Революция света: как интеллектуальные системы захватывают города

Революция светакак интеллектуальные системы захватывают города

Текст: Илья Власов

Умные системы освещения помогают городам справиться с преступностью и пробками, а бизнесу — снизить расходы и увеличить продажи

Рост цен на электричество заставляет власти городов и самих граждан задумываться об экономии. В среднем около 40% муниципальных бюджетов городов мира уходит на освещение улиц: например, власти Нью-Йорка ежегодно расходуют на освещение около $50 млн (данные исследования «Глобальный рынок интеллектуальных систем освещения в 2017–2022 годы» ARC Advisory Group). Сократить затраты позволяет переход на светодиодные лампы, КПД которых намного выше, чем у традиционных: простая замена традиционных ламп светодиодными может дать до 50% энергоэффективности.

Однако простой замены одного источника света другим недостаточно — ассоциация производителей осветительных приборов LightingEurope подсчитала, что дальнейшее развитие самих ламп уже не позволит существенно снизить энергопотребление. Повышать энергоэффективность нужно будет за счет перехода на интеллектуальные системы освещения, которые регулируют уровень освещения в зависимости от потребностей людей.

Это далеко не все, что могут делать эти системы, — сейчас они становятся важной частью «умной» городской среды. Собирая с помощью сенсоров подробную информацию о том, что происходит на улицах, такие системы указывают муниципалитетам на возникающие проблемы и способы их решения. «Сегодня мы являемся свидетелями глобальной трансформации рынка освещения — перехода от традиционных светотехнических продуктов к интеллектуальным системам освещения», — говорит генеральный директор Signify по России и СНГ Эрик Бенедетти. На наших глазах происходит «световая революция» — вместо отдельных источников освещения возникают «умные» сети, которые превращаются в новое звено городской инфраструктуры, становятся инструментом маркетинга для ретейла и источником экономии для промышленных предприятий.

В лучах прогресса

Еще десятилетие назад мирового рынка интеллектуальных систем освещения попросту не существовало. Сейчас он оценивается в $7,98 млрд, а к 2023 году, согласно прогнозу исследовательской компании Markets@Markets, вырастет почти втрое, до $20,98 млрд. Среди главных игроков — Signify, ранее известная как Philips Lighting (Нидерланды), Hafele Group и OSRAM (Германия), Acuity, Brands Cree и Hubbell (США). При этом лидирующие позиции сегодня занимает нидерландская компания, которая уже объединила около 29 млн светоточек из 26 млрд, освещающих всю планету.

Крупнейшую долю рынка составляют световые системы для помещений. Интеллектуальные системы освещения уже стали неотъемлемой частью концепции «умного дома». Источники света, которые могут автоматически включаться и выключаться, следя за перемещением людей в помещении, с помощью детекторов движения подавать свет на определенную часть комнаты и приглушать его в остальных местах, давно воспринимаются как повседневная реальность.

Такой подход позволяет экономить энергию и делает жилище более комфортным, поэтому на «умный» свет переходят не только домохозяйства, но и склады, магазины и заводы.

От Эдисона до светодиода

Как лампы меняли мир

1879

Томас Альва Эдисон патентует лампу накаливания с угольной нитью. Это не первая из вакуумных ламп — еще до Эдисона с ними экспериментировали британец Джозеф Суон и россиянин Александр Лодыгин. Но именно Эдисону удается сделать свое изобретение коммерчески успешным: тысячи лампочек быстро вытесняют с улиц европейских и американских городов тусклые газовые рожки.

1910

Французский инженер Жорж Клод делает первую неоновую рекламу для Парижского автосалона. 13 лет спустя Клод продает две светящиеся конструкции из трубок лос-анджелесскому автосалону Packard. В «ревущие двадцатые» неоновые надписи становятся неотъемлемой частью оформления Нью-Йорка и Чикаго, а после строительства плотины Гувера создают знаменитый урбанистический пейзаж Лас-Вегаса.

1932

Philips создает мощные лампы, светящимся телом в которых служат пары натрия. Марка ламп Philora (от название компании и имени римской богини зари Авроры) отражала особенности цвета, которым светились лампы: при нагреве — огненно-красный, затем ярко-желтый. Натриевые лампы быстро нашли применение на промышленных предприятиях, шоссе и улицах крупных городов.

