ქუჩის განათება იდეალურ პლატფორმას წარმოადგენს ურთიერთდაკავშირებული ჭკვიანი ქალაქებისთვის

ურთიერთდაკავშირებული ჭკვიანი ქალაქები ულამაზეს ოცნებებს აცოცხლებს. ასეთ ქალაქებში ციფრული ტექნოლოგიები მრავალ უნიკალურ სამოქალაქო ფუნქციას აერთიანებს ოპერაციული ეფექტურობისა და ინტელექტის გასაუმჯობესებლად. ვარაუდობენ, რომ 2050 წლისთვის მსოფლიოს მოსახლეობის 70% ჭკვიან ქალაქებში იცხოვრებს, სადაც ცხოვრება ჯანსაღი, ბედნიერი და უსაფრთხო იქნება. რაც მთავარია, ის გპირდებათ, რომ ის მწვანე იქნება, კაცობრიობის უკანასკნელი კოზირი პლანეტის განადგურების წინააღმდეგ.

თუმცა, ჭკვიანი ქალაქები შრომატევადი საქმეა. ახალი ტექნოლოგიები ძვირია, ადგილობრივი თვითმმართველობები შეზღუდულია და პოლიტიკა მოკლე არჩევნების ციკლებზე გადადის, რაც ართულებს მაღალოპერაციული და ფინანსურად ეფექტური ცენტრალიზებული ტექნოლოგიების განლაგების მოდელის მიღწევას, რომელიც ხელახლა გამოიყენება ურბანულ რაიონებში გლობალურად ან ეროვნულ დონეზე. სინამდვილეში, სათაურებში მოხსენიებული წამყვანი ჭკვიანი ქალაქების უმეტესობა სინამდვილეში მხოლოდ სხვადასხვა ტექნოლოგიური ექსპერიმენტებისა და რეგიონული გვერდითი პროექტების ერთობლიობაა, რომელთა გაფართოებაც ნაკლებად მოსალოდნელია.

მოდით განვიხილოთ ნაგვის კონტეინერები და ავტოსადგომები, რომლებიც ჭკვიანია სენსორებითა და ანალიტიკით; ამ კონტექსტში, ინვესტიციის ანაზღაურების (ROI) გამოთვლა და სტანდარტიზაცია რთულია, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც სამთავრობო უწყებები ასე ფრაგმენტირებულია (საჯარო უწყებებსა და კერძო სამსახურებს შორის, ასევე ქალაქებს, რეგიონებსა და ქვეყნებს შორის). განვიხილოთ ჰაერის ხარისხის მონიტორინგი; როგორ არის მარტივი სუფთა ჰაერის გავლენის გამოთვლა ქალაქში ჯანდაცვის სერვისებზე? ლოგიკურად, ჭკვიანი ქალაქების განხორციელება რთულია, მაგრამ ასევე რთულია მათი უარყოფა.

თუმცა, ციფრული ცვლილებების ნისლში სინათლის სხივი ჩანს. ყველა მუნიციპალურ სერვისში ქუჩის განათება ქალაქებს პლატფორმას აძლევს, რათა პირველად შეიძინონ ჭკვიანი ფუნქციები და გააერთიანონ მრავალი გამოყენება. შეხედეთ აშშ-ს სან დიეგოსა და დანიის კოპენჰაგენში განხორციელებულ სხვადასხვა ჭკვიანი ქუჩის განათების პროექტებს და მათი რიცხვი იზრდება. ეს პროექტები აერთიანებს სენსორების მასივებს მოდულური აპარატურით, რომლებიც დამაგრებულია განათების ბოძებზე, რაც საშუალებას იძლევა დისტანციურად აკონტროლონ თავად განათება და გაუშვან სხვა ფუნქციები, როგორიცაა საგზაო მოძრაობის მრიცხველები, ჰაერის ხარისხის მონიტორები და იარაღის დეტექტორებიც კი.

