СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ НАРУЖНОГО ОСВЕЩЕНИЯ
METHOD OF AUTOMATIC CONTROL OF LIGHTING INSTALLATION OF OUTDOOR LIGHTING

Изобретение относится к области наружного освещения и касается способов управления осветительными установками, входящими в систему наружного освещения.
Известно, что экономическая эффективность при работе осветительных установок обратно пропорциональна потребляемой ими мощности, а потребляемая мощность в свою очередь определяется номинальной величиной освещенности создаваемой осветительной установкой.
Также известно, что для различных ситуаций требуется различная величина освещенности [Национальный стандарт РФ. Освещение наружное утилитарное. Классификация и нормы. ГОСТ Р 55706-2013] и, при прочих одинаковых параметрах осветительных установок, соответственно различная величина мощности, потребляемой лампой.
Проект осветительных установок в конкретном месте (участок улицы) рассчитывается на эксплуатацию в течение длительного времени (не менее 5 лет). Как правило, в течение срока эксплуатации этих осветительных установок, ситуация в освещаемом месте меняется: изменяется интенсивность движения в течение дня, с истечением лет и т.д.
Управление осветительной установкой возможно двумя основными способами:
а) управлением мощностью, потребляемой лампой осветительной установки;
б) управлением величиной светового потока осветительной установки.
Известен способ автоматического регулирования величины светового потока, создаваемого осветительной установкой, при котором управление осветительной установкой осуществляют в зависимости от показаний датчиков, датчики контролируют определенные области, которые в свою очередь однозначно соответствуют определенным группам осветительных установок. Уровень светового потока осветительной установки регулируют исходя из плотности дорожного движения. (патент РФ №2588032, опубл. 27.06.2016).
Недостатком известного способа управления является низкая инерционность регулирования освещения, обусловленная регулированием в зависимости от плотности дорожного движения, что может приводить к резким изменениям светового потока и ограничивает сферу применения данного способа в наружном освещении.
Известен способ управления освещением изменением величины потребляемой мощности светильников с использованием таймеров и нескольких фиксированных временных зон. Изменение величины потребляемой мощности светильников осуществляется в зависимости от нахождения в той или иной временной зоне, зависящей от времени суток. Временные зоны определяются предварительно заложенным расписанием, а потребляемая мощность регулируется с использованием электронных устройств, встраиваемых в светильники, либо отключением одной или нескольких фаз (патент РФ №2526206, опубл. 20.08.2014).
Недостатком известного способа управления является невозможность гибкого регулирования мощности потребляемой освещением в зависимости от потребности в освещении в конкретной ситуации, что ограничивает сферу применения данного способа только осветительными установками, от которых не требуется высокой энергоэффективности.
Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ управления освещением изменением величины потребляемой мощности светильников с использованием датчиков присутствия. Включение и отключение светильников осуществляется в зависимости от нахождения объекта в контролируемой датчиком движения пространственной зоне. Связи между включаемыми светильниками и контролируемыми пространственными зонами однозначно определяются схемами подключения датчиков к светильникам (патент РФ №93612, опубл. 24.04.2010). Данный способ принят за прототип.
Признаки прототипа, являющиеся общими с заявленным изобретением: управление осветительной установкой осуществляют путем регулирования уровня мощности, потребляемой осветительной установкой, в зависимости от показаний датчиков; датчики контролируют определенные области, которые в свою очередь соответствуют осветительным установкам.
Недостатком известного способа управления, принятого за прототип, является узкая сфера использования, обусловленная примененным дискретным управлением осветительной установкой. Вторым недостатком данного способа является невозможность или низкая эффективность работы при отсутствии или неисправности датчика в какой-либо из областей, обусловленная необходимостью однозначного соответствия области контролируемой датчиком осветительным установкам. Третьим недостатком известного способа управления является отсутствие функции контроля и обеспечения нормируемых величин средней и продольной равномерности яркости на участках, содержащих осветительные установки управляемые показаниями от различных датчиков,
Задачей изобретения является расширение области использования, расширение арсенала способов управления осветительной установкой наружного освещения, обеспечивающих низкое электропотребление.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе автоматического управления осветительной установкой наружного освещения, при котором управление осветительной установкой осуществляют путем регулирования уровня мощности, потребляемой осветительной установкой, в зависимости от показаний датчиков, контролирующих определенные области, соответствующие непосредственно или косвенно осветительным установкам, согласно изобретению регулирование уровня мощности, потребляемой осветительной установкой, осуществляют непрерывно в зависимости от  расчетной интенсивности движения объектов в контролируемой области, вычисляемой по определенному алгоритму в два этапа: на первом этапе вычисляют расчетную интенсивность движения объектов для каждой осветительной установки на основании показаний датчика(ов) непосредственно контролирующего(их) область, освещаемую данной установкой или, при отсутствии таких датчиков, на основании показаний нескольких датчиков контролирующих смежные области с областью освещаемой данной осветительной установкой или, для областей не требующих изменения освещения во времени, на основании заданной константы, на втором этапе расчетную интенсивность движения объектов для каждой осветительной установки корректируют таким образом, чтобы расчетная интенсивность движения объектов не была меньше величины, рассчитанной на первом этапе при соблюдении нормативов для средней и продольной равномерности яркости дорожного полотна для участков дорожного полотна, освещаемых осветительными установками, работающими с разными уровнями мощности.
