Способ и устройство энергосберегающего управления уличным освещением (варианты)
METHOD AND DEVICE FOR ENERGY-SAVING CONTROL OF STREET LIGHTING (VERSIONS)

Область техники.
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для автоматизированного освещения, улиц, автотрасс и прочих объектов.
Предшествующий уровень техники.
Известна система контроля и управления освещенностью (патент на полезную модель RU 112572, МПК H05B 37/02, опубликован 10.01.12). Управление освещенностью осуществляется путем создания на объектах освещения временных динамически изменяющихся по площади зон.
Система включает в себя следующие элементы: блоки управления для освещения площади, средства для контроля и координации освещенности, связанные между собой и источниками света посредством беспроводной двухсторонней связи.
Недостатком системы является отсутствие диммирования (регулирования яркости светильников) светильников в течение суток.
Известна автоматизированная система диспетчерского управления наружным освещением (АСУ НО) «ОМЬ-СВЕТ», разработанная НПО «Мир», г. Омск (http://mirmsk.ru/asdu_no_omsvet., дата обращения 15.10.2012). Система предназначена для централизованного автоматического и оперативно-диспетчерского управления режимами освещения улиц, объектов и территорий городов и населенных пунктов.
АСУ НО «ОМЬ-СВЕТ» представляет собой многоуровневую систему, выстроенную по иерархическому принципу и включает в себя источники света, блоки питания, устройство приема и передачи данных, территориально распределенные контролируемые питающие пункты с контроллерами и средствами связи. При наличии в системе электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА), устанавливаемых в светильники, включение освещения может быть осуществлено в номинальном режиме (уровень освещенности - 100%) или экономичном (уровень освещенности - 50%). Недостатком системы, является невозможность диммирования светильников в автономном режиме, что приводит к дополнительным затратам на организацию связи в системе управления освещением.
Известно техническое решение, описанное в заявке на изобретение 2013103659/07, 28.01.2013 (Опубликовано: 20.08.2014. Бюл. №23).
В этом техническом решении предлагается способ, заключающийся в автономном адаптивном диммировании уличных светильников в течение суток в зависимости от продолжительности светового дня, рассчитанной для каждых суток календарного года для данной географической зоны, а также интенсивности дорожного движения.
Недостаток заключается в усредненном, статистическом подходе к управлению временем включения и выключения светильников, который не всегда точно соответствует реальной наружной освещенности улицы и ее транспортной загруженности в различные ночные часы.
Известен способ управления световыми устройствами автотранспортного средства, описанный в патенте РФ №2364528 (25.12.2006, опубл. 20.08.2009).
Способ заключается в приеме на автотранспортном средстве сигналов формируемых устройством формирования сигналов управления работой световых устройств автотранспортного средства, находящегося вне любого из автотранспортных средств, обработке этих сигналов в блоке обработке сигналов, установленном на автотранспортном средстве, формировании на выходе блока обработки электрических сигналов, поступающих на световые устройства автотранспортного средства.
Прием и передача вспомогательных, управляющих сигналов может осуществляться по радиоканалу, а радиопередатчики находящиеся вне транспортного средству могут находиться на столбах уличного освещения, дорожных знаках, мостах и других объектах. Проезжая мимо этих радиопередатчиков малой мощности и малого радиуса действия, в автомобиле принимаются радиосигналы и с их помощью формируются сигналы, обеспечивающие оптимальный режим работы света фар.
Недостаток системы - автомобили, не оборудованные устройствами, не могут принимать сигналы, оптимизирующие работу света фар.
Известен способ предотвращения ослепления водителей транспортных средств и устройство для его реализации, описанный в патенте РФ №2578828 (16.07.2014, опубл. 27.03.2016. Бюл. №9).
Способ заключается в установке на транспортных средствах радиоприемников и радиопередатчиков. Радиопередатчики излучают в эфир кодированные сигналы для дистанционного взаимного исключения ослепления фарами дальнего света, если они включены на автомобилях, находящихся ближе определенной дистанции. Мощность радиопередатчиков и чувствительность радиоприемников определяет дистанцию такого взаимодействия систем предотвращения ослепления.
За счет обмена такими радиосигналами все автомобили входят в безопасный режим, когда на них включены только фары ближнего света, что снижает вероятность ослепления от фар дальнего света в любых дорожных, погодных условиях и при любом числе автомобилей.
Описанный способ и устройство для его реализации также может содержать дополнительные каналы для приема телеметрических сигналов от различных источников находящихся вдоль дорог. Система работоспособна при установке подобных устройств на все автомобили.
