل والهندسة المدنية في مدينة مونستر في مجال إنارة الشوارع بشكل مكثف وتم العمل عليها في الماضي مع بلدية مونستر وجامعة مونستر للعلوم التطبيقية . ونتيجة لذلك ، تم تنفيذ مشروع تجريبي تم فيه فحص نظامين متكيفين لإضاءة الشوارع للتأكد من قابليتهما للتطبيق من أجل التمكن من اختيار أنسب التقنيات للمشاريع المستقبلية واسعة النطاق.

كان الهدف الأكثر أهمية للمشروع التجريبي هو القدرة على الحفاظ على مستوى عالٍ من السلامة على الطرق مع توفير الطاقة في نفس الوقت. بالإضافة إلى ذلك ، يسعى قسم الهندسة المدنية في مونستر إلى الحفاظ على المركز الأول الذي حققه في عمليات التدقيق التي أجراها معهد شمال الراين وستفاليا للتدقيق المحلي ، من بين أمور أخرى من خلال هذا المشروع ، ووضع تقنيات جديدة تحت الاختبار كرائد في الشارع إضاءة. مشاريع البنية التحتية في الأماكن العامة على وجه الخصوص هي محور تركيز الجمهور ، حيث أن لها تأثيرًا مباشرًا على عادات تنقل المستخدمين. سيتم دمج الخبرات المكتسبة من قبل مستخدمي الطريق مع النظام الجديد في المشاريع المستقبلية.

مونستر هي واحدة من المدن التي بها أكبر حجم لحركة مرور الدراجات الهوائية في ألمانيا ، ولهذا السبب تم تنفيذ مشروع تجريبي على ممر مشاة ومسار دراجات في مدينة مونستر.

تقنية الاستشعار للإضاءة المخصصة

تستخدم مدينة مونستر بالفعل أجهزة الاستشعار الحديثة في التحكم في حركة المرور ، مثل عدد الدراجين وإشارات المرور. في العديد من المناطق ، تمكّن المستشعرات من تكييف تدفق حركة المرور وفقًا لاحتياجات مستخدمي الطريق.

في إنارة الشوارع ، تساهم تقنية الاستشعار بشكل كبير في توفير الطاقة ، على سبيل المثال عن طريق تقليل شدة الضوء على المسارات ذات حركة المرور المنخفضة ليلاً.

إن العامل الحاسم في الاستخدام هو الكشف عن مستخدمي الطريق دون أخطاء ولا يتأثر بالطقس. ويهدف إلى ضمان السلامة المرورية من خلال الرؤية والاطلاع بسهولة ، وفي الوقت نفسه ضمان الشعور بالأمان لمستخدمي الطريق من خلال مستوى مناسب من الإضاءة ، خاصة في المناطق ذات التحكم الاجتماعي القليل.

من أجل تحليل ما إذا كان يمكن تحقيق هذه الأهداف من خلال استخدام المستشعرات ، تم اختيار مسار للمشاة / الدراجات يبلغ طوله 680 مترًا كمسار اختبار. هذا يفتح كلاً من مركز المدرسة ومركز التسوق ولديه أيضًا وظيفة ربط. يوفر المسار المستقيم ذو المداخل القليلة (خط سكة حديد متوازي) ظروف اختبار مثالية ، حيث يسهل نسبيًا معايرة نطاقات الكشف عن أجهزة الاستشعار. بالإضافة إلى ذلك ، فإن شروط إطار العمل لكلا النظامين هي نفسها على مسار الاختبار بأكمله ، مما يبسط المقارنة. يتم استخدام سبعة مصابيح مزودة بأجهزة استشعار للرادار في قسم واحد من مسار الاختبار واثني عشر مصباحًا مع مستشعرات الأشعة تحت الحمراء في قسم آخر. تم استخدام تقنية الاستشعار غير المكلفة هنا لتمكين المشاريع المستقبلية في مجال إضاءة الشوارع التكيفية.

تقييم الاختبار

بمجرد انخفاض حجم حركة المرور (على سبيل المثال ، عند إغلاق مركز التسوق) ، تظهر التسجيلات فقط التبديل العرضي في الليل. باستخدام نظام الاستشعار في إنارة الشوارع على مسار المشاة / الدراجات ، يمكن تحقيق توفير في الطاقة بنسبة 70٪. المزايا الإضافية هي الدوائر الفردية (التحكم في نقطة إضاءة واحدة) وإمكانية مراقبة حالة تشغيل الأضواء.

نتائج الاختبار من حيث السلامة على الطرق والقابلية للأخطاء مختلفة تمامًا.

يعمل نظام الأشعة تحت الحمراء بشكل موثوق في هذا التطبيق ، بغض النظر عن الظروف الجوية. ومع ذلك ، فإن التبديل الخاطئ الذي تسببه الحيوانات الصغيرة موجود ويبدو أنه لا يمكن تجنبه تمامًا على الرغم من خوارزمية الحساب المناسبة. يمكن تكييف مناطق الكشف القابلة للتعديل بشكل فردي بسهولة مع الظروف السائدة. يتم اكتشاف مستخدمي الطريق بشكل منتظم بغض النظر عن سرعتهم.

