Krašto ir debesijos valdymas išmaniajame gatvių apšvietime: kur turėtų būti valdymo logika?

• Išmanus apšvietimas, Valdymo sistema

Tai, kur šviestuvas laiko savo valdymo logiką, nulemia, kas nutiks blogiausią tinklo dieną. Krašto (angl. edge) architektūroje kiekvienas valdiklis turi vidinį laikrodį, jam priskirtą tvarkaraštį bei taisykles, todėl jis pats įsijungia, pritemdo šviesą ir reaguoja į judėjimą. Jis ir toliau tai daro net nutrūkus ryšiui su platforma. Nuo debesijos priklausomoje architektūroje didesnė šių sprendimų priėmimo dalis tenka serveriui, todėl praradus ryšį šviestuvai gali nustoti prisitaikyti arba tinkamai įsijungti. Šis skirtumas labiausiai rūpi tiems, kurie atsako už tinklą jam sugedus: apšvietimą valdančioms savivaldybėms ir jį diegiantiems išmaniųjų miestų integratoriams. Debesija vis dar atlieka svarbų darbą krašto sistemoje, tačiau ji nedalyvauja procese, kai reikia įjungti pavienį šviestuvą. „Lusety“ šį atskyrimą integruoja į savo valdiklius ir „HORIZON“ debesijos platformą: platforma nustato planą bei nuskaito rezultatus, o įrenginiai jį įvykdo.

Ką čia reiškia krašto valdymas ir nuo debesijos priklausomas valdymas

Krašto valdymas gatvių apšvietime reiškia, kad sprendimai priimami pačiame šviestuvo valdiklyje, kuris saugo tvarkaraštį, naudoja savo laikrodį ir reaguoja į judėjimą prieš tai neatsiklausęs serverio. Tai taip pat vadinama decentralizuotu arba paskirstytuoju valdymu, nes sprendimų nepriima viena mašina.

Nuo debesijos priklausomas valdymas didesnę šios logikos dalį laiko centrinėje platformoje. Įrenginys laukia instrukcijos, kuri buvo apskaičiuota kitur, todėl jo veikimas priklauso nuo instrukciją perduodančio ryšio patikimumo.

Beveik kiekviename faktiniame diegime naudojami abu sluoksniai, todėl verta paklausti, kiek apkrovos tenka kiekvienam iš jų. Vienas testas tai greitai išsprendžia: jei ryšio kanalas nutrūksta valandai, ar gatvė vis dar apšviečiama tinkamai? Visa kita yra tik detalės.

Krašto ir nuo debesijos priklausomas valdymas: palyginimas

Penktoji eilutė yra ta, kuri nepalanki krašto architektūrai. Pakeitimų diegimas tikrai yra pigesnis, kai logika sutelkta vienoje vietoje. Likusioje lentelės dalyje paaiškinama, kodėl gatvių apšvietime vis dar verta mokėti šią kainą.

Kas veikia valdiklyje, o kas – „HORIZON“ platformoje

Valdiklis neišgalvoja tvarkaraščio. Jis vadovaujasi jam priskirtu tvarkaraščiu. Jam nereikia leidimo jį vykdyti. Judesio jutikliai veikia visą parą, nes šviestuvas gauna maitinimą net ir tada, kai pati šviesa yra išjungta, todėl nėra jokios pabudimo delsos, kai pirmas žmogus praeina 03:00 valandą nakties.

Naujos taisyklės ir nauja programinė įranga pasiekia įrenginį belaidžiu būdu. Tai lemia, kaip tinklas sensta: dauguma funkcijų pakeitimų jau įdiegtame tinkle yra programinės įrangos pusėje bei atkeliauja kaip atnaujinimas, o naujoms aparatinės įrangos funkcijoms vis dar reikia naujos aparatinės įrangos jungtyje. Visa tai pagrįsta trimis fiziniais faktais:

• Valdiklis jungiamas į šviestuvą per jungtį, kurią apibrėžia Zhaga Book 18 – Europos standartas šiai jungčiai. NEMA yra senesnis atitikmuo, naudojamas Jungtinėse Amerikos Valstijose.
• Šviestuvo viduje valdymas vyksta pagal DALI-2 ir jo D4i dalį protokolą, kurį valdiklis naudoja bendraudamas su draiveriu.
• Iki 64 įrenginių gali dalytis vienu valdikliu per šią laidinę DALI magistralę ir Zhaga jungtį. Tai yra vieno mazgo laidinės dalies apribojimas, kuris nieko nesako apie tai, kiek atramų aptarnauja radijo tinklas.

