Szczegóły ebooka
Cyfrowy bliźniak infrastruktury jako narzędzie integracji modelowania ruchu i dynamicznego sterowania oświetleniem ulicznym
Piotr Jaskowski
W monografii za docelowe rozwiązanie w obszarze sterowania oświetleniem drogowym przyjęto system adaptacyjny, który na podstawie rzeczywistych danych pomiarowych umożliwia dynamiczną regulację poziomu oświetlenia i jego bieżące dostosowanie do aktualnych warunków na drodze. Wdrożenie takich systemów napotyka jednak istotne bariery. Najważniejszą z nich są wysokie nakłady inwestycyjne związane z koniecznością budowy szerokiej sieci czujników pomiarowych oraz doposażenia opraw oświetlenia w indywidualne sterowniki, umożliwiające płynną regulację strumienia świetlnego opraw oświetleniowych (z zachowaniem parametrów jakościowych zasilania, tj. mocy, współczynnika mocy, harmonicznych prądu i napięcia itd.). Niezbędne do spełnienia są również wymagania w zakresie budowy rozwiązań teleinformatycznych, umożliwiających optymalizację oświetlenia przy jednoczesnym zachowaniu odporności i cyberbezpieczeństwa systemu. Dodatkowym wyzwaniem jest brak jednolitych standardów i wytycznych dotyczących implementacji dynamicznego sterowania, a także nieprecyzyjne regulacje prawne odnoszące się do odpowiedzialności w przypadku wystąpienia zdarzeń drogowych. Równolegle problemem pozostaje ograniczona integracja systemów sterowania oświetleniem z rzeczywistymi danymi dotyczącymi uczestników ruchu, obejmującymi zarówno pojazdy, rowerzystów, jak i pieszych. Istotne znaczenie mają również informacje o warunkach atmosferycznych, takich jak opady atmosferyczne, lub zdarzenia występujące na sąsiednich drogach, które mogą wpływać na zachowania użytkowników dróg. Dopiero kompleksowa integracja różnorodnych danych umożliwi skuteczne wdrażanie adaptacyjnych algorytmów sterowania, które potrafią optymalnie dostosowywać poziom oświetlenia do dynamicznie zmieniających się potrzeb na drodze w ujęciu zarządzania całym oświetlanym obszarem.
Wstęp 7
1. Wprowadzenie do problematyki oświetlenia ulicznego w kontekście bezpieczeństwa ruchu 10
1.1. Bezpieczeństwo ruchu drogowego w porze nocnej 10
1.2. Problematyka widoczności użytkowników dróg w porze nocnej 18
1.2.1. Oświetlenie uliczne a widoczność użytkowników drogi 19
1.2.2. Wpływ oświetlenia na bezpieczeństwo drogowe 23
1.3. Problematyka modelowania zużycia energii na cele oświetlenia dróg 24
1.3.1. Dobór poziomu oświetlenia w procesie projektowania dróg 24
1.3.2. Klasy oświetlenia dla powierzchni konfliktowych C 28
1.4. Dekarbonizacja transportu 32
1.5. Problemy decyzyjne w zakresie integracji modelowania ruchu drogowego i oświetlenia 34
2. Zastosowanie cyfrowego bliźniaka do oceny integracji infrastruktury drogowej w literaturze 37
2.1. Definicja cyfrowego bliźniaka w kontekście inżynierii ruchu 37
2.2. Wymagania cyfrowego bliźniaka w kontekście inżynierii ruchu 38
2.3. Zastosowanie cyfrowych bliźniaków w ruchu drogowym 41
2.4. Przegląd wykorzystywanych programów i narzędzi 44
2.5. Główne wyzwania wdrażania bliźniaków cyfrowych 46
3. Badania i ocena zastosowania dynamicznego sterowania oświetleniem ulicznym 48
3.1. Systemy inteligentnego sterowania oświetleniem ulicznym 48
3.2. Wymagania i zastosowania systemów sterowania 51
3.3. Analiza rzeczywistych danych pomiarowych dla oceny oświetlenia 55
3.3.1. Pomiary oświetlenia 55
3.3.2. Efektywność energetyczna oświetlenia dróg 59
4. Prognozowanie ruchu drogowego na potrzeby oświetlenia dróg 61
4.1. Pozyskanie i kalibracja danych pomiarowych 61
4.2. Analiza natężenia ruchu drogowego w godzinach nocnych 65
4.3. Analiza wahań i sezonowości natężenia ruchu drogowego 71
4.4. Opracowanie modeli predykcyjnych dla wybranej ulicy 76
4.4.1. Model SARIMA 76
4.4.2. Metoda Holta-Wintersa 83
4.4.3. Analiza harmoniczna 87
4.4.4. Miary dokładności prognoz 98
5. Modelowanie ruchu drogowego w kontekście oświetlenia dróg 101
5.1. Opis środowiska symulacyjnego 101
5.2. Modelowanie rzeczywistych warunków ruchowych i scenariuszy transportowych 103
5.3. Określenie rzeczywistych poziomów oświetlenia drogi 110
5.4. Koncepcja integracji danych ruchowych z warstwą oświetlenia 120
6. Projektowanie algorytmów sterowania z wykorzystaniem cyfrowego bliźniaka 125
6.1. Algorytm sterowania przy użyciu automatu komórkowego 125
6.2. Analiza przypadków testowych i scenariuszy oszczędności energii 132
6.3. Wykorzystanie cyfrowego bliźniaka do integracji warstwy oświetleniowej z modelem ruchu 135
6.4. Symulacja wpływu dynamicznego oświetlenia na redukcję emisji 141
Podsumowanie 146
Bibliografia 150
Załączniki 171
- Tytuł:Cyfrowy bliźniak infrastruktury jako narzędzie integracji modelowania ruchu i dynamicznego sterowania oświetleniem ulicznym
- Autor:Piotr Jaskowski
- ISBN:978-83-8156-837-1, 9788381568371
- Data wydania:2026-02-20
- Format:Ebook
- Identyfikator pozycji: e_4szy
- Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej