Способ энергосберегающего управления освещением участков автомобильных дорог
METHOD FOR ENERGY-SAVING LIGHTING CONTROL OF ROAD SECTIONS

Изобретение относится к способам автоматизированного энергосберегающего управления освещением участков автомобильных дорог с питанием от централизованной трехфазной сети переменного тока или от возобновляемых источников энергии.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ автоматизированного энергосберегающего управления освещением участков автомобильных дорог, заключающемся в управлении освещением на основе контроля освещённости и контроля движения транспортных средств на участках автомобильной дороги, в котором контролируют с помощью датчиков освещённости, установленных на определённом расстоянии по обе стороны от освещаемого участка автомобильной дороги уровень естественной освещённости, контролируют с помощью других датчиков освещённости приближение к освещаемому участку автомобильной дороги транспортного средства с включенными приборами освещения,  определяют направление движения транспортного средства, если уровень естественной освещённости равен или ниже минимального  установленного значения, при котором необходимо включать систему освещения освещаемого участка автомобильной дороги и если транспортное средство движется в сторону освещаемого участка автомобильной дороги, включают осветительные приборы системы освещения освещаемого участка автомобильной дороги, выполняют отсчёт заданного времени, необходимого для выезда транспортного средства с освещаемого участка, контролируют с помощью третьих датчиков освещённости выезд транспортного средства из освещаемого участка автомобильной дороги  (патент РФ № 2730930, МПК Н05В 47/00,  Н05В 47/10, опубл.  26.08.2020, Бюл. № 24).
Недостатком известного способа является недостаточная функциональность, связанная с тем, что способ не предусматривает возможности остановки транспортного средства на освещаемом участке на длительную стоянку и не предусматривает отключение осветительных приборов в этом случае, а также в случае, когда транспортное средство выезжает с освещаемого участка с выключенными фарами, также указанный способ не предусматривает ситуации, когда транспортное средство совершает разворот на освещаемом участке и выезжает в направлении, с которого оно на него заехало.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей способа с учётом возможности остановки транспортного средства на освещаемом участке на длительную стоянку, выезда транспортного средства с освещаемого участка с выключенными приборами освещения и ситуации, когда транспортное средство совершает разворот на освещаемом участке и выезжает в направлении, с которого оно на него заехало.
Техническим результатом изобретения является повышение функциональности способа за счёт того, что осветительное оборудование включается только при необходимости с учётом возможности остановки транспортного средства на освещаемом участке на длительную стоянку, выезда его с освещаемого участка с выключенными приборами освещения и ситуации, когда транспортное средство совершает разворот на освещаемом участке и выезжает в направлении, с которого оно на него заехало.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе энергосберегающего управления освещением участков автомобильных дорог, заключающемся в контролировании с помощью датчиков освещённости, установленных на определённом расстоянии по обе стороны от освещаемого участка автомобильной дороги, уровня естественной освещённости, контролировании с помощью других датчиков освещённости приближения к освещаемому участку автомобильной дороги транспортного средства с включенными приборами освещения,  определении направления движения транспортного средства, при уровне естественной освещённости равном или ниже минимального  установленного значения, при котором необходимо включать систему освещения освещаемого участка автомобильной дороги и если транспортное средство движется в сторону освещаемого участка автомобильной дороги, включении осветительных приборов системы освещения освещаемого участка автомобильной дороги,  согласно изобретения, выполняют отсчёт заданного времени, необходимого для выезда транспортного средства с освещаемого участка, контролируют с помощью третьих датчиков освещённости выезд транспортного средства из освещаемого участка автомобильной дороги, в том числе при его развороте на освещаемом участке и выезда в направлении, с которого оно заехало, и, если транспортное средство выезжает с освещаемого участка дороги до окончания отсчёта заданного времени,  необходимого для его выезда с освещаемого участка, то выключают осветительные приборы системы освещения освещаемого участка автомобильной дороги не дожидаясь окончания отсчёта заданного времени, если же транспортное средство не выезжает с освещаемого участка в течение заданного времени, то после окончания отсчёта этого времени делают вывод, что транспортное средство остановилось на длительную стоянку на контролируемом участке, или выехало с него с выключенными приборами освещения и выключают осветительные приборы системы освещения освещаемого участка автомобильной дороги, если после длительной стоянки на контролируемом участке транспортное средство включает приборы освещения, то факт этого определяют с помощью датчиков освещённости, установленных в зоне освещаемого участка и при этом, если уровень естественной освещённости равен или ниже минимального установленного значения, при котором необходимо включать систему освещения освещаемого участка автомобильной дороги, включают осветительные приборы системы освещения освещаемого участка дороги и вновь начинают отсчёт времени, необходимого для выезда транспортного средства с освещаемого участка, после отсчёта которого, или после выезда транспортного средства с освещаемого участка ранее окончания отсчёта этого времени, выключают осветительные приборы.
