Yhdistetyt älykaupungit tuovat kauniita unia.Tällaisissa kaupungeissa digitaaliteknologiat yhdistävät useita ainutlaatuisia kansalaistoimintoja parantaakseen toiminnan tehokkuutta ja älykkyyttä.On arvioitu, että vuoteen 2050 mennessä 70 prosenttia maailman väestöstä asuu älykkäissä kaupungeissa, joissa elämä on terveellistä, onnellista ja turvallista.Ratkaisevaa on, että se lupaa olla vihreä, ihmiskunnan viimeinen valttikortti planeetan tuhoamista vastaan.
Mutta älykkäät kaupungit ovat kovaa työtä.Uudet teknologiat ovat kalliita, paikallishallinto on rajoittunutta ja politiikka siirtyy lyhyisiin vaalisykliin, mikä vaikeuttaa erittäin toimivan ja taloudellisesti tehokkaan keskitetyn teknologian käyttöönottomallin saavuttamista, jota käytetään uudelleen kaupunkialueilla maailmanlaajuisesti tai kansallisesti.Itse asiassa useimmat otsikoiden johtavista älykkäistä kaupungeista ovat oikeastaan vain kokoelma erilaisia teknologiakokeita ja alueellisia sivuprojekteja, joiden laajentumista on vähän odotettavissa.
Katsotaanpa roska-astioita ja parkkipaikkoja, jotka ovat älykkäitä antureineen ja analytiikan avulla;Tässä yhteydessä sijoitetun pääoman tuottoa (ROI) on vaikea laskea ja standardoida, varsinkin kun valtion virastot ovat niin hajanaisia (julkisten virastojen ja yksityisten palvelujen välillä sekä kaupunkien, kaupunkien, alueiden ja maiden välillä).Katso ilmanlaadun seurantaa;Kuinka on helppo laskea puhtaan ilman vaikutus kaupungin terveyspalveluihin?Loogisesti älykkäitä kaupunkeja on vaikea toteuttaa, mutta myös vaikea kieltää.
Digitaalisen muutoksen sumussa on kuitenkin valon pilkahdus.Katuvalaistus kaikissa kunnallisissa palveluissa tarjoaa kaupungeille alustan ensimmäistä kertaa älykkäiden toimintojen hankkimiseen ja useiden sovellusten yhdistämiseen.Katso erilaisia älykkäitä katuvalaistusprojekteja, joita toteutetaan San Diegossa Yhdysvalloissa ja Kööpenhaminassa Tanskassa, ja niiden määrä on kasvussa.Näissä hankkeissa yhdistetään antureita ja modulaarisia laitteistoyksiköitä, jotka on kiinnitetty valaisinpylväisiin, jotta valaistus voidaan kauko-ohjata ja suorittaa muita toimintoja, kuten liikennelaskurit, ilmanlaadun valvontalaitteet ja jopa aseilmaisimia.
Valopylvään korkeudelta kaupungit ovat alkaneet käsitellä kaupungin "elävyyttä" kaduilla, mukaan lukien liikenteen sujuvuus ja liikkuvuus, melu ja ilmansaasteet sekä uusia liiketoimintamahdollisuuksia.Jopa pysäköintianturit, jotka on perinteisesti haudattu parkkipaikoille, voidaan liittää edullisesti ja tehokkaasti valaistusinfrastruktuuriin.Kokonaisia kaupunkeja voidaan yhtäkkiä verkottaa ja optimoida kaivamatta katuja tai vuokraamatta tilaa tai ratkaisematta abstrakteja laskentaongelmia terveellisemmästä elämästä ja turvallisemmista kaduista.
Tämä toimii, koska valtaosin älykkäitä valaistusratkaisuja ei lasketa aluksi älykkäiden ratkaisujen säästöihin.Sen sijaan kaupunkien digitaalisen vallankumouksen elinkelpoisuus on satunnainen seuraus valaistuksen samanaikaisesta kehityksestä.
Energiansäästö, joka saadaan korvaamalla hehkulamput solid-state LED-valaistukseen, sekä helposti saatavilla olevat virtalähteet ja laaja valaistusinfrastruktuuri tekevät älykkäistä kaupungeista mahdollisia.