Раскрытие изобретения
В основу настоящего изобретения положена задача направленная на повышение энергетической эффективности управления уличным освещением за счет автоматического регулирования режимов работы  уличных светильников в течение суток в зависимости от числа и скорости проезжающих транспортных средств или проходящих по освещаемой улице пешеходов, а также в зависимости от уровня естественной освещенности улиц.
Технический результат, достигаемый предлагаемым решением, состоит в упрощении конструкции и повышения надежности работы при сокращении затрат электрической энергии на нужды освещения.
Дополнительный технический результат, который может быть получен в результате осуществления изобретения, - организация оптимального режима уличного освещения, уменьшающего вероятность ослепления водителей транспортных средств при езде по такой улице или трассе.
max
max
max
Поставленная задача решается тем, что в известном энергосберегающем способе управления освещением объектов инфраструктуры, например улиц, автострад, тротуаров, пешеходных дорожек путем создания на объекте освещения временных динамически изменяющихся зон с разным уровнем освещенности, которые формируют с помощью источника питания, источника света (светильников) и связанного с ними блока управления работой источника света содержащего, по крайней мере, один радиоприемник с радиоприемной антенной, дешифратор и формирователь управляющего сигнала, с помощью которого изменяют уровень освещенности в данной зоне, а также радиопередатчик, выполненный с возможностью его включения в темное время суток или, когда уровень естественного светового сигнала становится ниже порогового и предназначенный для передачи кодированных радиосигналов в блок управления работой источника света. Согласно изобретению блок управления работой источника света располагают вблизи источника света, например, внутри плафона светильника или рядом со светильником на столбе, блок выполняют с возможностью приема кодированного радиосигнала, формируемого с помощью электронного устройства, расположенного на субъекте, например, на пешеходе, или объекте, например, на автомобиле, содержащего радиопередатчик субъекта или объекта, который может приближаться и удаляться по отношению к источнику света и расположенному рядом с ним блоку управления работой источника света и за счет этого изменять уровень кодированного радиосигнала на входе радиоприемника, мощность передатчика и чувствительность радиоприемника определяют дальность R, с которой радиосигнал может быть принят радиоприемником, при этом кодированный радиосигнал, формируют автоматически на определенной частоте и с определенным кодом, единым для всех блоков управления работой источников света, предназначенных для освещения объектов инфраструктуры во время движения этого субъекта или объекта вблизи источников света - ближе расстояния R, а блок управления работой источника света выполняют с возможностью реализации функции автоматического изменения режима работы источника света путем увеличения его яркости, когда субъект или объект находится по отношению к источнику света ближе расстояния R, когда субъект или объект удаляется на расстояние, с которого прием кодированного радиосигнала радиоприемником блока становится невозможным, снижают уровень освещенности в данной зоне до требуемой величины, например, уменьшают число работающих ламп или светодиодов источников света или полностью отключают их, обеспечивая за счет этих действий экономию электрической энергии, которая тратится на освещение объектов инфраструктуры, когда вблизи соответствующих источников света нет субъектов или объектов.
Возможны варианты реализации изобретения такие, что:
- радиопередатчик располагают на транспортном средстве и выполняют его в составе блока охранной сигнализации транспортного средства, при этом блок охранной сигнализации выполняют с возможностью автоматической посылки в эфир кодированного сигнала во время движения транспортного средства по объекту освещения в темное время суток;
- радиопередатчик располагают на пешеходе и выполняют его, например, в виде брелка для ключей, наручных часов, смартфона, выполненного с возможностью автоматической посылки в эфир кодированного сигнала во время движения человека по объекту инфраструктуры в темное время суток;
- радиопередатчик располагают на транспортном средстве в составе системы предотвращения ослепления, выполненной с использованием радиоканала, предназначенного для дистанционного изменения режима работы фар света при сближении транспортных средств на расстояние, с которого возможно ослепление, при этом передатчик системы предотвращения ослепления выполняют с возможностью автоматического формирования кодированного радиосигнала в темное время суток во время движения транспортного средства для управления работой описанной выше системы освещения объекта инфраструктуры;
- блок управления работой источника света дополнительно снабжают радиопередатчиком блока управления, а устройство, расположенное на субъекте или объекте, снабжают дополнительным радиоприемником субъекта или объекта, которые предназначены для организации двухстороннего канала связи между блоком управления работой источника света и устройством, расположенным на субъекте или объекте, например, на автомобиле для управления режимом работы света его фар с помощью сигналов, формируемых передатчиком блока управления или для активизации работы передатчика субъекта или объекта и генерации кодированных радиосигналов, предназначенных для изменения уровня освещенности в той зоне, где возможен прием этих кодированных радиосигналов;