განათების ბოძების სიმაღლიდან მოყოლებული, ქალაქებმა დაიწყეს ქუჩებში ქალაქის „საცხოვრებლად ვარგისიანობის“ საკითხების მოგვარება, მათ შორის მოძრაობის ნაკადისა და მობილობის, ხმაურისა და ჰაერის დაბინძურების, ასევე ახალი ბიზნეს შესაძლებლობების ჩათვლით. პარკირების სენსორებიც კი, რომლებიც ტრადიციულად ავტოსადგომებზეა ჩამარხული, შეიძლება იაფად და ეფექტურად დაუკავშირდეს განათების ინფრასტრუქტურას. მთელი ქალაქები შეიძლება მოულოდნელად ქსელში გაერთიანდეს და ოპტიმიზირებული იყოს ქუჩების გათხრის, სივრცის დაქირავების ან უფრო ჯანსაღი ცხოვრებისა და უსაფრთხო ქუჩების შესახებ აბსტრაქტული გამოთვლითი პრობლემების გადაჭრის გარეშე.

ეს მუშაობს, რადგან, უმეტესწილად, ჭკვიანი განათების გადაწყვეტილებები თავდაპირველად არ არის გათვლილი ჭკვიანი გადაწყვეტილებებით მიღებულ დანაზოგზე ფსონის დადებით. ამის ნაცვლად, ურბანული ციფრული რევოლუციის სიცოცხლისუნარიანობა განათების ერთდროული განვითარების შემთხვევითი შედეგია.

ინკანდესენტური ნათურების მყარი მდგომარეობის LED განათებით ჩანაცვლებით მიღებული ენერგიის დაზოგვა, ადვილად ხელმისაწვდომ დენის წყაროებთან და ფართო განათების ინფრასტრუქტურასთან ერთად, „ჭკვიან ქალაქებს“ შესაძლებელს ხდის.

LED განათებაზე გადასვლის ტემპი ისედაც სტაბილურია, ხოლო ჭკვიანი განათება სწრაფად ვითარდება. ჭკვიანი ინფრასტრუქტურის ანალიტიკოსის, Northeast Group-ის მონაცემებით, მსოფლიოში არსებული 363 მილიონი ქუჩის ნათურიდან დაახლოებით 90% 2027 წლისთვის LED ნათურებით განათდება. მათი მესამედი ასევე ჭკვიან აპლიკაციებსაც გამოიყენებს, რაც რამდენიმე წლის წინ დაიწყო. სანამ მნიშვნელოვანი დაფინანსება და ნახაზები არ გამოქვეყნდება, ქუჩის განათება საუკეთესოდ შეეფერება სხვადასხვა ციფრული ტექნოლოგიების ქსელურ ინფრასტრუქტურას მასშტაბური ჭკვიანი ქალაქებისთვის.

დაზოგეთ LED-ის ღირებულება

განათებისა და სენსორების მწარმოებლების მიერ შემოთავაზებული ზოგადი წესების თანახმად, ჭკვიან განათებას შეუძლია ინფრასტრუქტურასთან დაკავშირებული ადმინისტრაციული და ტექნიკური მომსახურების ხარჯები 50-70 პროცენტით შეამციროს. თუმცა, ამ დანაზოგის უმეტესი ნაწილი (დაახლოებით 50 პროცენტი, საკმარისია ცვლილებების შესატანად) შეიძლება განხორციელდეს უბრალოდ ენერგოეფექტურ LED ნათურებზე გადასვლით. დანარჩენი დანაზოგი მოდის განათების მოწყობილობების მიერთებითა და კონტროლით, ასევე მათი მუშაობის შესახებ ინტელექტუალური ინფორმაციის განათების ქსელში გადაცემით.