Сущность предлагаемого способа пояснена чертежом, согласно которому ТС1 – транспортное средство 1, ТС2 – транспортное средство 2, ДОФВ3 – датчик освещённости от приборов освещения (фар) на въезд в сторону освещаемого участка автомобильной дороги, ДЕО4 – датчик естественной освещённости, ДОФВы5 – датчик освещённости от фар на выезд со стороны освещаемого участка автомобильной дороги; БКО6 – блок контроля освещённости; ДОФВ7 – датчик освещённости от фар на въезд в сторону освещаемого участка автомобильной дороги; ДЕО8 – датчик естественной освещённости; ДОФВы9 – датчик освещённости от фар на выезд со стороны освещаемого участка автомобильной дороги; БКО10 – блок контроля освещённости; БУСО11 – блок управления системой освещения; ИПОП12 – источник питания осветительного прибора; БУОП13 – блок управления осветительным прибором; ОУО14 – опора уличного освещения; ОП15 – осветительный прибор; О16 – опора; О17 – опора; О18 – опора; О19 – опора; ДЕО20 – датчик естественной освещённости; ДОФ21 – датчик освещённости от фар; ДОФ22 – датчик освещённости от фар; БКО23 – блок контроля освещённости; ДЕО24 – датчик естественной освещённости; ДОФ25 – датчик освещённости от фар; ДОФ26 – датчик освещённости от фар; БКО27 – блок контроля освещённости.
Способ реализуется следующим образом.
С помощью датчиков естественной освещённости ДЭО4, ДЕО8, ДЕО20, ДЕО24 контролируется значение естественной освещённости, информация о котором подаётся в соответствующие блоки контроля освещённости БКО 6, БКО10, БКО23, БКО27. При естественной освещённости равной, или ниже заданного значения система приводится в состояние ожидания к включению. Датчиками освещённости от фар на въезд в сторону освещаемого участка автомобильной дороги ДОФВ3, ДОФВ9, датчиками освещённости от фар ДОФ22, ДОФ26, ДОФ21, ДОФ25 и датчиками освещённости от фар на выезд со стороны освещаемого участка автомобильной дороги ДОФВы5, ДОФВы7, контролируется заданный участок автомобильной дороги. При этом датчики ДОФВ3, ДОФВ9, ДОФВы5, ДОФВы7, ДОФ22, ДОФ26, ДОФ21, ДОФ25 установлены так, что могут реагировать на свет фар приближающегося к ним автомобиля на заданном расстоянии от данного автомобиля, не реагируя на естественную освещённость.  Датчики ДОФВ3, ДОФВ9, ДОФВы5 и ДОФВы7 установлены вне освещаемого участка автомобильной дороги таким образом, чтобы включение и выключение осветительных приборов системы освещения освещаемого участка автомобильной дороги не создавало дискомфорта для водителей транспортных средств. Датчики ДОФ22, ДОФ26, ДОФ21, ДОФ25 установлены в зоне освещаемого участка автомобильной дороги и предназначены для контроля включения фар транспортного средства после длительной стоянки в зоне освещаемого участка. При движении транспортного средства с включенными осветительными приборами (фарами) с любой стороны от освещаемого участка автомобильной дороги на свет фар реагирует соответствующий датчик освещённости от фар на въезд в сторону освещаемого участка автомобильной дороги ДОФВ3 или ДОФВ9. Например при движении в сторону освещаемого участка дороги транспортного средства ТС1 на свет его фар реагирует ДОФВ3, который подаёт сигнал о наличии освещённости от фар ТС1 на блок контроля освещённости БКО6. Данным блоком сигнал обрабатывается и при наличии сигнала о недостаточной естественной освещённости, поступившего с ДЕО4 на выходе БКО6 появится сигнал, который будет передан в блок управления системой освещения БУСО11. Блок БУСО11 передаст в этом случае сигнал на блок управления осветительным прибором БУОП13, который произведёт включение осветительного прибора ОП 15. При этом БУСО 11 начнёт отсчёт заданного времени, необходимого для выезда транспортного средства с освещаемого участка. При выезде ТС1 за пределы освещаемого участка автомобильной дороги до истечения заданного времени, отсчитываемого БУСО 11, на свет его фар среагирует датчик освещённости от фар на выезд со стороны освещаемого участка