- блок управления работой источников уличного освещения выполняют с возможностью радиоприема тех же радиосигналов, с тем же кодом и на той же частоте, которые использованы в системе предотвращения ослепления автомобилей;
- блок управления работой источников уличного освещения выполняют с возможностью приема радиосигналов с иным кодом и/или с другой частотой по сравнению с радиосигналами, формируемыми при работе системы предотвращения ослепления транспортных средств;
max
max
max
Поставленная задача решается тем, что в известном электронном устройство для реализации способа по п. 1, содержащем радиопередатчик, выполненный с возможностью его включения в работу в темное время суток или, когда уровень естественного светового сигнала становится ниже порогового и предназначенный для формирования и передачи кодированных радиосигналов в блок управления работой источника света. Согласно изобретению электронное устройство с радиопередатчиком, выполняют с возможностью его расположении на субъекте, например, на пешеходе, или объекте, например, на автомобиле, которые могут приближаться и удаляться по отношению к источнику света и расположенному рядом с ним блоку управления работой источника света и за счет этого изменять уровень кодированного радиосигнала на входе радиоприемника, мощность передатчика и чувствительность радиоприемника определяют дальность R, с которой радиосигнал может быть принят радиоприемником, при этом кодированный радиосигнал в радиопередатчике формируют автоматически на определенной частоте и с определенным кодом, единым для всех блоков управления работой источников света, во время движения этого субъекта или объекта вблизи источников света - ближе расстояния R, а блок управления работой источника света выполняют с возможностью реализации функции автоматического изменения режима работы источника света путем увеличения его яркости, когда субъект или объект находится по отношению к источнику света ближе расстояния R, когда субъект или объект удаляется на расстояние, с которого прием кодированного радиосигнала радиоприемником блока становится невозможным, снижают уровень освещенности в данной зоне до требуемой величины, например, уменьшают число работающих ламп или светодиодов источников света или полностью отключают их, обеспечивая за счет работы этих устройств экономию электрической энергии, которая тратится на освещение объектов инфраструктуры, когда вблизи соответствующих источников света нет субъектов или объектов с работающими электронными устройствами.
Возможны варианты реализации устройства такие, что:
- радиопередатчик располагают на транспортном средстве в составе системы предотвращения ослепления, выполненной с использованием, по крайней мере, одного радиоканала, предназначенного для дистанционного изменения режима работы фар света при сближении транспортных средств на расстояние, с которого возможно ослепление, при этом передатчик системы предотвращения ослепления выполняют с возможностью автоматического формирования кодированного радиосигнала в темное время суток во время движения транспортного средства для управления работой описанного выше устройства для освещения объекта инфраструктуры;
- блок управления работой источника света дополнительно снабжают радиопередатчиком блока управления, а устройство, расположенное на субъекте или объекте, снабжают дополнительным радиоприемником субъекта или объекта, которые предназначены для организации двухстороннего канала связи между блоком управления работой источника света и устройством, расположенным на субъекте или объекте, например, на автомобиле для управления режимом работы света его фар с помощью сигналов, формируемых передатчиком блока управления или для активизации работы передатчика субъекта или объекта и генерации кодированных радиосигналов, предназначенных для изменения уровня освещенности в той зоне, где возможен прием этих кодированных радиосигналов.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 а), б), в) показан отрезок улицы или трассы для пояснения способа ее освещения с использованием одностороннего канала радиосвязи между движущимися по ней автомобилями и блоками управления работой светильников уличного освещения.
На фиг. 2 показан один из возможных вариантов блок-схемы устройства управления работой светильника уличного освещения.
На фиг. 3 а), б), в) показан отрезок улицы или трассы для пояснения способа ее освещения с использованием двухстороннего канала радиосвязи между движущимися по ней автомобилями и блоками управления работой светильников уличного освещения.
Лучший вариант осуществления изобретения.
Основная идея изобретения заключается в том, чтобы оборудовать источники света (светильники), которые используются для освещения улиц, автострад и других объектов новым функциональным устройством, которое помимо основной функции собственно освещения объекта, выполняет следующие функции:
- автоматически регистрирует в темное время суток, проезжающий рядом с источником света транспорт или проходящих пешеходов;
- автоматически изменяет режим работы источника света уличного освещения путем увеличения его яркости, когда транспорт или пешеход находятся по отношению к источнику света ближе определенного расстояния.