მხოლოდ ცენტრალიზებულ კორექტირებასა და დაკვირვებას შეუძლია მნიშვნელოვნად შეამციროს ტექნიკური მომსახურების ხარჯები. არსებობს მრავალი გზა და ისინი ერთმანეთს ავსებენ: დაგეგმვა, სეზონური კონტროლი და დროის კორექტირება; გაუმართაობის დიაგნოსტიკა და ტექნიკური მომსახურების სატვირთო მანქანების დასწრების შემცირება. გავლენა იზრდება განათების ქსელის ზომასთან ერთად და უბრუნდება საწყის ROI შემთხვევას. ბაზარი ამბობს, რომ ამ მიდგომას შეუძლია თავისი თავის ანაზღაურება დაახლოებით ხუთ წელიწადში და აქვს პოტენციალი, რომ თავის ანაზღაურება უფრო ნაკლებ დროში მოახდინოს „უფრო რბილი“ ჭკვიანი ქალაქის კონცეფციების ინტეგრირებით, როგორიცაა პარკირების სენსორები, საგზაო მოძრაობის მონიტორები, ჰაერის ხარისხის კონტროლი და იარაღის დეტექტორები.

ბაზრის ანალიტიკოსი Guidehouse Insights 200-ზე მეტ ქალაქს აკვირდება ცვლილებების ტემპის შესაფასებლად; მისი თქმით, ქალაქების მეოთხედი ჭკვიანი განათების სქემებს ნერგავს. ჭკვიანი სისტემების გაყიდვები სწრაფად იზრდება. ABI Research-ის გამოთვლით, გლობალური შემოსავლები ათჯერ გაიზრდება და 1.7 მილიარდ დოლარს მიაღწევს 2026 წლისთვის. დედამიწის „ნათურის მომენტი“ ასეთია: ქუჩის განათების ინფრასტრუქტურა, რომელიც მჭიდრო კავშირშია ადამიანის საქმიანობასთან, უფრო ფართო კონტექსტში ჭკვიანი ქალაქების პლატფორმის განვითარების გზას წარმოადგენს. ABI-ის თქმით, უკვე 2022 წლისთვის ახალი ქუჩის განათების ინსტალაციების ორ მესამედზე მეტი ცენტრალურ მართვის პლატფორმაზე იქნება დაკავშირებული, რათა ინტეგრირებული იყოს ჭკვიანი ქალაქის მრავალი სენსორიდან მიღებული მონაცემები.

ადარშ კრიშნანმა, ABI Research-ის მთავარმა ანალიტიკოსმა, განაცხადა: „ჭკვიანი ქალაქების მომწოდებლებისთვის, რომლებიც იყენებენ ურბანული განათების ბოძების ინფრასტრუქტურას უკაბელო კავშირის, გარემოსდაცვითი სენსორების და ჭკვიანი კამერების განლაგებით, გაცილებით მეტი ბიზნეს შესაძლებლობა არსებობს. გამოწვევაა ისეთი სიცოცხლისუნარიანი ბიზნეს მოდელების პოვნა, რომლებიც საზოგადოებას წაახალისებს მრავალსენსორული გადაწყვეტილებების მასშტაბურად და ეკონომიურად ეფექტური გზით განლაგებისკენ“.

კითხვა აღარ არის დაკავშირება თუ არა, არამედ როგორ და რა რაოდენობით. როგორც კრიშნანი აღნიშნავს, ეს ნაწილობრივ ბიზნეს მოდელებს ეხება, მაგრამ ფული უკვე მიედინება ჭკვიან ქალაქებში კოოპერატიული კომუნალური პრივატიზაციის (PPP) გზით, სადაც კერძო კომპანიები იღებენ ფინანსურ რისკს ვენჩურული კაპიტალის წარმატების სანაცვლოდ. გამოწერაზე დაფუძნებული „როგორც სერვისის“ კონტრაქტები ანაწილებს ინვესტიციებს ანაზღაურების პერიოდებზე, რამაც ასევე წაახალისა აქტივობა.