LED-muunnosvauhti on jo tasainen, ja älykäs valaistus kukoistaa.Älykkään infrastruktuuri-analyytikon Northeast Groupin mukaan noin 90 % maailman 363 miljoonasta katuvalosta tulee valaistuksi ledeillä vuoteen 2027 mennessä.Kolmannes heistä ajaa myös älysovelluksia, mikä alkoi muutama vuosi sitten.Kunnes merkittävää rahoitusta ja suunnitelmia julkaistaan, katuvalaistus soveltuu parhaiten erilaisten digitaalisten teknologioiden verkkoinfrastruktuuriksi suurissa älykaupungeissa.
Säästä LED-kuluja
Valaisin- ja anturivalmistajien ehdottamien peukalosääntöjen mukaan älyvalaistus voi vähentää infrastruktuuriin liittyviä hallinto- ja ylläpitokustannuksia 50–70 prosenttia.Mutta suurin osa näistä säästöistä (noin 50 prosenttia, riittää vaikuttamaan) voitaisiin saavuttaa yksinkertaisesti vaihtamalla energiatehokkaisiin LED-lamppuihin.Loput säästöt syntyvät valaisimien liittämisestä ja ohjaamisesta sekä älykkään tiedon välittämisestä niiden toiminnasta valaistusverkossa.
Pelkästään keskitetyt säädöt ja havainnot voivat vähentää ylläpitokustannuksia merkittävästi.On monia tapoja, ja ne täydentävät toisiaan: aikataulutus, kausiohjaus ja ajoituksen säätö;Vikadiagnoosia ja huoltoautojen vähentynyt käyntimäärä.Vaikutus kasvaa valaistusverkoston koon myötä ja palaa takaisin alkuperäiseen ROI-tapaukseen.Markkinoiden mukaan tämä lähestymistapa maksaa itsensä takaisin noin viidessä vuodessa, ja sillä on potentiaalia maksaa itsensä takaisin lyhyemmässä ajassa sisällyttämällä "pehmeämmät" älykaupunkikonseptit, kuten pysäköintianturit, liikennevalvontalaitteet, ilmanlaadun valvonta ja aseilmaisimet. .
Markkina-analyytikko Guidehouse Insights seuraa yli 200 kaupunkia muutosvauhdin mittaamiseksi;Sen mukaan neljännes kaupungeista ottaa käyttöön älykkäitä valaistusjärjestelmiä.Älykkäiden järjestelmien myynti on huimassa nousussa.ABI Research laskee, että globaalit tulot kymmenkertaistuvat 1,7 miljardiin dollariin vuoteen 2026 mennessä. Maapallon "lamppuhetki" on tällainen;Katuvalaistusinfrastruktuuri, joka liittyy läheisesti ihmisen toimintaan, on tie eteenpäin älykkäiden kaupunkien alustana laajemmassa kontekstissa.ABI sanoi, että jo vuonna 2022 yli kaksi kolmasosaa uusista katuvalaistusasennuksista liitetään keskitettyyn hallintaalustaan integroimaan dataa useista älykkäiden kaupunkien antureista.
ABI Researchin pääanalyytikko Adarsh Krishnan sanoi: "Älykkäiden kaupunkien toimittajilla on paljon enemmän liiketoimintamahdollisuuksia, jotka hyödyntävät kaupunkien valopylväiden infrastruktuuria ottamalla käyttöön langattoman yhteyden, ympäristöanturit ja jopa älykameroita.Haasteena on löytää elinkelpoisia liiketoimintamalleja, jotka rohkaisevat yhteiskuntaa ottamaan käyttöön monianturiratkaisuja mittakaavassa kustannustehokkaalla tavalla.
Kysymys ei ole enää siitä, muodostaako yhteyden, vaan miten ja kuinka paljon muodostaa yhteys.Kuten Krishnan huomauttaa, osa tästä liittyy liiketoimintamalleihin, mutta rahaa virtaa jo älykkäisiin kaupunkeihin yleishyödyllisten yritysten yksityistämisen (PPP) kautta, jossa yksityiset yritykset ottavat taloudellisia riskejä vastineeksi menestyksestä riskipääoman alalla.Tilauspohjaiset "as-a-service" -sopimukset jakavat investoinnit takaisinmaksuajalle, mikä myös vauhditti toimintaa.