D4i taip pat yra priežastis, kodėl skaičiai yra patikimi. Energijos ir gedimų matavimai gaunami iš paties šviestuvo draiverio – esančio šviestuvo viduje. „Lusety“ valdiklis neatlieka jokio atskiro matavimo. Spintos lygiu „Light Keeper“ spintos valdiklis matuoja jo maitinamo tinklo suvartojimą. „Lusety“ kuria įrenginius pagal Zhaga Book 18, DALI-2 ir D4i standartus neturėdama įrenginio lygio sertifikato šiems standartams, o pati „HORIZON“ yra TALQ sertifikuota kaip centrinė valdymo sistema. Šį skirtumą verta prisiminti skaitant bet kieno techninių duomenų lapą.

Keturi klausimai, kuriuos iš tikrųjų kelia ryšio nutrūkimas

Gatvėje trumpo ryšio nutrūkimo metu mažai kas pasikeičia. Kiekvienas valdiklis jau vykdo savo išsaugotas taisykles, todėl matomas veikimas tęsiasi. Įdomūs klausimai prasideda ilgai trunkančio ryšio nutrūkimo metu. Būtent šiuos klausimus pirkėjai retai užduoda tiekėjui.

Kiek laiko valdiklis gali veikti savarankiškai?

Tvarkaraštis nenustoja galioti todėl, kad nutrūko ryšio kanalas. „Lusety“ valdiklis toliau vykdo išsaugotas taisykles be platformos įsikišimo, o praktinė riba yra tai, ar išsaugotas planas vis dar atitinka tikrovę. Dėl to šis klausimas virsta kitais dviem.

Ar vidinis laikrodis nukrypsta?

Kiekvienas tikrojo laiko laikrodis nukrypsta. Savaites ryšio neturėjęs įrenginys gali vykdyti teisingą tvarkaraštį šiek tiek vėluodamas. Nukrypimo specifikacijos šioje kategorijoje retai skelbiamos, įskaitant ir „Lusety“. Paprašykite šio skaičiaus raštu bei pasiteiraukite, ar valdiklis iš naujo sinchronizuoja savo laiką prisijungęs, nes tvarkaraštis yra tik toks tikslus, koks tikslus yra jo laikrodis.

Ką daro išsaugotas tvarkaraštis keičiantis saulėlydžio laikui?

Čia išsiskiria du įrenginyje esančių tvarkaraščių modeliai. Fiksuotas valandų sąrašas pasensta keičiantis sezonui. Astronominis tvarkaraštis vietoje perskaičiuoja saulėlydį pagal datą bei šviestuvo koordinates, todėl jis išlieka tikslus per bet kokios trukmės ryšio nutrūkimą. Šis skirtumas nėra menkas: per lygiadienius saulėlydžio laikas keičiasi maždaug dviem minutėmis per dieną Baltijos šalių platumose netoli 55 laipsnių šiaurės platumos. Atėnų platumoje jis keičiasi apie vieną minutę per dieną, todėl šiauriniame pakraštyje fiksuotas sąrašas per savaitę ar dvi nukrypsta ketvirčiu valandos. „Lusety“ valdikliai jau naudoja kiekvieno šviestuvo koordinates adaptyviam atsakui, o tai yra tie patys duomenys, kurių reikia astronominiam skaičiavimui. Visgi, pasitikslinkite su bet kuriuo tiekėju, kurį iš dviejų modelių naudoja jo neprisijungus veikiantis tvarkaraštis.

Kas nutinka pakeitimui, kuris buvo išsiųstas, kai mazgas buvo nepasiekiamas?

Pakeitimas laukia eilėje platformoje. HORIZON jį sulaiko ir pritaiko, kai valdiklis vėl tampa pasiekiamas, o valdiklis tuo tarpu apie tai nieko nežino ir toliau vykdo tai, ką jau turi. Stebėjimas taip pat atnaujinamas prisijungus. Nereikėtų daryti prielaidos, kad įrenginys išsaugojo ryšio nutrūkimo metu atliktus matavimus ir vėliau juos užpildys. Aiškiai paklauskite, ar istoriniai duomenys iš ryšio nutrūkimo lango yra atkuriami ar tiesiog prarandami bet kurioje sistemoje, nes frazė „sistema pasiveja“ sakoma kur kas dažniau, nei tai nurodoma specifikacijose.

