Giữa làn sóng phát triển thành phố thông minh, đèn đường LED đang trải qua quá trình nâng cấp chuyển đổi từ "chiếu sáng đơn giản" sang "tương tác thông minh". Trọng tâm của sự chuyển đổi này là hệ thống điều khiển thông minh. Được hỗ trợ bởi các công nghệ như Internet vạn vật (IoT), cảm biến và điện toán đám mây, các hệ thống này cho phép đèn đường vượt qua chức năng "phát sáng" cơ bản của chúng, trở thành các nút quan trọng kết nối quản lý đô thị, bảo tồn năng lượng và dịch vụ công cộng — định hình lại giá trị sinh thái của chiếu sáng ngoài trời.
I. Cốt lõi kỹ thuật của điều khiển thông minh: Sức mạnh tổng hợp của cảm biến, kết nối và ra quyết định
Hoạt động của hệ thống điều khiển thông minh đèn đường LED dựa trên sự hợp tác hiệu quả của "kiến trúc ba lớp":
Lớp cảm biến: Cột đèn được trang bị các thiết bị tích hợp như cảm biến ánh sáng, cảm biến radar vi sóng và cảm biến hồng ngoại thụ động để thu thập dữ liệu môi trường theo thời gian thực — chẳng hạn như cường độ ánh sáng (để phân biệt điều kiện ngày / đêm hoặc nhiều mây / nắng), lưu lượng giao thông đường bộ / người đi bộ (để xác định tắc nghẽn hoặc trạng thái trống) và thậm chí cả các thông số môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và PM2.5. Dữ liệu này tạo nền tảng cho các điều chỉnh tiếp theo.
Lớp mạng: Sử dụng các công nghệ truyền thông không dây như LoRa, NB-IoT và 4G / 5G, dữ liệu được thu thập bởi lớp cảm biến được truyền đến nền tảng quản lý đám mây. Đồng thời, các lệnh điều khiển từ nền tảng được nhận, cho phép trao đổi dữ liệu "đám mây nhẹ" hai chiều với độ trễ phản hồi được kiểm soát trong vòng vài giây.
Lớp ứng dụng: Nền tảng đám mây sở hữu khả năng lưu trữ, phân tích và ra quyết định dữ liệu. Dựa trên các chiến lược đặt trước (ví dụ: khoảng thời gian, ngưỡng lưu lượng người đi bộ) hoặc thao tác thủ công của nhân viên quản lý, nó tự động tạo ra các lệnh để làm mờ, phát hiện lỗi, thống kê dữ liệu, v.v., cho phép điều khiển chính xác các đèn riêng lẻ hoặc nhóm đèn đường.
II. Bốn chức năng cốt lõi: Giảm chi phí toàn diện và nâng cao hiệu quả, từ tiết kiệm năng lượng đến bảo trì
Dynamic Dimming: Phân bổ mức tiêu thụ năng lượng "theo yêu cầu"
Đèn đường truyền thống hoạt động ở chế độ "độ sáng liên tục suốt đêm", chạy hết công suất bất kể sự hiện diện của xe cộ hay người đi bộ, dẫn đến lãng phí năng lượng đáng kể. Hệ thống điều khiển thông minh cho phép "làm mờ theo yêu cầu":Vào lúc hoàng hôn hoặc bình minh khi ánh sáng tự nhiên yếu, độ sáng được tự động điều chỉnh đến 70% -80% để đáp ứng nhu cầu chiếu sáng cơ bản.
Vào đêm muộn (ví dụ: 11:00 PM – 5:00 AM), khi giao thông giảm đáng kể, độ sáng giảm xuống còn 30%-50%, tránh lãng phí năng lượng từ việc "thắp sáng những con đường vắng".
Khi radar phát hiện các phương tiện hoặc người đi bộ đang đến gần, độ sáng có thể nhanh chóng tăng lên 100% trong vòng 1-2 giây, đảm bảo đi qua an toàn và giảm dần sau khi họ đi qua.