Для регистрации факта присутствия транспорта или пешехода вблизи от светильника уличного освещения осуществляют прием специального, кодированного радиосигнала. Передатчик этого сигнала располагают на транспортном средстве или он находится у пешехода, а его мощность определяет дальность, с которого радиосигнал может быть принят радиоприемником, который входит в состав устройства регулирования режима работы светильника.
После приема и дешифрации радиосигнала, устройство автоматически включает освещение до тех пор, пока этот сигнал не прекратится. Например, до того времени пока автомобиль, пешеход или велосипедист не отъедет или не отойдет от этого уличного фонаря - до следующего. И так дальше.
Рассмотрим более подробно основные действия способа и работу вариантов выполнения изобретения с использованием Фиг. 1-3.
На Фиг. 1 а), б), в) схематично показаны три фазы работы источников света 22 во время движения двух транспортных средств (например, автомобилей 2,3) с включенными фарами 29 по дороге 1 на встречу друг другу в самом простом варианте реализации изобретения. Для наглядности, будем считать, что средняя часть дороги 1 может освещаться в зонах 21 с помощью источников света 22 (светильников 22) как показано на Фиг 1.
Согласно первому независимому пункты формулы изобретения изобретению предлагается использовать способ управления освещением объектов 1 различной инфраструктуры путем создания на объектах 1 освещения (например, на дороге 1) временных динамически изменяющихся зон 21 с разным уровнем освещенности.
На Фиг. 1 эти зоны показаны в виде окружностей, радиус которых 23 одинаковый для всех источников света 22. Заштрихованная окружность 21 соответствует высокой яркости работы светильника 22. Не заштрихованная часть соответствует низкой яркости работы источника 22 или состоянию, когда он выключен.
Зоны освещения автомобилей 2,3, создаваемые включенными фарами 29 дальнего света (с дальностью действия, обозначенными на Фиг. 1, 3 символами R2,3) или включенными фарами 29 ближнего света (r2,3) также показаны с соответствующей штриховкой этих зон.
Для формирования динамично изменяющихся зон 21 освещения, создаваемых источниками света 22 используют блок 4 управления работой хотя бы одного источника света 22 (светильника).
Он может размещаться внутри плафона светильника 22 или находиться рядом со светильником 22, например на столбе освещения дороги 1 в отдельном корпусе. С помощью одного блока 4 можно управлять работой одного источника света 22 или несколькими источниками света 22, находящихся в одном плафоне, прожекторе или на соседних мачтах освещения.
Один из возможных вариантов структурной схемы блока 4 показан на Фиг. 2. Он содержит радиоприемную антенну 5, подключенную ко входу радиоприемного устройства 6, которые предназначенные для приема кодированных радиосигналов 7 (на определенной частоте и с определенным кодом), их усиления, обработки и дешифрации с помощью дешифратора 8.
Блок управления 4 содержит также формирователь 9 управляющего сигнала 10, с помощью которого изменяют уровень освещенности в соответствующей зоне 21. Его выполняют с возможностью приема кодированного радиосигнала 7 в темное время суток. При этом радиосигналы 7 формируются автоматически с помощью радиопередатчика 24, который находится на объекте или субъекте в форме соответствующего электронного устройства. Субъект или объект с таким устройствам может перемещаться в пространстве по отношению к блокам 4 и соответствующим светильникам 22. Передатчики 24 могут быть размещены, например на автомобилях 2 и 3 или на пешеходах 2,3.
Включать блок 4 в темное время суток можно различными способами в ручном режиме или автоматически путем подачи напряжения питания или управляющих сигналов их включения на указанные узлы блока 4.
В простейшем варианте, включение в темное время суток осуществляется из диспетчерского пункта путем подачи питающего напряжения 220 В на линию 14 и другие узлы блока 4.
Для того чтобы автоматически включать в работу блоки 4 в темное время суток можно использовать реле света 11 (например, ФР-602).
