Scheda Progetto

Il progetto si focalizza sulla gestione ottimale dell'illuminazione pubblica e della viabilità urbana attraverso la realizzazione di un sistema di monitoraggio i cui obiettivi riguardano la riduzione dei consumi energetici derivanti da uno scorretto utilizzo del sistema di illuminazione pubblica e l'ottimizzazione della viabilità urbana.

Per il raggiungimento degli obiettivi di progetto, ci si propone di realizzare un prototipo che preveda la progettazione/realizzazione di pali di illuminazione pubblica "intelligenti".

Il "palo intelligente", attraverso un monitoraggio della viabilità urbana, sarà in grado di garantire un controllo costante del flusso di illuminazione, in funzione della presenza di veicoli e/o pedoni nell'area di interesse, al fine di ottenere una riduzione dei consumi energetici.

L'architettura del sistema si basa sull'impiego di strumenti di rilevazione (video-camere e sensori), che forniscano informazioni in tempo-reale riguardanti il traffico pedonale e veicolare ed il livello di illuminazione ambientale.

L'architettura proposta si configura come segue:

• Sensori remoti: ad essi competono le misure di parametri quali il livello di illuminazione ambientale;
• Telecamere remote: ad essi compete il monitoraggio costante del livello di presenza pedonale e veicolare in un'area di interesse;
• Lampade di illuminazione al LED ed alimentatore Dimmer: le lampade di illuminazione a LED rappresentano un'alternativa ecocompatibile di alta qualità alle lampadine ad incandescenza correntemente usate in commercio. Il loro impiego, consentirà un notevole abbattimento dei costi, intesi sia in termini di riduzione dei consumi, che in termini di aumento della vita media delle lampade. Esse inoltre consentono un abbattimento delle emissioni di CO₂.
• Sistema di comunicazione PLC (Power Line Communication):  tecnologia per la trasmissione dati che sfrutta la rete di alimentazione elettrica. Il suo impiego è mirato allo scambio di informazioni tra postazioni remote ("palo intelligente") e sistema centralizzato ("sistema automatico di elaborazione e di controllo remoto").
• Sistema automatico di elaborazione e di controllo locale/remoto: sistema che gestisce ed elabora le informazioni scambiate, attraverso PLC, fra i nodi (pali).
• Moduli di comunicazione UMTS:tecnologia che gestisce lo scambio di informazioni tra i "nodi locali" ed il centro di elaborazione dati remoto.
• Moduli di comunicazione Wi-Fi:tecnologia che, in presenza di un sistema di Wi-Fi pubblico, consente al "nodo locale" di essere utilizzato come punto di accesso ad Internet.
• Sistema di monitoraggio ambientale.

I risultati i di questo progetto consistono nello studio e nella realizzazione di un sistema prototipale che implementi un sistema di supervisione, monitoraggio e controllo distribuito su reti dati a banda larga, mirante a raggiungere due obiettivi principali:

• Il primo obiettivo è quello di identificare una strategia di controllo ed una corrispondente infrastruttura telematica per lo scambio dei dati fra i vari nodi della rete per realizzare un sistema adattativo ed integrato di gestione remota del "sistema-illuminazione" di una realtà territoriale complessa (un Comune, un Distretto, etc.) con capacità di monitoraggio di eventi di possibile interesse, adattamento alla variate condizioni di luce e traffico e con funzioni autodiagnostiche rispetto a guasti e malfunzionamenti. In termini di efficienza energetica l'obiettivo che si vuole raggiungere è minimizzare l'energia utilizzata per l'illuminazione pubblica nel rispetto di limiti minimi di luminosità imposti dalla legislazione vigente.
• Il secondo obiettivo è quello dello sviluppo di una metodologia di misurazione di dati di traffico e di altra natura (quantificazione del passaggio/presenza di persone e veicoli, luce ambientale, etc) con cadenza oraria, giornaliera, settimanale, mensile ed annuale, basata sull'elaborazione di immagini video catturate da telecamera(e) posizionata(e) sul punto luce a costi molto bassi. I dati rilevati saranno poi elaborati per determinare modelli previsionali del profilo di utenza a breve e lungo termine, verificare il raggiungimento delle prestazioni e generare le opportune contromisure da parte del sistema di controllo.

Un ruolo fondamentale del progetto è svolto dal "palo intelligente", un prodotto innovativo che oltre ad essere fonte di illuminazione è un sistema multi-sensore per il monitoraggio ambientale, la gestione del flusso luminoso e altro ancora (vedi Figura 1) Tra i sensori indicati la telecamera riveste un ruolo fondamentale sia dal punto di vista funzionale che da quello di innovazione, permette infatti di rilevare in modo non invasivo il flusso di traffico veicolare e pedonale ed eventualmente la luminosità ambientale.

Figura1: Il palo intelligente

I risultati sin qui conseguiti hanno consentito di definire gli algoritmi di supervisione e monitoraggio del traffico, nonché gli algoritmi per l'individuazione di particolari eventi quali incidenti o situazioni anomale di traffico. Sono inoltre stati definiti algoritmi per l'ottimizzazione della gestione semaforica.

È stata definita l'infrastruttura tecnologica, la sensor network di riferimento ed è in corso di sviluppo la scheda elettronica su cui implementare gli algoritmi per la regolazione adattativa del flusso luminoso ed il sistema di scambio dati tra i nodi della rete e la piattaforma di controllo.

Sono altresì in corso di svolgimento le attività riguardanti lo sviluppo degli algoritmi di cui sopra su piattaforma DSP e lo sviluppo della piattaforma di controllo remoto.

Le attività di studio e calibrazione dei sensori, gli aspetti legati alla gestione delle immagini e dei video e quelli legati alla normativa in campo fotometrico e illuminotecnico sono state completate ed è stato redatto apposito report scientifico.

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http://www.slideshare.net/abbia18/smart-pon04a3-00402-32499145

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http://youtu.be/_6_WnKBexVU