Kur slypi pavieniai gedimo taškai

Valdikliai bendrauja tarpusavyje per mažos galios radijo dažnių tinklą (angl. RF mesh), kur kiekvienas gali perduoti duomenis per savo kaimynus. Tinklas nukreipia srautą aplink atsijungusį mazgą, todėl neveikiantis valdiklis neizoliuoja už jo esančių šviestuvų. Šis vietinis sluoksnis ir ryšio kanalas į debesiją yra dvi atskiros užduotys. Ryšio architektūra, kuri jas valdo, nusipelno atskiro skaitymo.

Pats ryšio kanalas yra LTE mobilusis ryšys. Jis gali būti kiekviename įrenginyje, arba ryšio valdiklis gali agreguoti šviestuvų grupę į vieną modemą, kad daugelis atramų dalytųsi vienu ryšiu. Agregavimas išties sukoncentruoja priklausomybę ir teisinga taip sakyti: jei sugenda ryšio valdiklis, ta grupė nustoja teikti ataskaitas. Naudojant krašto valdymą tokiu atveju prarandamas matomumas, tačiau gatvė lieka apšviesta. Nuo debesijos priklausomoje architektūroje tas pats ryšio valdiklio gedimas reiškia apšvietimo gedimą.

Ką krašto valdymas reiškia integratoriams

Integratoriui krašto atskyrimas pakeičia tai, ką turi garantuoti diegimas, nes įrenginiai toliau veikia nepriklausomai nuo to, ar centrinis ryšys yra tvarkingas. Yra du būdai, kaip prijungti apšvietimą prie „HORIZON“. Pirmasis – įdiegti pačios „Lusety“ valdiklius, kurie natūraliai vykdo krašto logiką. Antrasis – prijungti trečiųjų šalių valdiklius, kuriuos „HORIZON“ gali valdyti, jei jie yra sertifikuoti TALQ Consortium – organizacijos, apibrėžiančios, kaip įrenginiai bei valdymo sistemos keičiasi duomenimis.

Šis antrasis kelias yra nepriklausomybės nuo tiekėjo argumentas praktikoje. Jis turi svarbią išlygą. TALQ turi privalomą funkcijų rinkinį bei pasirenkamas funkcijų grupes, kurios surašytos kiekvieno produkto funkcijų sąraše (angl. capability list), todėl du sertifikuoti produktai vis tiek gali nesutapti dėl jums reikalingo konkretaus dalyko. Integracijos darbai taip pat nedingsta: trečiosios šalies valdiklio prijungimas vis tiek reikalauja derinimo bei palaikymo, nors tam ir nėra jokių apribojimų. Prieš pasirašydami sutartį, patikrinkite tris dalykus.

• Kokias pasirenkamas TALQ dalis įgyvendina kiekviena pusė, be to, kad abi turi sertifikatą.
• Kokius tiksliai duomenų taškus jums reikia nuskaityti bei įrašyti, patvirtinus, kad jie palaikomi abiejose pusėse.
• Kas atlieka integracijos darbus ir kas už juos moka, kai du produktai nesutampa.

Konkurse saugi formuluotė yra reikalauti sistemų, sukurtų pagal TALQ specifikacijas, o tada įvardyti jums reikalingus duomenų taškus, nes pats sertifikatas nėra visas atsakymas. Prieš rašant reikalavimą, verta pasidomėti atviraisiais standartais, slypinčiais už šios architektūros.

Kiek kainuoja krašto valdymas ir kada debesijos sprendimas yra geresnis pasirinkimas

Krašto valdymas turi faktinių išlaidų. Jos tenka tam, kas eksploatuoja tinklą.

• Programinė įranga tampa ūkiu, kurį reikia prižiūrėti. Kiekvienas įrenginys turi logiką, todėl kiekvienam įrenginiui reikia versijos, atnaujinimo kelio bei žmogaus, sekančio, kas kur įdiegta.
• Taisyklės turi būti paskirstytos kiekvienam įrenginiui. Pusiau baigtas diegimas palieka tinklą dviejose būsenose. Gatvė atrodys nuosekliai, nors duomenys tyliai rodys ką kita.
• Pakeisti veikimą visur vienu metu yra lėčiau. Centrinė logika yra vienas redagavimas; paskirstytoji logika yra kampanija.

Nuo debesijos priklausomi sprendimai siūlo veidrodinį to atspindį. Optimizavimas dideliame tinkle ar keliuose miestuose yra lengvesnis, kai sprendimai priimami vienoje vietoje, matančioje visumą. Įrenginio aparatinė įranga gali būti paprastesnė bei pigesnė, kai jai nereikia saugoti ir vykdyti logikos. Modelių bei algoritmų atnaujinimai įdiegiami centralizuotai, niekam neprisiliečiant prie atramos. „Schréder“ apibūdina savo „EXEDRA“ valdymo sistemą kaip pritaikytą debesijai (angl. cloud-native) bei sukurtą „Microsoft Azure“ pagrindu, todėl tai yra apgalvotas rimto tiekėjo pasirinkimas, kurį verta vertinti rimtai.

Sąžiningas požiūris yra pasirinkimas, kokio gedimo labiau norėtumėte. Nuo debesijos priklausomas sprendimas sugenda matomai – gatvėje, naktį, gyventojų akivaizdoje. Krašto architektūra sugenda tyliai, tinklo viduje, kai atnaujinimą praleidę mazgai vykdo pasenusias taisykles, nors šviestuvai atrodo gerai. Gatvių apšvietime, kur paslauga susijusi su visuomenės saugumu, o matomas gedimas yra brangus, balansas krypsta link krašto valdymo. Sistemai, kurioje niekas nepastebi blogos valandos, taip gali ir nebūti.

Saugumo klausimas, kurį verta įtraukti į konkursą

Krašto valdymas perkelia sprendimų priėmimą į tūkstančius neprižiūrimų įrenginių, stovinčių viešojoje erdvėje. Tai yra tiek saugumo, tiek atsparumo klausimas. Duomenų šifravimas perdavimo bei ramybės būsenoje, raktų valdymas, pasirašyta programinė įranga belaidžiams atnaujinimams ir pasirengimas Europos Sąjungos NIS2 kibernetinio saugumo direktyvai yra pagrįsti dalykai, kurių verta raštu reikalauti iš bet kurio tiekėjo. Įtraukite juos į techninius reikalavimus, nes užtikrintas atsakymas susitikime bei dokumentuotas atsakymas specifikacijoje nėra tas pats.

Kam skirta debesija, kai šviestuvai veikia savarankiškai

Kai platforma nebėra įtraukta į nuolatinį sekundžių tikslumo ciklą, ji gali atlikti darbą, kuriam reikia centrinio vaizdo. „HORIZON“ automatiškai kuria taisyklėmis pagrįstus pranešimus bei pateikia juos pagal lygį: kritinius, įspėjimus arba informacinius. Kiekvienas jų nurodo, kada jis buvo pirmą kartą pastebėtas ir kiek laiko prireikė jam išspręsti.

Vienas pavyzdys parodo, kodėl šis darbas priklauso debesijai. Taisyklė gali pažymėti šviestuvą, vartojantį energiją, kai jo profilis nurodo, kad jis turėtų būti išjungtas. Valdiklis negali to užfiksuoti savarankiškai, nes jis daro tiksliai tai, kas jam buvo liepta. Prieštaravimas išryškėja tik tada, kai matavimas iš draiverio palyginamas su planu, o šis palyginimas atliekamas centralizuotai. Ta pati logika skatina prognozuojamąją techninę priežiūrą gatvių apšvietime, kur daugelio šviestuvų modelis pasako daugiau, nei žino bet kuris pavienis įrenginys. Krašto valdymas nesumažina debesijos darbo. Jis patraukia debesiją iš veikimo kelio į vietą, kurioje tinklas yra planuojamas bei analizuojamas.

Dažniausiai užduodami klausimai

Ar išmanus miesto apšvietimas toliau veikia be interneto ryšio?

Krašto valdymo sistemoje – taip. Kiekvienas valdiklis saugo savo tvarkaraštį bei taisykles vietoje, todėl jis toliau įsijungia, pritemdo šviesą ir reaguoja į judėjimą, kol ryšys su platforma yra nutrūkęs. Sustabdomas tik centrinis darbas: matavimai nustoja plaukti aukštyn. Jokie pakeitimai negali būti pristatyti, kol ryšys neatsistatys.

Kuo skiriasi krašto ir debesijos valdymas?

Krašto valdymas perkelia sprendimų priėmimą į įrenginius, todėl jie veikia savarankiškai. Debesijos valdymas didesnę to dalį laiko centriniame serveryje. Dauguma sistemų naudoja abu sluoksnius. Svarbiausia yra tai, kiek įrenginiai gali padaryti be platformos.

Kas yra decentralizuotas valdymas išmaniajame apšvietime?

Decentralizuotas valdymas, dar vadinamas paskirstytuoju arba krašto valdymu, reiškia, kad kiekvienas šviestuvo valdiklis turi savo tvarkaraštį, laikrodį bei taisykles ir veikia pagal jas vietoje. Joks centrinis serveris neturi būti pasiekiamas, kad šviestuvas įsijungtų, pritemtų ar reaguotų į judėjimą.