При наступлении сумерек, уровень естественного светового сигнала 12 становится ниже порогового значения и с помощью фотореле 11, через замкнувшиеся контакты 13, подается напряжение питания 220 В с линии 14 на блок питания 15, в котором происходит преобразование переменного напряжения 220 В в постоянное напряжение, необходимое для включения в работу и питания узлов радиоприемного устройства (блоков 6, 8, 9), например, напряжение порядка 5-12 В.
max
Схема, показанная на Фиг. 2 позволяет автоматически включать блок 4 в работу в темное время суток и регулировать яркость работы источника света 22 путем его включения и выключения, если автомобиль 2 или 3 с радиопередатчиком 24 приближается к нему ближе некоторого расстояния R.
max
max
Расстояние R, с которого возможен прием радиосигнала 7 может регулироваться путем изменения чувствительности радиоприемника 6. Оно может составлять, например порядка R=20-200 м.
При приеме радиосигналов 7 и их дешифрации, на выходе дешифратора 8 формируется напряжение, которое подается на обмотку 16 реле формирователя 9 управляющего сигнала 10 и, через замкнувшиеся контакты 17, напряжение 220 В поступает от линии 14 на светильник 22. С помощью светильника 22 происходит освещение участка дороги 1 в заштрихованной зоне 21, когда по нему проезжает автомобиль 2,3.
Предложенное техническое решение имеет существенное отличие от способа взаимодействия автомобилей 2,3 и дополнительных радиопередающих устройств, стоящих вдоль дорог, подробно описанное в патенте РФ №2364528.
В аналоге, описанном в указанном патенте с наступлением сумерек, устройства, расположенные вдоль улиц могут передавать вокруг себя радиосигналы и принудительно переводить режим света фар 29 автомобилей 2,3 в оптимальный режим (например, включать или отключать фары 29 того или иного типа) или передавать на автомобили 2,3 дополнительную телеметрическую информацию о дорожных знаках, режиме работы светофора и т.д. (стр. 9-10 описания). И за счет этих действий решать задачу изобретения - уменьшать вероятность ослепления на транспорте и повышать безопасность при использовании фотивоослепляющей системы, описанной в этом изобретении.
А в техническом решении согласно данному изобретению осуществляют передачу радиосигналов 7 с транспортных средств 2,3 в блоки 4 управления светильниками 22, с помощью которых автоматически увеличивают яркость работы светильников 22 во время проезда вблизи них автомобилей 2,3 и за счет этого решают другую задачу изобретения - экономят электрическую энергию, которая тратится в ночное время на обеспечение работы источников света 22.
Если вместо питающей светильники 22 и другие узлы блока 4 линии 14 напряжением 220 В использовать автономный источник 18 питания с использованием солнечных батарей 19 (или ветровых генераторов) и аккумулятора 20, то возможна дополнительная экономия электроэнергии за счет использования накопленной в аккумуляторе 20 в дневное время суток энергии 30 солнца.
За счет использования автономного источника питания 18 можно также понизить материалоемкость системы освещения за счет исключения проводов питающей линии и снизить затраты на строительство систем освещения. Такие системы уличного освещения наиболее выгодно использовать на объектах с низкой интенсивностью движения в вечернее время суток. Например, на дорогах в сельской местности, для освещения дорог дачных кооперативов, небольших поселков, тротуаров и велосипедных дорожек в парках, зонах отдыха.
В качестве ламп источника света 22 можно использовать светодиоды.
В ночное время суток для запуска блока 4 в работу можно использовать сигналы, сформированные из диспетчерского пункта управляющего работой освещения соответствующего объекта 1 в ручном или автоматическом режиме, например, как в аналоге, описанном в автоматизированной системе диспетчерского управления наружным освещением (АСУ НО) «ОМЬ-СВЕТ».
Режим уличного освещения в ночное время, в режиме ожидания подъезжающих к устройству управления 4 автомобилей 2,3, может быть в виде различных состояний светильников 22: выключенное состояние светильника 22; его работа с пониженной яркостью и меньшей потребляемой мощностью, например на 30 или 50%.
Схему, показанную на Фиг. 2 можно использовать для управления режимом работы светильника 22, состоящего из двух ламп. Добавив в блок 19 еще одно реле можно переключать лампы из режима их параллельного соединения в режим их последовательного включения так, что в дежурном, энергосберегающем режиме, светильник будет потреблять в 4 раза меньшую мощность.
Согласно изобретению кодированный радиосигнал 7 формируют автоматически с помощью радиопередатчика 24, расположенного на субъекте или объекте 2,3 в течение всего времени движения этого субъекта или объекта в ночное время вблизи такой системы освещения.
Способы включения передатчиков 7 в вечернее время суток могут быть различные. В простейшем варианте для этого может быть предусмотрен ручной выключатель или этот выключатель может быть синхронизирован с электронными часами устройства. Он может быть выполнен в виде фотореле, которое установлено на автомобиле 2,3.