1959

General Electric патентует первую коммерческую галогеновую лампу на йоде. Новые лампы светят слишком холодным и тусклым светом и долго не имеют большого успеха: относительно экономичные галогеновые лампы устанавливают в основном на заводах и складах, в армейских лагерях. Лишь в 1980 году технологию производства удается улучшить, сделав лампы намного ярче.

1970

Американская компания Morse-Electrophonic выпускает на рынок музыкальные проигрыватели, снабженные разноцветными лампами, вспыхивающими в такт музыке. Светомузыка быстро становится атрибутом рок- и поп-концертов, медики рассуждают о ее влиянии на психику. Светомузыкальные эффекты на концертах и в наши дни не вышли из моды, но портативные установки для домашнего пользования уже в 1990-х начинают восприниматься как странная забава из прошлого.

2003

Citizen Electronics выпускает первый в мире светодиодный модуль по технологии, разработанной японскими физиками Исамой Акасаки, Хироси Амано и Сюдзи Накамурой в середине 1990-х. Светодиоды проложили путь к современной энергоэффективности — например, средняя светодиодная лампа, потребляя всего 10 Вт, дает более яркий световой поток, чем 60-ваттная лампочка накаливания. За открытие дешевого в производстве синего светодиода троица ученых в 2014 году получит Нобелевскую премию по физике.

Согласно подсчетам, которые приводит Эрик Бенедетти, модернизация освещения и переход на интеллектуальные системы на большом металлургическом предприятии может сохранить до 200 млн руб. в год. В то же время правильный свет дает возможность увеличить продуктивность, поскольку сокращает количество брака в среднем на 29%, повышает качество работы на 16% и вдвое сокращает количество несчастных случаев.

«Умный» свет становится и частью концепции гибкого офиса — рабочего помещения со свободным графиком и отсутствием постоянного рабочего места. Гибкие офисы предпочитают сами сотрудники. Как показало февральское исследование, проведенное The Instant Group and HLW, 71% сотрудников, работающих в гибком офисе, чувствуют себя более вовлеченными в работу, чем на прежнем месте, где им приходилось трудиться в обычном офисе «от звонка до звонка», занимая установленные раз и навсегда столы. Теперь часто встречается ситуация, когда каждый приходит по своему собственному графику, а рабочим местом становится пуфик, который перетаскивают с места на место. Прежняя «стационарная» система освещения перестает быть эффективной.

Photo: Getty Images Russia

Хорошую услугу может сослужить свет и в ретейле: он не только экономит бизнесу деньги, но и позволяет привлечь покупателей и повысить продажи. С помощью правильного освещения можно, например, зонировать помещение магазина, акцентируя внимание посетителей на тех или иных товарах или выделяя конкретный бренд. Световые коридоры и дорожки облегчают навигацию посетителей по магазину.

Совершенно иную мощь обретает система освещения, если она соединена с интернетом вещей и может собирать данные о передвижениях покупателей по залам. Так, уже сегодня существуют системы под управлением искусственного интеллекта, который выясняет, в каких местах помещений покупатели чаще задерживаются, а какие не вызывают у них особого интереса. Изменив раскладку продуктов, магазины улучшают общие продажи или продажи товаров, в продвижении которых заинтересованы. В 2017 году в залах Media Markt нидерландского города Эйндховена и в текущем году в нескольких гипермаркетах «Ашан» была установлена схожая по функциям система Indoor positioning от голландского производителя.

Светлое будущее

Растущую долю спроса на инновационные системы создают власти мегаполисов. В опубликованном в апреле исследовании Smart City Tracker консалтинговой компании Navigant Research фигурирует 221 муниципалитет, запустивших программы перехода к «умному городу». Около четверти из них включают в эти программы и замену систем освещения. Например, мэрия Чикаго собирается заменить на улицах города 270 тыс. устаревших осветительных приборов «умной» сетью из светодиодных cветильников. По расчетам чиновников, это позволит городу экономить $10 млн ежегодно.

Navigant Research прогнозирует, что к 2026 году в мире будет

73 млн уличных фонарей, обменивающихся друг с другом данными по проводам или беспроводной связи.