يعمل نظام الرادار المستخدم في سياق المشروع التجريبي أيضًا بغض النظر عن الطقس. ومع ذلك ، تتفاعل أجهزة استشعار الرادار مع إشارات دوبلر غير المرغوب فيها التي تسببها الأشجار والشجيرات التي تتحرك في مهب الريح. لذلك يجب أن يتم تحديد المواقع بعناية في الهواء الطلق وتقليص الغطاء النباتي ، مما يؤدي إلى تحمل تكاليف الصيانة التشغيلية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن هنا أيضًا التبديل الخاطئ بواسطة الحيوانات الصغيرة.

يجب تحسين مستشعرات الرادار حتى لا تخفت الإضاءة عند سرعات المشي البطيئة إلى المتوسطة. نظرًا للعدد الكبير من مستخدمي الطريق الأكبر سنًا والرغبة المرتبطة بإمكانية الوصول ، يجب أن تتفاعل إضاءة الشوارع أيضًا مع مستخدمي الطريق الأبطأ. ومع ذلك ، نظرًا لتصميمها ، فإن أجهزة استشعار الرادار تتفاعل فقط بسرعات تقريبية. 2.8 كم / ساعة ، وهذا هو السبب في أنها أقل ملاءمة للأرصفة من مستشعرات الأشعة تحت الحمراء.

توفر إضاءة الشوارع التكيفية للمستخدمين مستوى إضاءة أعلى جزئيًا حسب الاحتياجات داخل قرص عسلي خفيف متحرك. هذا رد الفعل الفوري للمستخدم يدعم الشعور بالأمان.

مسح مستخدمي الطريق

من المهم إشراك الجمهور في مشاريع البنية التحتية (خاصة مع المكونات المبتكرة). لذلك ، من ناحية ، تم توفير المعلومات في الموقع بمساعدة لوحات المعلومات والصحافة والصفحة الرئيسية للمدينة ، ومن ناحية أخرى ، تم مسح انطباعات وتجارب المستخدمين عبر الإنترنت وفي الموقع على مدار فترة أربعة الشهور. سمح ذلك لمستخدمي الطريق باختبار وتقييم كلا النظامين في ظل ظروف جوية مختلفة.

يصنف المستخدمون الأنظمة على أنها موثوقة للغاية ويعتبرون أن وقت الحرق واستجابة النظام متوازنة. تم العثور على الإضاءة والرؤية المقدمة جيدة كما تم زيادة الإحساس العام بالأمان. فقط مستخدمو الطريق الأبطأ انتقدوا أن الأضواء كانت خافتة في بعض الأحيان أو أن المستشعرات لم تشرع حتى.

بشكل عام ، كانت نتائج المسح إيجابية. تم الاعتراف بفوائد الأنظمة (مثل كفاءة الموارد وتحسين الضمان الاجتماعي). كما أشاد على نطاق واسع باستعداد المدينة لاختبار تكنولوجيا جديدة على مسار اختبار.

توضح التعليقات السلبية والنقدية أن المستخدمين يلاحظون ويشككون في الأشياء الصغيرة. يمكن استخلاص استنتاجين مهمين من هذا: من ناحية ، يُنصح بإعداد مفهوم معلومات شامل مصاحب عند إدخال الإضاءة التكيفية. من ناحية أخرى ، فإن الإعداد الدقيق لمناطق المستشعر وفترات الضوء له أهمية كبيرة للحصول على تصور إيجابي. كما هو الحال في المجالات الأخرى لتخطيط وتقنية المرور ، ينطبق المبدأ هنا على أن البنية التحتية يجب أن تكون مفهومة وواضحة للمستخدمين. يؤدي التحويل الخاطئ وإعدادات المستشعر السيئة إلى حدوث تهيج وتقليل القبول.

بالإضافة إلى مسح المستخدم ، تم أيضًا تقييم انطباعات السكان. الغالبية العظمى منها محايدة إلى إيجابية فيما يتعلق بالإضاءة التكيفية. زاد الشعور بالأمان ، على الرغم من ملاحظة أخطاء التبديل الليلية.

التوازن الإيجابي

في الأساس ، كانت المستشعرات قادرة على الإقناع من حيث إدراك المستخدم وتحليل الخطأ. مجالات أخرى لتطبيق إنارة الشوارع التكيفية ، مثل المناطق السكنية والتجارية ، مخطط لها لعام 2018. ومع ذلك ، فإن مناطق الكشف هنا أكثر تعقيدًا ، مما يتطلب مزيدًا من التحقيقات.

بغض النظر عن النظام المحدد والشروط العامة لقسم المسار ، يوصى بضبط المستشعرات ومعايرة المعلمات بعناية فائقة والتحقق من الوظيفة عن طريق عمليات الفحص والاختبارات.

بشكل عام ، التوازن إيجابي للغاية ، لذا ستستخدم مدينة مونستر إضاءة الشوارع التكيفية لمسارات المشاة ومسارات الدراجات المخطط لها حديثًا.