Запуск в работу передатчика 24 может также осуществляться с использованием других узлов и систем автомобиля 2,3, а также с помощью его бортового компьютера.
Для транспортных средств 2,3 передатчики 24 могут быть реализованы в составе различных узлов пилотируемых и беспилотных автомобилей с похожими функциями. Они могут размещаться, например в составе охранных систем автомобилей 2,3, в системах предотвращения ослепления, в брелках, пейджерах, радарах и так далее.
В простейшем варианте радиосигналы 7 могут представлять собой кодированные радиосигналы, которые периодически посылаются в эфир во время движения автомобилей 2,3 или пешеходов. Длительность таких радиосигналов может быть выбрана, например в интервале от 0,001 до 0,5 сек. Период повторения сигналов может быть, например от 0,002 до 1 сек.
За счет того, что субъект или объект 2,3 может приближаться и удаляться по отношению к освещаемой светильником 22 зоне 21 освещения происходит автоматическое изменение уровня радиосигнала 7 на входе радиоприемника 6 блока 4. При этом удается организовать простой и надежный способ управления работой светильника 22 в зависимости от скорости перемещения субъекта или объекта 2,3 вблизи источников света 22 и решить задачу изобретения с указанным выше техническим результатом. В качестве устройств для организации подобной системы управления можно также использовать миниатюрные приемопередающие устройства с микропроцессорным управлением, которые широко используют в системах "умного дома". Дальность работы таких приемопередатчиков обычно составляет порядка 20-300 м, что достаточно для организации работы подобной системы на большинстве объектах 1.
Для пешеходов можно использовать носимые ими электронные устройства, выполняемые в виде миниатюрных брелков для ключей или сотовые телефоны, содержащие микропередатчики для автоматической генерации кодированных радиосигналов 7.
Возможны также варианты реализации способа управления работой уличного освещения с двухсторонней радиосвязью между блоком 4 и объектами или субъектами 2,3.
При реализации этих вариантов, блок управления 4 помимо радиоприемника 6 содержит и собственный радиопередатчик 25 с передающей антенной 26, с помощью которой вблизи от блока управления 4 может быть сформирован кодированный радиосигнал 27. Он может быть принят, например на проезжающем поблизости автомобиле 2,3 с помощью радиоприемника 28.
На фиг. 2 эти узлы и сигналы показаны пунктиром. Радиосигналы 7 и 27 могут отличаться как по частоте так и по коду, а могут быть полностью идентичны.
С помощью этих узлов и сигналов можно осуществить двухстороннюю радиосвязь между автомобилями 2,3 и блоком управления 4 и дополнительно расширить возможности предлагаемого способа в плане повышения, например, безопасности дорожного движения в ночное время по улицам 1.
В качестве устройств содержащих приемопередатчики 24, 28 на автомобилях 2,3 можно использовать, как уже говорилось, доработанные охранные сигнализации автомобилей, их пульты (пейджеры), а также системы предотвращения ослепления с использованием радиоканала для идентификации автомобилей, находящихся в зоне возможного ослепления фарами 29 дальнего света, работа которых описана в патентах РФ 2578828 и 2364528.
На Фиг. 3 а), б), в) схематично показаны три фазы во время движения двух транспортных средств (например, автомобилей 2,3) с автоматически переключающимися фарами 29 дальнего и ближнего света по мере продвижения автомобилей 2,3 по дороге 1 относительно блоков управления 4 и светильников 22.
В отличие от ранее описанного варианта работы блока 4 управления, использование дополнительных радиоприемников 28 и радиопередатчиков 25 позволяет не только осуществлять автоматическое включение источников света 22, когда вблизи них проезжают автомобили 2,3, но и управлять состоянием света фар 29 этих автомобилей или дистанционно активизировать работу их передатчиков 24, когда они въезжают в зону взаимодействия с блоками 4 посредством радиосигналов 7 и 27.
Например, когда автомобиль 2 и 3 подъезжает к блоку 4 ближе некоторого расстояния, с которого возможен прием радиосигналов 7, то происходит включение соответствующего светильника 22, формируется зона хорошего освещения 21 и при этом на автомобилях 2,3 улавливаются радиосигналы 27, которые формируются автоматически работающими передатчиками 25 в блоке 4. На Фиг. 2 эти связи не показаны.