Sen sijaan katuvaloja Euroopassa yhdistetään perinteisiin hunajakennoverkkoihin (tyypillisesti 2G–LTE (4G)) sekä uuteen HONEYCOMB Iot -standardilaitteeseen, LTE-M.Myös patentoitu ultra-kapeakaista (UNB) -tekniikka on tulossa peliin, Zigbee, pieni virrankulutuksen Bluetooth ja IEEE 802.15.4 -johdannaiset.
Bluetooth Technology Alliance (SIG) korostaa erityisesti älykkäitä kaupunkeja.Ryhmä ennustaa, että pienitehoisen Bluetoothin toimitukset älykaupungeissa viisinkertaistuvat seuraavan viiden vuoden aikana, 230 miljoonaan vuodessa.Useimmat niistä liittyvät omaisuuden seurantaan julkisilla paikoilla, kuten lentokentillä, stadioneilla, sairaaloissa, ostoskeskuksissa ja museoissa.Pienitehoinen Bluetooth on kuitenkin suunnattu myös ulkoverkkoihin."Omaisuudenhallintaratkaisu parantaa älykkään kaupungin resurssien käyttöä ja auttaa vähentämään kaupunkien käyttökustannuksia", Bluetooth Technology Alliance sanoi.
Kahden tekniikan yhdistelmä on parempi!
Jokaisella tekniikalla on kuitenkin kiistansa, joista osa on ratkaistu keskustelussa.Esimerkiksi UNB ehdottaa tiukempia rajoituksia hyötykuormille ja toimitusaikatauluille ja sulkee pois rinnakkaistuen useille anturisovelluksille tai sovelluksille, kuten kameroille, jotka vaativat sitä.Lyhyen kantaman tekniikka on halvempaa ja tarjoaa suuremman suorituskyvyn valaistuksen kehittämiseen alustana.Tärkeää on, että niillä voi olla myös varmuuskopiointi, jos WAN-signaali katkeaa, ja ne voivat tarjota teknikoille keinon lukea antureita suoraan virheenkorjausta ja diagnostiikkaa varten.Esimerkiksi vähätehoinen Bluetooth toimii lähes kaikkien markkinoilla olevien älypuhelimien kanssa.
Vaikka tiheämpi verkko voi parantaa kestävyyttä, sen arkkitehtuuri muuttuu monimutkaiseksi ja asettaa korkeamman energiantarpeen yhteenliitetyille point-to-point-antureille.Myös lähetysalue on ongelmallinen;Peittoalue Zigbeellä ja Low-power Bluetoothilla on korkeintaan vain muutama sata metriä.Vaikka monet lyhyen kantaman tekniikat ovat kilpailukykyisiä ja sopivat hyvin verkkopohjaisiin, naapurimaiden laajuisiin antureihin, ne ovat suljettuja verkkoja, jotka viime kädessä edellyttävät yhdyskäytävien käyttöä signaalien lähettämiseksi takaisin pilveen.
Hunajakennoliitäntä lisätään yleensä loppuun.Älyvalaistuksen myyjien trendi on käyttää pisteestä pilveen hunajakennoyhteyttä tarjotakseen 5–15 kilometrin etäisyyden yhdyskäytävän tai anturilaitteen peittoalueen.Mehiläispesätekniikka tuo suuren siirtoalueen ja yksinkertaisuuden;Se tarjoaa myös valmiin verkkoyhteyden ja korkeamman suojaustason Hive-yhteisön mukaan.
Neill Young, Internet of Things Verticalin johtaja GSMA:sta, mobiiliverkko-operaattoreita edustavasta toimialajärjestöstä, sanoi: "Action-operaattorit… kattavat koko alueen, joten kaupunkien valaistuslaitteiden ja antureiden yhdistäminen ei vaadi lisäinfrastruktuuria. .Lisensoidussa spektrissä hunajakennoverkolla on turvallisuus ja luotettavuus, mikä tarkoittaa, että operaattorilla on parhaat olosuhteet, se pystyy tukemaan monia tarpeita paljon pidemmän akun käyttöiän ja minimaalisen huollon sekä pitkän halpalaitteiden lähetysetäisyyden.
