Nowoczesne oświetlenie uliczne przechodzi ogromną transformację od wysokoprężnych lamp sodowych do wysokowydajnych projektów LED. Oprawy oświetleniowe i systemy sterowania przejdą raz na stulecie transformację, która doda łączność bezprzewodową, inteligencję oraz szereg czujników środowiskowych i możliwości obrazowania wideo. Jako kamień węgielny wielu miejskich planów dotyczących inteligentnego miasta jutra, należy odpowiedzieć na pytania o to, w jaki sposób nowe fale połączonych danych ulicznych będą dostępne, przechowywane, zabezpieczane i zarządzane.
Setki milionów lamp ulicznych wypełni dziś wieczorem swoje tradycyjne misje oświetleniowe, ale jednocześnie rozważa się ich znacznie więcej. Ich indywidualne pozycje w sieci nadającej się do modernizacji na prawie każdej ulicy miasta i zbiorowe układy w dzielnicach miejskich są wyjątkowe wśród aktywów sektora publicznego. Wkrótce będą one wykorzystywane przez różne interesy publiczne (i prywatne) u zbiegu masowej modernizacji do bardziej wydajnego oświetlenia LED. Będą one początkiem ewolucji wielu inicjatyw inteligentnych miast, napędzanych postępami w technologii bezprzewodowej 5G i aplikacjami IoT. Niektórzy uznają te ulepszenia za nieuniknione i pożądane. Inni zobaczą latarnie uliczne jako centralny element ruchu big data, którego implikacje znacznie wykraczają poza ich pierwotny zakres… jako kolejny przykład, w którym technologia może wyprzedzić społeczne zrozumienie lub nadzór miejski. W każdym razie wielowiekowa koncepcja tego, czym jest (lub może być) publiczna latarnia uliczna, nigdy nie będzie taka sama.
Na początku: jeden cel
Od najwcześniejszych prób okiełznania gazu wulkanicznego lub spalania ropy, ludzi kusiły perspektywy wyciskania bardziej użytecznych godzin z każdego dnia przez rozświetlanie nocy. Miejskie latarnie uliczne oświetlają ścieżki podróżnych już od setek lat, a wiele rdzeni miejskich działa 24/7 jako miasta, które nigdy lub rzadko śpią.
Wieki temu gubernatorzy miast nakazali stosowanie lamp olejowych na ścianach domów miejskich wychodzących na ulicę, aby noc stała się mniej groźna częścią codziennego cyklu. W miarę wdrażania publicznych lamp ulicznych projekty ewoluowały od słabych, nad głową płomieni płonących z knotów nasączonych olejem rybnym do coraz bardziej zaawansowanych konstrukcji. Innowacyjne odbłyśniki z posrebrzanej miedzi, które mogą mechanicznie skupiać i sterować światłem płomienia, stały się popularne w Paryżu w latach sześćdziesiątych XVIII wieku. Kilkadziesiąt lat później lampy zasilane gazem weszły do głównego nurtu w Anglii i wprowadziły jaśniejszą sieć „sztucznych słońc” wraz z nową nazwą zawodową: latarnik.
Rosyjski inżynier Pavel Yablochkov wprowadził w Paryżu podejście do elektrycznego oświetlenia ulicznego, które wykorzystywało węglowe lampy łukowe zasilane prądem przemiennym. W 1879 roku firma Thomasa Edisona zademonstrowała w Cleveland w stanie Ohio 12-elementowy elektryczny system oświetlenia ulicznego, który zdefiniował nowy rodzaj użyteczności publicznej z oświetleniem ulicznym w centrum. W latach 80. XIX wieku Barcelona zleciła produkcję świecznikowych latarni u uznanego hiszpańskiego artysty Antoniego Gaudiego. Wiele z nich stoi do dziś i często przyciągają turystów na selfie na Instagramie. Gdy na przełomie wieków miasta na całym świecie zainstalowały własne gazowe sieci oświetleniowe, projekty latarni wahały się od praktycznych do ozdobnych. brytyjski producent William Sugg& Co, wyprodukowała katalog z dziesiątkami modeli, w tym Metropole, Lambeth i Westminster, każdy z dopasowanymi opcjami lampy i cokołu dla słupów o wysokości do 20 stóp. Londyńczycy rozpoznają słynne pokręcone rybne piedestały z tej epoki, spacerując dziś wzdłuż Tamizy.
W ciągu niespełna stulecia urbaniści przeszli od lamp zasilanych gazem, które często były utrzymywane przez wydziały policji, do w pełni zelektryfikowanych systemów oświetleniowych wykorzystujących matryce złożone z tysięcy latarni rozmieszczonych wzdłuż ulic miejskich. W dzisiejszych czasach jesteśmy świadkami kolejnego przejścia: od wysokoprężnych lamp sodowych (HID), które wciąż są najpopularniejszym rodzajem oświetlenia ulicznego, do bardziej wydajnych rozwiązań LED.
Oświetlenie uliczne w sektorze publicznym jest często największym corocznym wydatkiem stałym z ogólnego funduszu miejskiego. To jeden z powodów, dla których atrakcyjność rozwiązań opartych na diodach LED, przynoszących znaczne oszczędności operacyjne, jest tak łatwym otwieraniem drzwi wśród administratorów miasta.
Od sieci Polaków do łączności w sieci
Ponieważ organizacje użyteczności publicznej współpracują ze swoimi zaufanymi dostawcami w celu rozwiązania problemu migracji do oświetlenia opartego na diodach LED, do mieszanki wprowadzane są wszelkiego rodzaju powiązane postępy technologiczne. Wysokość, lokalizacja i elewacja miejskich latarni ulicznych oferują obiecujące miejsce dla inteligentnych czujników ruchu, kamer bezpieczeństwa o wysokiej rozdzielczości, publicznych hotspotów Wi-Fi®, czujników środowiskowych, małych stacji bazowych 4G/LTE i 5G, paneli słonecznych i węzłów IoT dla aplikacji, które nie zostały jeszcze opracowane.
Latarnie uliczne są naturalnie rozmieszczone wzdłuż ulic i jezdni — tam, gdzie znajdują się ludzie. To naprawdę znacząca nieruchomość! Małe kwadraty ziemi, na których zakotwiczone są słupy i latarnie, mogą być jednymi z najbardziej niezwykłych działek pod względem stopy kwadratowej w każdym mieście. Od wieków przedsiębiorstwa użyteczności publicznej zabezpieczały służebności w celu prowadzenia przewodów, kabli i rur oraz instalowania powiązanych aktywów infrastrukturalnych. Firmy elektryczne, gazowe, telekomunikacyjne, wodociągowe, kanalizacyjne i telewizji kablowej często korzystają ze służebności publicznych, aby łączyć usługi z obywatelami. Służebności publiczne umożliwiające infrastrukturę komunalną na gruntach prywatnych łączą się z własnością miasta, tworząc matrycę podwyższonych słupów, które są idealne do zapewnienia łączności bezprzewodowej i jako bramy do sieci publicznych. Ich lokalizacja i dostępność dla technologii kolokacji sprawiły, że miejskie latarnie uliczne stały się katalizatorem, dzięki któremu inicjatywy dotyczące inteligentnych miast zostaną przeniesione z deski kreślarskiej do realnego świata.
Historycznie rzecz biorąc, krajobraz latarni ulicznych był pozbawiony łączności sieciowej na szeroką skalę lub uniwersalnych standardów. Liderzy miejscy często borykają się z wysokimi kosztami operacyjnymi i obciążeniami konserwacyjnymi, a także mniej niż znakomite wyniki w zakresie efektywności energetycznej. Gminy zaczynają teraz publikować plany i propozycje programów inteligentnych miast IoT, które obiecują opłacalne rozwiązania do zarządzania majątkiem publicznym i połączeniami między sąsiednimi społecznościami. Zarówno w państwowych agencjach użyteczności publicznej, jak iw ściśle regulowanych agencjach publicznych/prywatnych, koncepcja latarni ulicznych jako technologii umożliwiającej realizację projektów inteligentnych miast ma duży rozmach. Połączone latarnie uliczne mają obniżyć koszty oświetlenia miejskiego i oferować zaawansowane możliwości, które były nie do pomyślenia jeszcze pokolenie temu. Zarządcy miast będą mogli manipulować poziomami oświetlenia w ciągu dnia, stopniowo zwiększając je w miarę zbliżania się zachodu słońca… jak gigantyczny salon na ściemniaczu. Skoki w ruchu pojazdów, dynamiczne zmiany warunków pogodowych, zachowania antyspołeczne i zgromadzenia publiczne podczas ważnych wydarzeń można uzupełnić zwiększonym oświetleniem z platform inteligentnych miast (SCP). Wyobraź sobie przyszłość, w której kodowane kolorami ścieżki opraw miejskich na żądanie mogą być włączane w mgnieniu oka, aby zapewnić wizualne wskazówki ewakuacji podczas sytuacji zagrożenia środowiskowego lub kierunkowskazy dla osób udzielających pierwszej pomocy przybywających na miejsce wypadku.