В рамках программы Smart Nation, которая сейчас реализуется

в Сингапуре, планируется оснастить город несколькими сотнями тысяч сенсоров, которые следили бы за движением транспорта, сообщали властям о проблемах с безопасностью и собирали big data о перемещениях людей, позволяя улучшать городскую инфраструктуру. Многие из этих сенсоров будут расположены

на 100 тыс. обычных фонарных столбов. Власти Сингапура обсуждают, какие именно сенсоры будут нужнее всего.

Photo: Signify

Среди наиболее вероятных — метеосенсоры, собирающие информацию о влажности и температуре воздуха, а также сенсоры шума, способные сообщить в полицию о резких звуках — человеческих криках или грохоте столкнувшихся машин. Среди более сложных приборов, которыми можно оснастить такие столбы, — видеокамеры, интегрированные с системой распознавания лиц, датчики скорости, которые замеряли бы, насколько быстро движется поток машин, а в перспективе — точки навигации, которые использовали бы при езде по городу самоуправляемые автомобили.

«Фонарные столбы — это уже готовая и очень удобная для использования сеть, которую можно оснастить устройствами, обменивающимися между собой данными», — говорит Сергей Боровков, генеральный директор консалтинговой компании «Лайтинг Бизнес Консалтинг». — В ближайшем будущем они могут выполнять самые разнообразные роли — например, служить посадочными площадками для городских дронов». Любопытно, что заместитель руководителя сингапурской программы Smart Nation Тан Кок Ям уже счел своим долгом успокоить жителей: «Умные фонари не собираются освещать вашу частную жизнь», то есть они не будут следить за передвижениями конкретных граждан и собирать на них цифровое досье.

Свет как слуга

Одним из важных факторов роста станет интеграция осветительных приборов с другими системами через интернет вещей. С помощью датчиков движения и видеокамер управляющий такими системами искусственный интеллект может собирать big data, узнавая, в каких местах города и в какое время требуется максимальное освещение, а где энергозатраты можно сократить. «Умные» системы освещения очень быстро эволюционируют и в скором будущем станут неотъемлемой частью комфортабельной энергоэффективной среды в городах, — уверена директор по развитию бизнеса Mojo Energy (ЮАР) Анна Челнокова.

— Их потенциал связан с тем, что такие системы можно поставить на службу безопасности граждан: это позволяет снизить городскую преступность и создать комфортную бизнес-среду".

Хорошим примером служит амбициозный проект, который внедряет с января 2017 года Атланта. С помощью 1 тыс. контролируемых по Wi-Fi фонарей город собирается решить несколько основных задач — сократить число пробок, справиться с преступностью в некоторых частях города и сократить выброс углекислого газа в атмосферу. По данным американской компании Silver Spring Networks, специализирующейся на решениях, связанных с «умными» городами и интернетом вещей, интеллектуальные системы освещения могут сократить преступность в среднем на 10%.

Что может свет

Указывать дорогу и обеспечивать безопасность

В 2016 году Philips Lighting завершила проект объединения светодиодных фонарей Лос-Анджелеса в единую систему, включающую себя 110 тыс. светильников, расположенных на улицах общей протяженностью в 12 тыс. км. В результате город снизил на 20% расходы на обслуживание светильников и одновременно повысил уровень дорожной безопасности. Платформа СityTouch, управляющая системой, позволяет включать светильники по календарному или индивидуальному плану, автоматически проверяет состояние каждого светильника, избавляя власти от необходимости проводить дорогостоящие инспекционные выезды.

В 2016 году Philips Lighting оборудовала системой адаптивного освещения туннель Сорнес в норвежском городе Алесунд. Все 236 м пути освещаются исключительно светодиодами, объединенными в систему, которая управляется автоматическим устройством. Туннель — часть автомагистрали, по которой ежедневно проходит более 20 тыс. машин. До внедрения новой системы из-за недостатка освещения он считался опасным местом, власти города даже обсуждали возможность его закрытия.

Со второй половины ХХ века медики обсуждают, как искусственное освещение сбивает естественный ритм бодрствования и сна. В 2015 году американская компания Lighting Science Group выпустила на рынок светодиодную лампу Sleepy Baby, которая позволяет улучшить сон младенца. Свет лампы не содержит лучей, характерных для синей части спектра, и тем самым не мешает организму младенца вырабатывать мелатонин — гормон, отвечающий за естественный цикл сна.