Ước tính cho thấy mô hình làm mờ động này có thể giảm tiêu thụ năng lượng từ 40%-60% so với đèn đường truyền thống, cắt giảm đáng kể chi phí điện đô thị theo thời gian.
Bảo trì từ xa: Loại bỏ sự kém hiệu quả của "Kiểm tra thủ công"
Bảo trì đèn đường truyền thống dựa vào việc tuần tra và kiểm tra thủ công, tốn nhiều thời gian và công sức (đặc biệt là ở vùng sâu vùng xa hoặc mạng lưới đường bộ phức tạp) và thường dẫn đến việc phát hiện lỗi chậm trễ, ảnh hưởng đến an toàn giao thông. Hệ thống điều khiển thông minh cho phép "bảo trì từ xa và tự động":Nền tảng đám mây giám sát các thông số hoạt động theo thời gian thực như điện áp, dòng điện và công suất cho từng đèn đường. Nếu xảy ra các lỗi như đoản mạch, quá tải hoặc phân rã ánh sáng quá mức (độ sáng dưới 70% giá trị ban đầu), hệ thống sẽ kích hoạt cảnh báo và định vị chính xác cột đèn (với biên độ sai số không quá 5 mét).
Hỗ trợ "chẩn đoán và sửa chữa" từ xa. Các lỗi đơn giản (ví dụ: bất thường thông số phần mềm) có thể được giải quyết trực tiếp thông qua các lệnh nền tảng mà không cần nhân viên tại chỗ. Đối với các lỗi phức tạp, các lệnh bảo trì được tạo và giao cho các kỹ thuật viên gần đó, giảm đáng kể thời gian sửa chữa (từ 24-48 giờ truyền thống xuống còn 2-4 giờ) và giảm chi phí lao động.
Phản hồi dữ liệu: Cung cấp hỗ trợ ra quyết định cho quản lý đô thị
Dữ liệu được thu thập bởi hệ thống điều khiển thông minh - chẳng hạn như lưu lượng giao thông, lưu lượng người đi bộ và các thông số môi trường - có thể được chuyển đổi thành thông tin chi tiết có giá trị cho quản lý đô thị:Dữ liệu lưu lượng giao thông có thể phân tích thời gian tắc nghẽn và đoạn đường, hỗ trợ các bộ phận giao thông vận tải tối ưu hóa thời gian tín hiệu giao thông hoặc lập kế hoạch chiến lược quản lý giao thông.
Dữ liệu lưu lượng người đi bộ có thể được sử dụng để thống kê hành khách trong các khu thương mại, danh lam thắng cảnh và các khu vực khác, hỗ trợ bố trí kinh doanh hoặc bố trí cơ sở dịch vụ công cộng.
Dữ liệu môi trường như PM2.5, nhiệt độ và độ ẩm có thể bổ sung cho mạng lưới giám sát chất lượng không khí đô thị, giúp các bộ phận môi trường nắm bắt các điều kiện môi trường khu vực trong thời gian thực.
Mở rộng chức năng: Từ "đèn đường" đến "cột đa chức năng"
Tận dụng khả năng tương thích của hệ thống điều khiển thông minh, cột đèn đường LED có thể tích hợp thêm các chức năng dịch vụ công cộng, trở thành "cột đa chức năng thành phố thông minh":Được trang bị cọc sạc để cung cấp sạc bên đường cho xe điện.
Được trang bị các mô-đun phát sóng khẩn cấp để chuyển tiếp thông tin cảnh báo sớm trong các thảm họa hoặc trường hợp khẩn cấp công cộng.
Được lắp đặt camera giám sát video để hỗ trợ tuần tra an ninh công cộng và tăng cường an toàn công cộng.
Giao diện trạm gốc vi mô 5G dành riêng để cung cấp các nhà cung cấp dịch vụ triển khai chi phí thấp cho vùng phủ sóng mạng 5G đô thị (loại bỏ nhu cầu về các tháp trạm gốc riêng biệt).