Отличительные признаки заявленного изобретения от прототипа: регулирование уровня мощности, потребляемой осветительной установкой, осуществляют непрерывно в зависимости от расчетной интенсивности движения объектов в контролируемой области, вычисляемой по определенному алгоритму в два этапа: на первом этапе вычисляют расчетную интенсивность движения объектов для каждой осветительной установки на основании показаний датчика(ов) непосредственно контролирующего(их) область освещаемую данной установкой или, при отсутствии таких датчиков, на основании показаний нескольких датчиков контролирующих смежные области с областью, освещаемой данной осветительной установкой или, для областей не требующих изменения освещения во времени, на основании заданной константы; на втором этапе расчетную интенсивность движения объектов для каждой осветительной установки корректируют таким образом, чтобы расчетная интенсивность движения объектов не была меньше величины рассчитанной на первом этапе при соблюдении нормативов для средней и продольной равномерности яркости дорожного полотна для участков дорожного полотна, освещаемых осветительными установками, работающими с разными уровнями мощности.
Отличительные признаки в сочетании с известными позволяют расширить область использования заявленного изобретения по сравнению с аналогами и прототипом, а также расширить арсенал способов управления осветительной установкой наружного освещения, обеспечивающих низкое электропотребление при достаточном уровне освещенности.
Заявителю неизвестно использование в науке и технике отличительных признаков способа с достижением указанного технического результата.
Сущность изобретения поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-4.
На фиг. 1 изображена часть системы наружного освещения.
На фиг. 2 показан график мощности, потребляемой осветительной установкой с регулированием освещения в зависимости от времени суток.
На фиг. 3 показан график мощности, потребляемой осветительной установкой с регулированием освещения в зависимости от показаний датчика движения.
На фиг. 4 показан график мощности, потребляемой осветительной установкой с регулированием освещения в зависимости от расчетной интенсивности движения объектов на контролируемом участке.
1
2
1
2
Система освещения (фиг. 1) содержит осветительные установки 1-6, распределенные по участкам (a-a и б-б). Мощность источников питания (светодиодных драйверов или электронных пускорегулирующих устройств (ЭПРА)), подаваемая на лампы или светодиоды осветительных установок является управляемой для каждой осветительной установки 1-6. Включение, отключение и регулирование параметров осветительных установок 1-6   осуществляют в зависимости от показаний датчиков 7, 8. Каждый датчик 7, 8 контролирует один, отведенный специально для него, участок. На одном участке может быть установлено несколько датчиков.
Между участками, контролируемыми датчиками 7, 8 и осветительными установками 1-6 установлено соответствие.
Предполагается, что деление пространства на области, контролируемые измерительной системой, а также зависимость (сопоставление) контролируемых областей и осветительных установок, выполняется устойчивым образом.
Интенсивность движения в заявляемом способе может измеряться различными типами датчиков 7, 8 - видеодатчик, инфракрасный датчик, ультразвуковой датчик, лазерный датчик и т.п. и для различных объектов - транспортные средства, пешеходы.
Расчетную интенсивность движения вычисляют по определенному алгоритму в два этапа: на первом этапе вычисление расчетной интенсивности движения объектов для каждой осветительной установки осуществляют одним из трех способов:
1. на основании показаний датчика(ов) непосредственно контролирующего(их) область освещаемую данной установкой;
или, при отсутствии таких датчиков
2. на основании показаний нескольких датчиков контролирующих смежные области с областью освещаемой данной осветительной установкой;
или, для областей, не требующих изменения освещения во времени
3. на основании заданной константы,
На втором этапе вычисления, расчетную интенсивность движения объектов для каждой осветительной установки корректируют таким образом, чтобы для участков дорожного полотна, освещаемых осветительными установками, работающими с разными уровнями мощности, соблюдались нормативы для средней и продольной равномерности яркости дорожного полотна, но при этом расчетная интенсивность движения объектов не была меньше величины, рассчитанной на первом этапе.
Способ автоматического управления осветительной установкой наружного освещения содержит этапы:
1. прием от измерительной системы, по меньшей мере, одного показателя интенсивности движения;
2. установление соответствия области, в которой проводятся измерения интенсивности движения, с осветительными установками;
3. вычисление расчетной интенсивности движения для данной области;
4. определение величины мощности для источников питания осветительных установок в зависимости от расчетной величины интенсивности движения;
5. передача команды в систему управления освещением с указанием осветительных установок и необходимой величины мощности для источников питания указанных осветительных установок.
За счет снижения потребления мощности в часы с низкой интенсивностью движения объектов на освещаемых участках обеспечивается низкое электропотребление при достаточном уровне освещенности.
За счет регулирования уровня мощности в зависимости от интенсивности движения объектов в контролируемой области обеспечивается возможность применения предложенного способа в большинстве осветительных установок наружного освещения (улицы городов, загородные дороги, пешеходные дорожки, пешеходные переходы, перекрестки, придомовое освещение, освещение промышленных площадок и др.)
На фиг. 2-4 представлены графики потребления мощности осветительными установками с различными системами управления. Из графиков четко видны ограничения налагаемыми способами управления рассматриваемыми в качестве аналогов (фиг. 2-3) по сравнению с предлагаемым способом (фиг. 4).
Преимущество изобретения состоит в том, что возможность регулирования уровня мощности в зависимости от расчетной интенсивности движения объектов значительно расширяет область использования способа. Кроме того, заявляемый способ позволяет не только обеспечить снижение величины потребляемой мощности, но и повысить равномерность освещения освещаемых пространств, избавиться от необходимости частичного отключения освещения с целью экономии электроэнергии. Изобретение расширяет арсенал способов управления осветительной установкой наружного освещения, обеспечивающих низкое электропотребление.