ამის საპირისპიროდ, ევროპაში ქუჩის განათება ტრადიციულ „თაფლისებრ“ ქსელებთან (როგორც წესი, 2G-დან LTE-მდე (4G)), ასევე ახალ HONEYCOMB IoT სტანდარტულ მოწყობილობასთან, LTE-M-თან, უერთდება. ასევე, ბაზარზე შემოდის საკუთრებაში არსებული ულტრავიწროზოლოვანი (UNB) ტექნოლოგია, Zigbee-სთან, დაბალი სიმძლავრის Bluetooth-ის მცირე სპექტრთან და IEEE 802.15.4 წარმოებულებთან ერთად.

Bluetooth Technology Alliance (SIG) განსაკუთრებულ ყურადღებას აქცევს ჭკვიან ქალაქებს. ჯგუფი პროგნოზირებს, რომ ჭკვიან ქალაქებში დაბალი სიმძლავრის Bluetooth-ის მიწოდება მომდევნო ხუთი წლის განმავლობაში ხუთჯერ გაიზრდება და წელიწადში 230 მილიონს მიაღწევს. მათი უმეტესობა დაკავშირებულია საზოგადოებრივ ადგილებში, როგორიცაა აეროპორტები, სტადიონები, საავადმყოფოები, სავაჭრო ცენტრები და მუზეუმები, აქტივების თვალყურის დევნებასთან. თუმცა, დაბალი სიმძლავრის Bluetooth ასევე მიმართულია გარე ქსელებზე. „აქტივების მართვის გადაწყვეტა აუმჯობესებს ჭკვიანი ქალაქის რესურსების გამოყენებას და ხელს უწყობს ქალაქის საოპერაციო ხარჯების შემცირებას“, - განაცხადა Bluetooth Technology Alliance-მა.

ორი ტექნიკის კომბინაცია უკეთესია!

თუმცა, თითოეულ ტექნოლოგიას აქვს თავისი წინააღმდეგობები, რომელთაგან ზოგიერთი დებატების შედეგად მოგვარდა. მაგალითად, UNB გვთავაზობს უფრო მკაცრ შეზღუდვებს დატვირთვასა და მიწოდების გრაფიკებზე, რაც გამორიცხავს მრავალი სენსორული აპლიკაციის პარალელურ მხარდაჭერას ან ისეთი აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა კამერები, რომლებიც ამას საჭიროებენ. მოკლე დიაპაზონის ტექნოლოგია უფრო იაფია და უზრუნველყოფს უფრო დიდ გამტარუნარიანობას განათების, როგორც პლატფორმის პარამეტრების შემუშავებისთვის. მნიშვნელოვანია, რომ მათ ასევე შეუძლიათ სარეზერვო როლი შეასრულონ WAN სიგნალის გათიშვის შემთხვევაში და უზრუნველყონ ტექნიკოსებისთვის საშუალება, პირდაპირ წაიკითხონ სენსორები გამართვისა და დიაგნოსტიკისთვის. მაგალითად, დაბალი სიმძლავრის Bluetooth მუშაობს ბაზარზე არსებულ თითქმის ყველა სმარტფონთან.

მიუხედავად იმისა, რომ უფრო მკვრივ ქსელს შეუძლია გააძლიეროს სიმტკიცე, მისი არქიტექტურა კომპლექსური ხდება და ურთიერთდაკავშირებულ წერტილ-წერტილ სენსორებზე უფრო მეტ ენერგიას მოითხოვს. გადაცემის დიაპაზონი ასევე პრობლემურია; Zigbee-სა და დაბალი სიმძლავრის Bluetooth-ის გამოყენებით დაფარვის დიაპაზონი მაქსიმუმ რამდენიმე ასეული მეტრია. მიუხედავად იმისა, რომ სხვადასხვა მოკლე დიაპაზონის ტექნოლოგიები კონკურენტუნარიანია და კარგად შეეფერება ქსელზე დაფუძნებულ, მეზობლის მასშტაბით სენსორებს, ისინი დახურული ქსელებია, რომლებიც საბოლოოდ საჭიროებენ კარიბჭეების გამოყენებას სიგნალების ღრუბელში გადასაცემად.