III. Kịch bản thực hiện: Từ đường đô thị đến các khu chuyên ngành, thích ứng với nhu cầu đa dạng
Điều khiển thông minh đèn đường LED đã được áp dụng rộng rãi trong các tình huống khác nhau:
Đường huyết mạch đô thị: Làm mờ động dựa trên cân bằng luồng giao thông, tiết kiệm năng lượng và an toàn giao thông. Ví dụ, sau khi nâng cấp các tuyến đường huyết mạch ở các thành phố như Bắc Kinh và Thượng Hải, tiết kiệm chi phí điện hàng năm cho một con đường đã vượt quá một triệu nhân dân tệ.
Cộng đồng và cơ sở: Điều chỉnh độ sáng dựa trên lưu lượng người đi bộ làm giảm sự xáo trộn cho cư dân vào đêm khuya, trong khi giám sát video và phát sóng khẩn cấp tăng cường quản lý an toàn cộng đồng.
Danh lam thắng cảnh và đường nông thôn: Các khu danh lam thắng cảnh xa xôi áp dụng các giải pháp điều khiển thông minh chạy bằng năng lượng mặt trời, sử dụng cảm biến ánh sáng và chuyển động để đạt được ánh sáng "không người lái", tiết kiệm chi phí điện lưới và đảm bảo đi lại an toàn vào ban đêm cho khách du lịch.
Đường hầm và cầu: Làm mờ dần dần ở lối vào đường hầm, đồng bộ với cảm biến ánh sáng, ngăn chặn các điểm mù thị giác do thay đổi ánh sáng đột ngột khi xe ra vào đường hầm, nâng cao độ an toàn khi lái xe.
IV. Xu hướng tương lai: Thông minh hơn, xanh hơn và tích hợp hơn
Với những tiến bộ công nghệ, điều khiển thông minh đèn đường LED sẽ phát triển theo ba hướng:
Ra quyết định tự động hỗ trợ AI: Được tích hợp với các thuật toán trí tuệ nhân tạo, hệ thống có thể tự động tìm hiểu nhu cầu chiếu sáng của các tình huống khác nhau (ví dụ: thay đổi lưu lượng giao thông trong các ngày lễ, thay đổi theo mùa trong thời lượng ánh sáng ban ngày), đạt được độ mờ "tự tối ưu hóa" mà không cần các chiến lược đặt trước thủ công.
Tích hợp "Lưu trữ nhẹ-Sạc": Kết hợp các tấm pin mặt trời và pin lưu trữ năng lượng với điều khiển thông minh cho phép "lưu trữ năng lượng vào ban ngày và xả vào ban đêm", đồng thời cung cấp năng lượng cho các cọc sạc. Điều này tạo ra một vòng lặp khép kín của "năng lượng mới + chiếu sáng + sạc", giảm hơn nữa sự phụ thuộc vào lưới điện truyền thống.
Cộng tác giữa các hệ thống: Tích hợp sâu với hệ thống quản lý giao thông đô thị, hệ thống chỉ huy khẩn cấp, hệ thống quan trắc môi trường. Ví dụ, khi đèn đường phát hiện tai nạn giao thông, chúng có thể tự động tăng độ sáng ở khu vực xung quanh và đồng thời gửi vị trí tai nạn đến các sở giao thông, cho phép "phản ứng phối hợp đa hệ thống".
Từ "thắp sáng" đến "thông minh", điều khiển thông minh đèn đường LED không chỉ đơn thuần là nâng cấp công nghệ cho chiếu sáng ngoài trời mà còn là "điểm vào chi phí thấp" để phát triển thành phố thông minh. Với đầu tư cơ sở hạ tầng tối thiểu, nó mở ra nhiều giá trị — tiết kiệm năng lượng, cải thiện hiệu quả bảo trì và mở rộng các dịch vụ công cộng — làm cho mọi đèn đường trong thành phố trở thành "điểm cuối thần kinh" soi sáng con đường dẫn đến một tương lai thông minh.