Kaikista saatavilla olevista yhteysteknologioista HONEYCOMB tulee näkemään suurimman kasvun tulevina vuosina ABI:n mukaan.5G-verkkoja koskeva suhina ja 5G-infrastruktuurin isännöintiä koskeva ryntäys on saanut operaattoreita tarttumaan valopylvääseen ja täyttämään pienet kennoyksiköt kaupunkiympäristöissä.Yhdysvalloissa Las Vegas ja Sacramento ottavat käyttöön LTE:tä ja 5G:tä sekä älykkäitä kaupunkiantureita katuvaloissa operaattorien AT&T:n ja Verizonin kautta.Hongkong on juuri julkistanut suunnitelman asentaa 400 5G-yhteensopivaa lyhtypylvää osana Smart City -aloitetta.
Tiukka laitteiston integrointi
Nielsen lisäsi: "Nordic tarjoaa monimuotoisia lyhyen ja pitkän kantaman tuotteita, joiden nRF52840 SoC tukee pienitehoista Bluetoothia, Bluetooth Meshiä ja Zigbeeä sekä Thread- ja patentoituja 2,4 GHz:n järjestelmiä.Nordicin Honeycomb-pohjainen nRF9160 SiP tarjoaa sekä LTE-M- että NB-iot-tuen.Kahden teknologian yhdistelmä tuo suorituskykyä ja kustannusetuja."
Taajuuserottelu mahdollistaa näiden järjestelmien rinnakkaiselon, jolloin edellinen toimii luvattomalla 2,4 GHz:n kaistalla ja jälkimmäinen kaikkialla missä LTE sijaitsee.Matalilla ja korkeammilla taajuuksilla on olemassa kompromissi laajemman alueen peiton ja suuremman siirtokapasiteetin välillä.Mutta valaistusalustoissa lyhyen kantaman langatonta tekniikkaa käytetään tyypillisesti antureiden yhdistämiseen, reunalaskentatehoa käytetään havainnointiin ja analysointiin, ja hunajakennoa käytetään tietojen lähettämiseen takaisin pilveen sekä anturien ohjaukseen korkeampaa ylläpitoa varten.
Toistaiseksi lyhyen ja pitkän kantaman radiopari on lisätty erikseen, eikä niitä ole rakennettu samaan piisiruun.Joissakin tapauksissa komponentit erotetaan toisistaan, koska valaisimen, anturin ja radion viat ovat erilaisia.Kahden radion integroiminen yhdeksi järjestelmään johtaa kuitenkin tiiviimpään teknologiaintegraatioon ja alhaisempiin hankintakustannuksiin, mikä on älykkäiden kaupunkien keskeisiä näkökohtia.
Nordic uskoo, että markkinat ovat menossa tähän suuntaan.Yritys on integroinut lyhyen kantaman langattomat ja hunajakennoiset IoT-yhteysteknologiat laitteistoihin ja ohjelmistoihin kehittäjätasolla, jotta ratkaisujen valmistajat voivat käyttää paria samanaikaisesti testisovelluksissa.Nordicin DK-kortti nRF9160 SiP:lle on suunniteltu kehittäjille "saamaan Honeycomb iot -sovelluksensa toimimaan";Nordic Thingy:91:tä on kuvailtu "täysarvoiseksi valmiiksi yhdyskäytäväksi", jota voidaan käyttää valmiina prototyyppialustana tai konseptin todisteena varhaisessa tuotesuunnittelussa.
Molemmissa on monimuotoinen hunajakenno nRF9160 SiP ja usean protokollan lyhyen kantaman nRF52840 SoC.Sulautetut järjestelmät, jotka yhdistävät kaksi teknologiaa kaupallisiin IoT-käyttöönottoihin, ovat Nordicin mukaan vain "kuukausien" päässä kaupallistamisesta.
Nordic Nielsen sanoi: "älykäs kaupunkivalaistusalusta on perustettu kaikki tämä yhteystekniikka;markkinoilla on erittäin selkeästi kuinka yhdistää ne yhteen, olemme tarjonneet ratkaisuja valmistajien kehityslautakunnalle testaamaan, kuinka ne toimivat yhdessä.Niiden yhdistäminen liiketoimintaratkaisuiksi on välttämätöntä, vain ajan kysymyksessä.
Postitusaika: 29.3.2022