Процесс формирования этих сигналов 27 может быть аналогичен, например процессу автоматического формирования сигналов в системе предотвращения ослепления, описанной в патенте РФ №2578828. Процесс управления состоянием источников света 22 подобен процессу при переключении света фар 29 с дальнего света на ближний свет при сближении автомобилей 2,3 с той лишь разницей, что происходит не уменьшение яркости работы света фар 29 автомобилей 2,3 при их сближении, а, наоборот, увеличивается яркость работы светильника 22 при подъезде к нему автомобилей 2,3.
Как уже говорилось, кодированные радиосигналы 27, 7 могут быть полностью идентичными. В этой ситуации систему предотвращения ослепления описанную в патенте РФ 2578828 можно использовать по двойному назначению - как систему позволяющую автоматически переключать фары 29 автомобилей 2,3 при их сближении между собой ближе определенной дистанции и как систему автоматического управления работой светильников 22. Для такой системы блоки 24 и 25, а также блоки 6, 28 могут быть идентичны.
Основной принцип работы таких приемопередающих систем заключается в том, что в момент времени, когда осуществляется передача единого кодированного радиосигнала 7, осуществляют блокировку работы приемника - стробируют его для того, чтобы прием сигнала 7 был возможен только с других автомобилей.
Такое техническое решение позволяет существенно упростить и унифицировать конструкции устройств предотвращения ослепления на автомобилях 2,3 и блоков 4.
При использовании однотипных сигналов 7 и 27 в системах предотвращения ослепления между автомобилями 2,3 и в системах управления освещением улиц 1, дальность их работы выбирают так, чтобы исключить самовозбуждение системы освещения улиц 1.
Например, если радиоприемники 6 с передатчиками 25 установлены на каждом соседнем столбе или мачте освещения, то мощность радиопередатчиков 25 и чувствительность радиоприемников 6 выбирают так, чтобы радиоприемники 6 не принимали радиосигналы 7 (27) от соседних блоков 4. Для этого можно использовать менее мощные радиопередатчики 25 и менее чувствительные радиоприемники 6, чем радиоприемники 28 и радиопередатчики 24, установленные на автомобилях 2, 3.
max
Например, дальность R взаимодействия между собой приемников 28 и передатчиков 24, установленных на автомобилях 2,3 для систем предотвращения ослепления от фар 29 автомобилей 2,3 может быть отрегулирована на дальность работы порядка 300 метров, а для систем автоматического включения источников света 22 максимальная дальность возможного взаимодействия соседних блоков 4 управления работой светильников 22 может быть установлена существенно меньше, например, порядка 10-30 м. За счет того, что чувствительность радиоприемника и мощность радиопередатчика на автомобилях 2,3 выше, чем чувствительность радиоприемника 6 и мощность передатчика 25 блоков 4, дальность включения и выключения, очередного, светильника 22 радиосигналами с автомобилей 2,3 может составить, например порядка 100 м. При этом соседние блоки 4 не будут взаимодействовать друг с другом.
Возможен также комбинированный вариант построения системы управления работой светильников 22, когда на одном столбе освещения устанавливают блоки 4, имеющие в своем составе и приемник 6 и передатчик 25, способные принимать и передавать однотипные радиосигналы 7, а на соседнем столбе освещения (или на нескольких соседних столбах освещения) устанавливают блоки 4, которые содержат только радиоприемники 6. За счет этого можно разнести в пространстве друг от друга блоки 4 с радиопередатчиками 25 на значительное расстояние (кратное их шагу установки) и повысить надежность и комфортность работы системы освещения.
При таком варианте, те блоки 4, в которых есть передатчики 25, могут выполнять дополнительную функцию - функцию ретранслятора радиосигнала 7 (27) от подъезжающих к ним автомобилей 2,3 к следующему столбу (столбам) освещения, где нет радиопередатчика 25. И за счет этого обеспечивать заблаговременное включение нескольких источников света 22 вокруг движущихся автомобилей 2,3 и большие размеры зоны 21 освещения.
Возможен вариант реализации способа и устройств, когда радиосигналы 7 и 27 формируют на одной частоте, но с разными кодами. Для системы предотвращения ослепления используют один код, а для системы управления освещением - другой код. В этом случае удается полностью исключить самовозбуждение системы управления уличным освещением за счет близко стоящих друг от друга источников света 22 с блоками 4.
Переключение режима света фар 29 с дальнего на ближний свет, в освещенных зонах 21 дороги 1, снижает вероятность ослепления встречного транспорта, сбои в работе системы видеоконтроля автоматически пилотируемого транспорта и при этом появляется дополнительный положительный эффект - происходит экономия топлива автомобилей 2,3, которое было бы израсходовано на обеспечение работы более мощных фар 29 дальнего света. За счет сокращения времени работы фар 29 дальнего света также увеличивается срок их службы.
