Information system of street lighting control in a smart city

Abstract

EN: Context. In the context of the rapid development of technologies and the implementation of the concept of smart cities, smart lighting becomes a key element of a sustainable and efficient urban environment. The research covers the analysis of aspects of the use of sensors, intelligent lighting control systems with the help of modern information technologies, in particular such as the Internet of Things. The use of such technologies makes it possible to automate the regulation of lighting intensity depending on external conditions, the movement of people or the time of a day. This contributes to the efficient use of electricity and the reduction of emissions into the atmosphere. Objective. The purpose of the paper is to analyze the procedures for creating an information system as a tool for monitoring and evaluating the level of illumination in a smart city with the aim of improving energy efficiency, safety, comfort and effective lighting management. The implementation of a smart lighting system for Lviv will help improve energy efficiency and community safety. Method. A content analysis of scientific publications was carried out, in which the results of research on the creation of street lighting monitoring systems in real urban environments were presented. The collection and analysis of data on street lighting in the city, such as energy consumption, illumination level, lamp operation schedules, and others, was carried out. Machine learning methods were used to analyze data and predict lighting needs. Using the UML methodology, the conceptual model of the street lighting monitoring information system was developed based on the identified needs and requirements. Results. The role of data processing technologies in creating effective lighting management strategies for optimal use of resources and meeting the needs of citizens is highlighted. The study draws attention to the challenges and opportunities of implementing smart lighting in cities, maximizing the positive impact of smart lighting on modern urban environments. The peculiarities of the development and use of an information system for controlling street lighting in a smart city are analyzed. The potential advantages and limitations of using the developed system are determined. Conclusions. The project on the creation of an information system designed to provide an energy-efficient lighting system in a smart city will contribute to increasing security, particularly, ensuring the safety of the community through integration with security systems, reducing energy consumption, through minimizing the electricity usage in periods when the need for lighting is not necessary. It has been determined that to implement an information system for remote monitoring and lighting control in a smart city, it is advisable to consider the possibility of using a complex lighting control system. Calculations were made on the example of Lviv for the city’s lighting needs. The use of motion sensors to determine the need to turn on lighting was analyzed. A conceptual model of the information system was developed using the object-oriented methodology of the UML notation. The main functionality of the information system is defined. UK: Актуальність. У контексті стрімкого розвитку технологій та впровадження концепції смарт-сіті, розумне освітлення стає ключовим елементом сталого та ефективного міського середовища. Дослідження охоплює аналіз аспектів використання давачів, інтелектуальних систем управління освітлення з допомогою сучасних інформаційних технологій, зокрема таких як Інтернет речей. Застосування таких технологій дозволяє автоматизувати регулювання інтенсивності освітлення в залежності від зовнішніх умов, руху людей чи часу доби. Це сприяє ефективному використанню електроенергії та зниженню викидів в атмосферу. Мета роботи полягає в аналізі процедур створення інформаційної системи, як інструменту моніторингу та оцінювання рівня освітленості в розумному місті з метою покращення енергоефективності, безпеки, комфорту та ефективного управління освітленням. Реалізація системи розумного освітлення для міста Львова сприятиме покращенню енергоефективності та безпеки громади. Метод. Проведено контент-аналіз наукових публікацій, в яких подано результати дослідження щодо створення систем моніторингу вуличного освітлення в реальних міських середовищах. Проведено збір та аналіз даних про вуличне освітлення в місті, таких як енергоспоживання, рівень освітленості, графіки роботи світильників та інші. Використано методи машинного навчання для аналізу даних та прогнозування потреб в освітленні. З використанням методології UML розроблено концептуальну модель інформаційної системи моніторингу вуличного освітлення на основі виявлених потреб і вимог. Результати. Висвітлюється роль технологій опрацювання даних у створенні ефективних стратегій управління освітленням для оптимального використання ресурсів та задоволення потреб містян. У дослідженні звертається увага на виклики та можливості впровадження розумного освітлення у містах, максимізації позитивного впливу розумного освітлення на сучасні міські середовища. Проаналізовано особливості розроблення та використання інформаційної системи для контролю вуличного освітлення в розумному місті. Визначено потенційні переваги та обмеження використання розробленої системи. Висновки. Проект із створення інформаційної системи, що покликана забезпечити енергоефективну систему освітлення в розумному місті, сприятиме підвищенню безпеки, зокрема, забезпечення безпеки громади через інтеграцію з системами безпеки, зменшення енергоспоживання, через мінімізацію використання електроенергії в періоди, коли потреба освітлення не є необхідною. Визначено, що для реалізації інформаційної системи дистанційного моніторингу та управління освітленням в розумному місті, доцільно розглянути можливість використання комплексної системи управління освітленням. Проведено розрахунки на прикладі Львова потреби освітленні міста. Проаналізовано використання давачів руху для визначення необхідності увімкнення освітлення. Розроблена концептуальна модель інформаційної системи з використанням об’єктно-орієнтованої методології нотації UML. Визначено основний функціонал інформаційної системи.