Kiek laiko šviestuvo valdiklis gali veikti be platformos?

Išsaugotas tvarkaraštis neturi galiojimo pabaigos, todėl valdiklis toliau jį vykdo. Praktinė riba yra tikslumas: per ilgą ryšio nutrūkimą laikrodžio nukrypimas bei besikeičiantis saulėlydžio laikas yra svarbesni nei paties nutrūkimo trukmė.

Ar valdiklio vidinis laikrodis nukrypsta per ilgą ryšio nutrūkimą?

Kiekvienas tikrojo laiko laikrodis tam tikru mastu nukrypsta. Nukrypimo skaičiai šioje kategorijoje skelbiami retai, todėl paprašykite bet kurio tiekėjo pateikti specifikaciją bei patvirtinimą, kad įrenginys iš naujo sinchronizuoja savo laiką prisijungęs.

Ar išsaugotas tvarkaraštis vis dar atitinka saulėlydį po kelių savaičių?

Tai priklauso nuo tvarkaraščio modelio. Fiksuotas valandų sąrašas nukrypsta nuo saulėlydžio keičiantis sezonui, maždaug dviem minutėmis per dieną per lygiadienius Baltijos šalių platumose. Tvarkaraštis, kuris apskaičiuoja saulėlydį įrenginyje pagal jo koordinates bei datą, išlieka tikslus nepriklausomai nuo to, kiek trunka ryšio nutrūkimas.

Kas nutinka pakeitimui, išsiųstam, kai mazgas buvo nepasiekiamas?

Jis laukia eilėje platformoje. HORIZON sulaiko pakeitimą ir pritaiko jį, kai valdiklis vėl tampa pasiekiamas, o tuo tarpu valdiklis vykdo savo esamas taisykles. Stebėjimas atnaujinamas prisijungus.

Ar krašto valdymas pašalina pavienius gedimo taškus?

Jis pašalina patį didžiausią. Kai šviestuvų veikimas nepriklauso nuo vieno serverio ar ryšio valdiklio, joks pavienis gedimas nesugadina viso tinklo. Savaime gijantis mažos galios radijo dažnių tinklas nukreipia srautą aplink neveikiantį mazgą, todėl jis negali izoliuoti už jo esančių šviestuvų.

Išvados: laikykite intelektą krašte ir žinokite, kiek tai kainuoja

Išmaniajame gatvių apšvietime saugiausia vieta valdymo logikai yra įrenginiuose. Valdiklis, turintis savo laikrodį, tvarkaraštį bei taisykles, užtikrina gatvės apšvietimo veikimą praradus ryšį ar sugedus mazgui. Tai palieka platformą laisvą viso tinklo analizei, agregavimui bei planavimui. Šis atsparumas nėra nemokamas: programinė įranga turi būti prižiūrima visame tinkle, taisyklės turi būti paskirstytos, o pakeisti veikimą visur vienu metu yra lėčiau nei redaguoti vieną centrinę konfigūraciją. Nuo debesijos priklausomas sprendimas atperka būtent šiuos dalykus. Kai kurioms sistemoms tai yra teisingas kompromisas. Gatvių apšvietimas paprastai nėra viena iš jų, nes jo gedimas reiškia tamsią gatvę, o kitų sistemų gedimas reiškia tik vėluojančią ataskaitą. Nuspręskite, kurį gedimą galite pateisinti, o tada paprašykite atsakymų dėl ryšio nutrūkimo raštu prieš pasirašydami sutartį.

Sužinokite daugiau

Jei patikimumas yra jūsų gatvių apšvietimo tinklo prioritetas ir norite suprasti, kaip jį veikia krašto valdymas, mielai tai aptarsime.

Rašykite mums: info@lusety.com

Skambinkite mums: +370 649 91222

Apie Lusety

„Lusety“ yra išmanaus miesto apšvietimo įmonė, įsikūrusi Kaune, Lietuvoje. Ji kuria gatvių apšvietimo valdiklius ir „HORIZON“ debesijos platformą, leidžiančią miestams ir integratoriams centralizuotai valdyti apšvietimo tinklus. Sistema sukurta pagal atviruosius standartus, įskaitant Zhaga Book 18 bei DALI-2, o „HORIZON“ yra TALQ sertifikuota kaip centrinė valdymo sistema, todėl kito gamintojo įrenginių integravimas išlieka apibrėžtos apimties darbu ir miestai išlaiko savo infrastruktūros kontrolę.