როგორც წესი, ბოლოს ემატება თაფლისებრი კავშირი. ჭკვიანი განათების მომწოდებლების ტენდენციაა გამოიყენონ წერტილიდან ღრუბელამდე თაფლისებრი კავშირი 5-დან 15 კმ-მდე მანძილის კარიბჭის ან სენსორული მოწყობილობის დაფარვის უზრუნველსაყოფად. Beehive ტექნოლოგია უზრუნველყოფს გადაცემის დიდ დიაპაზონს და სიმარტივეს; Hive-ის საზოგადოების თქმით, ის ასევე უზრუნველყოფს მზა ქსელურ კავშირს და უსაფრთხოების უფრო მაღალ დონეს.

ნილ იანგმა, მობილური ქსელის ოპერატორების წარმომადგენელი ინდუსტრიული ორგანიზაციის, GSMA-ს „საგნების ინტერნეტის ვერტიკალური“ ხელმძღვანელმა, განაცხადა: „მოქმედების ოპერატორებს... აქვთ მთელი ტერიტორიის დაფარვის სრული არეალი, შესაბამისად, არ საჭიროებენ დამატებით ინფრასტრუქტურას ქალაქის განათების მოწყობილობებისა და სენსორების დასაკავშირებლად. ლიცენზირებულ სპექტრში „თაფლისებრი“ ქსელი უსაფრთხო და საიმედოა, რაც იმას ნიშნავს, რომ ოპერატორს აქვს საუკეთესო პირობები, შეუძლია დიდი რაოდენობით საჭიროებების დაკმაყოფილება, გაცილებით ხანგრძლივი ბატარეის ხანგრძლივობა, მინიმალური მოვლა-პატრონობა და დაბალი ღირებულების აღჭურვილობის გადაცემის გრძელი მანძილი“.

ABI-ის მონაცემებით, ყველა არსებული კავშირის ტექნოლოგიას შორის, HONEYCOMB უახლოეს წლებში ყველაზე დიდ ზრდას განიცდის. 5G ქსელების გარშემო აჟიოტაჟმა და 5G ინფრასტრუქტურის განთავსების მცდელობებმა ოპერატორებს აიძულა, აერჩიათ განათების ბოძი და შეავსონ ურბანულ გარემოში მცირე ზომის თაფლისებრი ერთეულები. შეერთებულ შტატებში, ლას-ვეგასი და საკრამენტო, ოპერატორების AT&T-სა და Verizon-ის მეშვეობით, ქუჩის განათებაზე LTE და 5G ტექნოლოგიებს, ასევე ჭკვიანი ქალაქის სენსორებს ათავსებენ. ჰონგ-კონგმა ახლახან წარმოადგინა გეგმა, რომლის მიხედვითაც ჭკვიანი ქალაქის ინიციატივის ფარგლებში 400 5G-თან თავსებადი ლამპის ბოძი დამონტაჟდება.

აპარატურის მჭიდრო ინტეგრაცია

Nielsen-მა დასძინა: „Nordic-ი გთავაზობთ მრავალრეჟიმიან, მოკლე და შორ მანძილზე მოქმედ პროდუქტებს, მისი nRF52840 SoC მხარს უჭერს დაბალი სიმძლავრის Bluetooth-ს, Bluetooth Mesh-ს და Zigbee-ს, ასევე Thread-ს და საკუთრების 2.4 გჰც სისტემებს. Nordic-ის Honeycomb-ზე დაფუძნებული nRF9160 SiP გთავაზობთ როგორც LTE-M, ასევე NB-iot მხარდაჭერას. ორი ტექნოლოგიის კომბინაცია უპირატესობას ანიჭებს მუშაობას და ფასს.“