Если автомобили 2,3 едут по неосвещенной трассе 1, где нет описанной выше системы уличного освещения, то при сближении автомобилей 2,3 ближе определенного расстояния (например, ближе 300 м), с помощью радиоприемников 28 осуществляется прием единого кодированного сигнала 7, идентифицирующего автомобиль 2 или 3 едущий с включенным дальним светом и происходит автоматическое переключение фар 29 с дальнего на ближний свет на обоих автомобилях путем обмена радиосигналами 7.
В системе, описанной в патенте РФ №2578828, радиосигналы 7 автоматически генерируются системой предотвращения ослепления, когда она включена.
Если включение системы предотвращения ослепления синхронизировано с моментом времени включения зажигания автомобиля, то автомобили 2,3 будут взаимодействовать друг с другом и с блоками 4 управления источниками, когда они включены.
Этот вариант не совсем удобен, потому, что все время в эфир будут посылаться радиосигналы 7 и практически постоянно, на выбранной частоте будут создаваться радиопомехи, которые могут затруднить работу других узлов и систем этого или соседних автомобилей 2,3.
Более рациональным можно считать алгоритм работы системы предотвращения ослепления, когда включение передатчика 24 в режим повторяющихся посылок сигналов 7 синхронизировано с временем, когда включены фары 29 дальнего света, а когда включены фары 29 ближнего света осуществляется только прослушивание эфира с последующей автоматической генерацией сигнала 7 в том случае, если будет принят сигнал 7 с другого автомобиля 2,3, на котором включены фары дальнего света 29. Для запуска в работу описанного алгоритма работы блока 4 с использованием системы предотвращения ослепления и единого радиосигнала 7, необходимо либо включать дальний свет на тех участках, где используется описанный способ включения источников света 22, либо использовать в блоке 4 дополнительный передатчик 25, который будет циклически генерировать радиосигнал 27 идентичный сигналу 7 (с тем же кодом и той же частотой) и активизировать работу передатчика 24 на автомобиле 2,3. При этом стробируемый радиоприемник 6 будет принимать только сигналы 7(27) от передатчиков 24 проезжающих мимо автомобилей 2,3, а сигналы от передатчика 25 блока 4 приниматься не будут.
С помощью этого сигнала 7, сформированного в блоке 4, можно будет активизировать работу передатчика 24 на транспортном средстве 2,3 по тому же алгоритму, что подробно описан в патенте РФ №2578828, и включать источники света 22 для освещения улицы 1 в процессе движения автомобиля 2,3 как описано выше.
После того как автомобили 2,3 разъедутся на расстояние большее, чем пороговое друг от друга, или от очередного блока 4, у них автоматически включится выбранный водителем режим работы света фар 29. Например, включатся фары 29 дальнего света (или останется включенным ближний свет). И так дальше, до очередного встречного (или попутного двигающегося) автомобиля 2, 3 (или светильника 22 с блоком управления 4).
За счет введения описанных выше радиоканалов связи 7, 27 время включения очередного источника света 22 будет соответствовать времени проезда под ним каждого транспортного средства 2,3 или перемещения иных участников движения практически при любой их скорости движения и при этом будет экономиться электроэнергия, которая тратится на освещение дорог 1, когда по ним субъекты или объекты 2,3 не движутся.
Если автомобиль 2,3 например, остановился в ночное время на обочине дороги, то место его остановки будет освещаться ближайшим источником света 22, что делает его заметным с большого расстояния и дополнительно повышает безопасность всех участников движения.
Чтобы исключить эффект моргания источника света 22 на предельной дальности, целесообразно сделать некоторую задержку выключения реле 10 света (например, порядка 1-3 сек).
По мере проезда автомобилей 2,3 под светильниками 22, они автоматически включаются в режим высокой яркости, образуя как бы синхронно бегущее со скоростью движения автомобилей 2,3 освещение дороги 1 вблизи автомобилей 2, 3. За счет этого удается обеспечивать для каждого автомобилиста комфортный режим езды с максимально возможно хорошим уличным освещением без ослепляющих эффектов.
Предложенную систему можно использовать на железнодорожном транспорте и в других областях транспорта и промышленности.
Промышленная применимость
Изобретение применимо в промышленности при производстве новых систем освещения, например автотрасс, улиц, пешеходных и велосипедных дорожек, парков и других объектов.