автомобильной дороги ДОФВы7, который передаст сигнал в блок контроля освещённости БКО10. Блок БКО 10, в свою очередь, передаст сигнал в блок БУСО11, который передаст в этом случае сигнал на блок управления осветительным прибором БУОП13, который произведёт выключение осветительного прибора ОП 15. Если ТС1 развернётся на освещаемом участке и выедет с него в направлении, в котором заехало, то на его выезд, если он происходит до момента окончания отсчёта заданного времени БУСО11, среагирует датчик ДОФВы5, передаст сигнал на БКО6, который передаст сигнал на БУСО11. БУСО11 передаст сигнал на отключение ОП15 в БУОП13. Если же ТС1 остановится на освещаемом участке на длительную стоянку с отключением фар, или будет выезжать с освещаемого участка с отключенными фарами, то отключение ОП15 произойдёт после окончания отсчёта заданного времени БУСО11.
Если во время движения ТС1 по освещаемому участку также происходит движение транспортного средства ТС2 по контролируемому участку дороги, то есть на его свет фар отреагировал датчик ДОФВ9, то, несмотря на выезд ТС1 за пределы контролируемого датчиком ДОФВы7 участка автомобильной дороги, выключения осветительного прибора ОП15 не произойдёт, так как в этом случае блок БУСО11 не будет формировать сигнал на его выключение. То же самое будет при въезде на контролируемый участок другого транспортного средства в том же направлении, что и ТС1, или ТС2, но после них в то время, когда они ещё движутся по освещаемому участку. Таким образом, если происходит движение на контролируемом участке автомобильной дороги, то отключения осветительного прибора не происходит.
Если ТС1, или ТС2 совершают длительную стоянку с отключением фар на освещаемом участке, то, после включения ими фар, на это среагирует один из датчиков ДОФ 21, ДОФ22, ДОФ25, или ДОФ26, передав сигнал на включение ОП15 в БКО23, или В БКО27 и далее в БУСО11. Если в это время уровень естественной освещённости равен, или ниже заданному, то ОП15 включится. БУСО11 при этом также начнёт отсчёт времени, необходимого для выезда транспортного средства с освещаемого участка.
На чертеже показан для примера только один осветительный прибор системы освещения освещаемого участка автомобильной дороги. В случае установки большего количества осветительных приборов их автоматизация происходит аналогично описанному, сигнал с блока БУСО11 в этом случае передаётся на все соответствующие блоки управления осветительными приборами. Источником питания осветительного прибора может являться как линия электропередачи, подающая питание от централизованного источника электроснабжения, например, от трансформаторной подстанции, так и другой источник, например, возобновляемый, в том числе фотоэлектрическая, ветроэлектрическая установка или другой источник, накопитель электроэнергии.
Применение предлагаемого способа позволяет осуществлять энергосбережение при освещении участков автомобильных дорог за счёт включения осветительных приборов системы освещения освещаемых участков автомобильных дорог только при необходимости, то есть только при движении в сторону освещаемого участка и по освещаемому участку транспортных средств. При этом учитываются ситуации разворота и длительной стоянки транспортных средств на освещаемом участке. Также применение способа позволяет сохранять ресурс оборудования системы освещения освещаемого участка и системы электроснабжения данной системы освещения. В случае питания осветительных приборов системы освещения от возобновляемых источников энергии способ позволяет уменьшить ёмкость аккумуляторных батарей или других накопителей энергии, необходимых для питания осветительных приборов в то время, когда питание непосредственно от возобновляемого источника энергии невозможно по какой-либо, причине, например, в тёмное время суток от фотоэлектрической установки. Применение способа, таким образом, повышает энергоэффективность систем освещения участков автомобильных дорог.