სიხშირის გამიჯვნა ამ სისტემების თანაარსებობის საშუალებას იძლევა, სადაც პირველი მუშაობს ნებართვის გარეშე 2.4 გჰც დიაპაზონში, ხოლო მეორე მუშაობს ყველგან, სადაც LTE მდებარეობს. დაბალ და მაღალ სიხშირეებზე არსებობს კომპრომისი უფრო ფართო არეალის დაფარვასა და უფრო დიდ გადაცემის სიმძლავრეს შორის. თუმცა, განათების პლატფორმებში, მოკლე დიაპაზონის უკაბელო ტექნოლოგია, როგორც წესი, გამოიყენება სენსორების ურთიერთდაკავშირებისთვის, კიდის გამოთვლითი სიმძლავრე გამოიყენება დაკვირვებისა და ანალიზისთვის, ხოლო თაფლისებრი ინტერნეტის ინტერნეტი გამოიყენება მონაცემების ღრუბელში გასაგზავნად, ასევე სენსორული კონტროლი უფრო მაღალი ტექნიკური მომსახურების დონისთვის.

აქამდე, მოკლე და გრძელი რადიუსის რადიოსადგურების წყვილი ცალ-ცალკე იყო დამატებული და არა ერთსა და იმავე სილიკონის ჩიპში იყო ჩაშენებული. ზოგიერთ შემთხვევაში, კომპონენტები გამოყოფილია, რადგან განათებლის, სენსორისა და რადიოს გაუმართაობა განსხვავებულია. თუმცა, ორმაგი რადიოსადგურების ერთ სისტემაში ინტეგრირება გამოიწვევს ტექნოლოგიების უფრო მჭიდრო ინტეგრაციას და შეძენის ხარჯების შემცირებას, რაც ჭკვიანი ქალაქებისთვის მთავარი გასათვალისწინებელი ფაქტორებია.

Nordic-ი ფიქრობს, რომ ბაზარი ამ მიმართულებით ვითარდება. კომპანიამ დეველოპერის დონეზე აპარატურასა და პროგრამულ უზრუნველყოფაში ინტეგრირებული აქვს მოკლე რადიუსის უსადენო და honeycomb IoT კავშირის ტექნოლოგიები, რათა გადაწყვეტილებების მწარმოებლებმა შეძლონ ორივეს ერთდროულად გამოყენება სატესტო აპლიკაციებში. Nordic-ის დაფა DK nRF9160 SiP-ისთვის შეიქმნა დეველოპერებისთვის, რათა „მათი Honeycomb IoT აპლიკაციები ამუშაონ“; Nordic Thingy:91 აღწერილია, როგორც „სრულფასოვანი მზა კარიბჭე“, რომლის გამოყენება შესაძლებელია როგორც მზა პროტოტიპების პლატფორმა ან კონცეფციის დამტკიცება პროდუქტის ადრეული დიზაინისთვის.

ორივე აღჭურვილია მრავალრეჟიმიანი თაფლისებრი nRF9160 SiP-ით და მრავალპროტოკოლიანი მოკლე დიაპაზონის nRF52840 SoC-ით. Nordic-ის ცნობით, ჩაშენებული სისტემები, რომლებიც აერთიანებენ ამ ორ ტექნოლოგიას კომერციული IoT განლაგებისთვის, კომერციალიზაციამდე მხოლოდ „თვეები“ არიან დაშორებული.

Nordic Nielsen-მა განაცხადა: „ჭკვიანი ქალაქის განათების პლატფორმა შეიქმნა ყველა ამ დამაკავშირებელი ტექნოლოგიით; ბაზარზე ძალიან ნათლად ჩანს, თუ როგორ შეიძლება მათი გაერთიანება, ჩვენ მწარმოებლების განვითარების საბჭოს მივაწოდეთ გადაწყვეტილებები, რათა გამოგვეცადა, თუ როგორ მუშაობენ ისინი ერთად. მათი გაერთიანება ბიზნეს გადაწყვეტილებებად აუცილებელია, სულ რაღაც დროის საკითხია“.