Появление светодиодной технологии поменяло бизнес производителей осветительных приборов. Если раньше лидеры рынка продавали отдельные продукты, то теперь стало возможным объединять отдельные светоточки в системы освещения, управлять ими и оснащать «умными» датчиками, собирающими и передающими данные. Это, в свою очередь, позволяет производителям не просто модернизировать освещение, но и предоставлять связанный с модернизацией полный цикл услуг. Например, Signify помогает городским властям оптимизировать процессы управления городской средой, устанавливает решения в муниципалитетах по всему миру. Речь идет как о среднего размера системах, какие были установлены по заказу властей Тенерифе (Канарские острова) и немецкого Зигбурга, до впечатляюще крупных проектов — например, в Лос-Анджелесе система Philips CityTouch управляет более чем 100 тыс. уличных фонарей.

Совсем не в конце тоннеля

В России «умный» свет вызывает заметный интерес, но драйверы роста рынка немного другие, чем за рубежом. «Спрос на такие системы в России есть, он растет, но у нас его создают не домохозяйства, но в основном муниципальные власти, а также заводы», — говорит Сергей Боровков. Простые граждане пока преимуществ «умного» света не оценили: электричество в России дешевое. «Согласно нашей оценке, доля рынка интегрированного освещения в России приблизительно равна 24%, что составляет €264 млн», — говорит Эрик Бенедетти.

При этом на потребительские системы освещения приходится меньше 1%, в то время как «умные» системы в профессиональном секторе занимают примерно 23% рынка.

В качестве одного из удачных примеров городских проектов можно привести проект по модернизации уличного освещения в Курске, в ходе которой на улицах города было установлено 20 тыс. уличных светильников Philips. Одной из главных целей модернизации было повышение уровня освещенности и, как следствие, снижения числа аварий на дорогах города. Установленная подрядчиком система автономного регулирования нагрузки светильников также позволила снизить энергопотребление — более чем на 50%. Это дало городскому бюджету ежегодную экономию в 60 млн руб.

Photo: Lori.ru

Это дало городскому бюджету ежегодную экономию в 60 млн руб.

Из ярких промышленных проектов можно вспомнить создание управляемой системы освещения центрального складского комплекса Твери. В 2017 году три российские компании разработали для 24 складских пролетов комплекса систему управления освещением на базе IP-камер. Информацию о работе светодиодных светильников собирает модуль видеоаналитики. Адаптивное освещение позволило снизить энергозатраты на 50%. По расчетам, вложения в проект должны окупиться за три года.

Нет сомнений, что в России есть рынок и для более сложных решений, которые можно интегрировать с интернетом вещей в городскую среду. «В прошлом месяце мы представили систему освещения специально для российского рынка, — говорит Эрик Бенедетти. — Система использует светодиодные светильники Philips RoadFlair на базе платформы Unilight, разработанной нашим партнером». С помощью этой платформы система освещения легко интегрируется в городскую среду и дает возможность светильникам измерять потребление электроэнергии, интенсивность трафика, причины неисправностей и т.п.

Еще умнее

Роль, которую играет «умный» свет в нашей жизни, будет расти по мере того как будут развиваться интернет вещей и искусственный интеллект. «Системы интеллектуального освещения будут также привязаны к другим городским сервисам, например системам наружной рекламы, и станут управляться с помощью искусственного интеллекта», — говорит Анна Челнокова из Mojo Energy.

Развитие искусственного интеллекта позволит построить комфортную среду внутри больших зданий (офисных или торговых центров).

Одна из задач, которая стоит сейчас перед разработчиками, — научить искусственный интеллект, управляющий «умными» зданиями, «думать как человек»: осознавать физические и психологические потребности людей, ежедневно появляющихся в здании. Нет сомнений, что развитие систем освещения будет связано с расширением возможностей сбора и передачи данных. Превращаясь в часть концепции Интернета вещей, «умный» свет может быть интегрирован в другие ИТ-системы городов — он позволяет собирать и анализировать данные, а значит, оптимизировать городскую инфраструктуру. Оснащенные сенсорами и точками беспроводной связи, системы освещения в ближайшем будущем станут использоваться для «умной» парковки, мониторинга загрязнения воздуха, регистрации дорожно-транспортных происшествий и многого другого.

Photo: Signify