Miasta na całym świecie wdrażają projekty modernizacji LED z myślą o przeniesieniu celów inteligentnych miast do ich planów dalekosiężnych. Miami, Paryż, Madryt, Los Angeles, Dżakarta, Montreal, Birmingham (Wielka Brytania), Dongguan (Chiny), Buenos Aires i Mediolan były szczególnie agresywne we wdrażaniu połączonych aktualizacji oświetlenia ulicznego LED.
W kierunku inteligentnego miasta z obsługą IoT
Nie musisz znać swoich żołędzi z głów kobry, aby zrozumieć, że połączona siatka latarni ulicznych LED może również oferować szereg równoległych korzyści zarządcom miast, wydziałom policji, organizacjom służb ratunkowych i obywatelom, gdy zostaną wzbogacone o dodatkowe funkcje, które wykorzystać ich lokalizację, łatwość zarządzania i dostęp do zasilania. (Uwaga: żołędzie to oprawy oświetleniowe w stylu kuli, które znajdują się na słupach świetlnych i rzucają prawie wielokierunkowy wzór światła, podczas gdy głowy kobry to konfiguracje górne, które rozciągają się do końca stopniowo wygiętych ramion i kierują ich wiązki w dół na jezdnie i ulic).
Z samej definicji połączone latarnie uliczne są właśnie tym. Połączony. Można to osiągnąć za pośrednictwem sieci Ethernet, ale większość architektur modułowych będzie wymagać bezprzewodowych modułów komunikacyjnych, takich jak LoRa® do połączeń dalekiego zasięgu między sąsiednimi światłami i połączenia z miejskimi punktami SCP, a także Bluetooth® do połączeń krótkiego zasięgu na poziomie urządzenia lub na słupie poziom. Moduły 4G/LTE i 5G wprowadzają kolejną bezpieczną drogę do łączenia się z lokalnymi systemami administracji, bazami danych serwisowych oraz bezprzewodowymi (OTA) rozwiązaniami do aktualizacji oprogramowania, podczas gdy technologia Wi-Fi dodaje hybrydową opcję bezprzewodową i potencjalne możliwości publicznych hotspotów do zestaw narzędzi inżyniera sieci metra.
Odporna na warunki atmosferyczne obudowa OEM do oświetlenia ulicznego zaprojektowana dla diod LED, która obejmuje również pełne spektrum opcji łączności bezprzewodowej, to tylko podstawa. Wąskopasmowe węzły IoT (NB-IoT) również znajdą swoje miejsce w tych architekturach. A co z czujnikami?
Był czas, kiedy zarządcy miast rejestrowali temperatury z jednego miejsca, takiego jak lotnisko. Wygląda na to, że teraz są ciemne wieki. Rozważ czujniki temperatury na każdym rogu ulicy lub w większości obudów latarni ulicznych w mieście. Będziesz mieć bezprecedensowe możliwości mapowania ciepła w każdym węźle z szeroką gamą zastosowań. Teraz dodaj czujniki wilgotności, czujniki wibracji do monitorowania aktywności sejsmicznej, czujniki dźwięku, fotokomórki i wszelkiego rodzaju czujniki ruchu, aby monitorować wzorce ruchu i gęstość ruchu pieszych, rowerów, motocykli, samochodów, ciężarówek i autobusów. Czujniki dźwięku mogą nasłuchiwać unikalnych częstotliwości tłuczonego szkła i pisku hamulców, aby skierować ratowników na miejsca wypadku, zanim zostanie zainicjowane pierwsze połączenie alarmowe. Magia, którą wielu proponuje, dzieje się, gdy bezpieczny, otwarty dostęp do tych danych sensorycznych jest dostępny dla zewnętrznych deweloperów, aby mogli tworzyć aplikacje parkingowe, indeksy jakości powietrza w czasie rzeczywistym i inteligentne systemy zarządzania ruchem.
Kamery i dźwięk? Kamery wideo 4K to oczywista opcja modułowa w dobie 5G. Kamery IP o wysokiej rozdzielczości, czujniki obrazu i mikrofony mogą być używane do łączenia przekazów w czasie rzeczywistym z systemami przechowywania multimediów w ratuszu, w oddziałach policji lub bezpośrednio do służb ratowniczych. Dyspozytorzy mogliby rozmieścić jednostki pierwszej pomocy z podglądem wideo w czasie rzeczywistym w sytuacjach awaryjnych, z jakimi się spotkają… jeszcze przed przybyciem. Wideo może być archiwizowane przez wyznaczone okresy i oznaczane dokładną lokalizacją każdego napowietrznego węzła wideo.
anteny sieciowe i małe komórki mogą być źródłem dochodów miasta, a oświetlenie LED obniża rachunki za energię. To potężny ton. I taki, który staje się bardziej realistyczny z każdym dodatkiem, który można umieścić w jednym miejscu podczas masowej migracji oświetlenia LED.
Kiedy latarnia nie jest już latarnią
Niewielu argumentuje, że potencjał wykorzystania technologii inteligentnych miast (poprzez połączone latarnie uliczne) w celu udostępnienia aplikacji dla pieszych z wadami wzroku, tworzenia bezpiecznych tras dla biegaczy lub dostarczania przestrzennych danych w celu zlokalizowania zaginionych dzieci byłby mniej niż w 100 procentach pozytywny.
Ale przy każdym wielkim kroku naprzód, który obejmuje dane osobowe i technologię wideo, z pewnością pojawi się pytanie, kto ma dostęp do danych i wideo (i dlaczego). I to pytanie z pewnością zostanie wzmocnione przez uzasadnione obawy dotyczące nadzoru i prywatności.
Pytanie: Czy zauważyłeś, że trudno jest użyć słowa nadzór w zdaniu, które przekazuje pozytywną wiadomość? Kiedy już się go użyje, zwykle trzeba wiele wyjaśnić.
Bardzo trudno jest też opisać ilość prywatności, jakiej należy się spodziewać na miejskich arteriach lub stopień anonimowości, jaką należy zakładać w miejscach publicznych, więc nawet nie będę próbował. To zadanie między innymi urbanistów, przywódców społeczności, polityków, obrońców prywatności, agencji rządowych, wydziałów policji i rad miejskich. Prawdopodobnie różni się znacznie w zależności od osoby. Z miasta do miasta. I od kraju do powiatu.
sieci i monitoringu środowiska z wykorzystaniem IoT, atrakcyjność wykorzystania inteligentnej, połączonej infrastruktury ulicznej jest nie do przecenienia.
Gminy będące pierwszymi inicjatorami stwierdziły, że wielu obywateli odkrywa możliwości wideo w latarniach dopiero po rozpoczęciu programów pilotażowych, niezależnie od ich przesłuchań przed wprowadzeniem na rynek i publicznych kampanii informacyjnych. W niektórych przypadkach prośba organów ścigania o dostęp do materiału wideo wzbudzi zainteresowanie wśród członków społeczności. To często za późno. Reakcja jest nieunikniona. W tym momencie latarnie uliczne nie są latarniami. To tajne wieże szpiegowskie wideo. Skanery tablic rejestracyjnych. I maszyny do rozpoznawania twarzy.
Jesteśmy w czasie i miejscu podobnym do sektora detalicznego bezzałogowych statków powietrznych (dronów) wyposażonych w kamery sprzed siedmiu czy ośmiu lat. Agencje nieruchomości domagały się stłumionego wykorzystania materiałów wideo i fotografii z dronów do sprzedaży domów. Pozornie nieszkodliwy. Ale technologia znacznie wyprzedziła politykę. Amerykańska Federalna Administracja Lotnictwa (FAA) i grupa największych agencji nieruchomości wydawały się zgadzać z wciąż rosnącą koalicją zarządców miast, że komercyjne aplikacje do wykorzystania dronów muszą zostać zakazane (tymczasowo), dopóki przepisy i zasady nie będą mogły złapać w górę. Podobno powiedzieli: „Nie przewidzieliśmy powszechnej dostępności tej technologii i potrzebujemy czasu, aby zastanowić się, jak należy nią zarządzać”. Kilka lat zajęło prawodawstwo, regulacje i edukacja, aby dogonić tę technologię.
