Il moderno lampione sta subendo una trasformazione massiccia da lampade al sodio ad alta pressione a design a LED ad alta efficienza. I fattori di forma e i sistemi di controllo dell'illuminazione subiranno una trasformazione irripetibile che aggiungerà interconnettività wireless, intelligenza e una serie di sensori ambientali e capacità di imaging video. Come pietra angolare di molti piani comunali per la città intelligente di domani, dovranno essere affrontate le domande su come accedere, archiviare, proteggere e gestire le nuove ondate di dati sui lampioni connessi.
Centinaia di milioni di lampioni questa sera compiranno la loro tradizionale missione di illuminazione, ma allo stesso tempo vengono presi in considerazione per molto di più. Le loro posizioni individuali all'interno di una griglia aggiornabile su quasi tutte le strade cittadine e le formazioni collettive all'interno dei distretti municipali sono uniche tra le risorse del settore pubblico. Saranno presto sfruttati da una varietà di interessi pubblici (e privati) alla confluenza di un massiccio aggiornamento a un'illuminazione a LED più efficiente. Daranno il via all'evoluzione di molte iniziative di smart city guidate dai progressi della tecnologia wireless 5G e dalle applicazioni IoT. Alcuni vedranno questi aggiornamenti come inevitabili e desiderabili. Altri vedranno il lampione come il fulcro di un movimento di big data con implicazioni ben oltre il loro scopo originale … come un altro esempio in cui la tecnologia potrebbe aver superato la comprensione pubblica o la supervisione municipale. In ogni caso, il concetto secolare di cosa sia (o potrebbe essere) un lampione pubblico non sarà mai lo stesso.
All'inizio: un unico scopo
Fin dai primi tentativi di sfruttare il gas vulcanico o bruciare petrolio, gli umani sono stati attratti dalla prospettiva di spremere più ore utili da ogni giorno illuminando la notte. I lampioni municipali illuminano i percorsi dei viaggiatori da centinaia di anni ormai, con molti nuclei urbani che operano 24 ore su 24, 7 giorni su 7, come città che non dormono mai, o raramente.
Secoli fa, i governatori della città imponevano l'uso di lampade a olio sui muri delle case di città rivolte verso la strada per rendere la notte una parte meno minacciosa del ciclo quotidiano. Con l'installazione dei lampioni pubblici, i progetti si sono evoluti da deboli fiamme sopraelevate che bruciavano da stoppini imbevuti di olio di pesce a modelli sempre più avanzati. Gli innovativi riflettori in rame argentato che potevano focalizzare e dirigere meccanicamente la luce di una fiamma divennero popolari a Parigi durante gli anni 1760. Decenni dopo, le lampade a gas hanno raggiunto il mainstream in Inghilterra e hanno introdotto una rete più luminosa di "soli artificiali" insieme a un nuovo titolo di lavoro: lamplighter.
L'ingegnere russo Pavel Yablochkov ha introdotto un approccio per l'illuminazione stradale elettrica a Parigi che utilizzava lampade ad arco di carbonio a corrente alternata. Nel 1879, la società di Thomas Edison aveva dimostrato un sistema di illuminazione stradale elettrica a 12 unità a Cleveland, Ohio, che ha definito un nuovo tipo di pubblica utilità con l'illuminazione stradale al centro. Negli anni 1880, Barcellona commissionò la produzione di lampioni a candelabri all'acclamato artista spagnolo Antoni Gaudí. Molti di questi sono ancora in piedi oggi e comunemente attirano i turisti per i selfie su Instagram. Quando le città di tutto il mondo installarono le proprie griglie per l'illuminazione a gas all'inizio del secolo, i progetti per i lampioni variavano dal pratico all'ornato. produttore britannico, amplificatore William Sugg &; Co, ha prodotto un catalogo con dozzine di modelli tra cui il Metropole, il Lambeth e il Westminster, ciascuno con lampade abbinate e opzioni di piedistallo per pali alti fino a 20 piedi. I londinesi riconosceranno i famosi piedistalli di pesci contorti di quest'epoca mentre camminano oggi lungo il Tamigi.
In meno di un secolo, gli urbanisti sono passati da lampade alimentate a gas, spesso mantenute dai dipartimenti di polizia, a sistemi di illuminazione completamente elettrificati sfruttando matrici costituite da migliaia di lampioni posizionati lungo le strade della città. Nei tempi moderni, stiamo assistendo alla prossima transizione: dalle lampade al sodio ad alta pressione (HID), che sono ancora il tipo più comune di illuminazione stradale, alle soluzioni LED più efficienti.
L'illuminazione pubblica del settore pubblico è spesso la più grande spesa fissa del fondo generale di una città ogni anno. Questo è uno dei motivi per cui l'attrattiva delle soluzioni basate su LED che promettono notevoli risparmi operativi è un'apertura così facile tra gli amministratori della città.
Da una rete di poli alla connettività in rete
Mentre le organizzazioni di pubblica utilità lavorano con i loro fornitori di fiducia per affrontare la migrazione all'illuminazione basata su LED, vengono introdotti tutti i tipi di progressi tecnologici correlati nel mix. L'altezza, la posizione e l'elevazione dei lampioni di un comune offrono un luogo promettente per sensori di traffico intelligenti, telecamere di sicurezza ad alta definizione, hotspot Wi-Fi® pubblici, sensori ambientali, stazioni base 4G/LTE e 5G per piccole celle, pannelli solari e nodi IoT per applicazioni che devono ancora essere sviluppate.
I lampioni sono posizionati naturalmente lungo strade e strade, dove si trovano le persone. Questo è davvero un immobile significativo! I piccoli quadrati di terra in cui sono ancorati i pali della luce e i lampioni potrebbero essere tra i più notevoli appezzamenti di terreno su base quadrata in qualsiasi città. Per secoli, le società di servizi pubblici si sono assicurate servitù per far passare fili, cavi e tubi e installare le relative infrastrutture. Le società elettriche, del gas, delle telecomunicazioni, dell'acqua, delle fognature e della televisione via cavo utilizzano spesso servitù pubbliche per collegare i servizi ai cittadini. Le servitù pubbliche che consentono l'infrastruttura dei servizi pubblici su terreni privati si combinano con la proprietà della città per creare una matrice di pali sopraelevati ideali per consentire l'interconnettività wireless e come gateway per le reti pubbliche. La loro posizione e disponibilità per la tecnologia co-locata ha spinto i lampioni municipali nel ruolo di catalizzatore per ottenere iniziative di città intelligenti fuori dal tavolo da disegno e nel mondo reale.
Storicamente, il panorama dei lampioni stradali è stato privo di connettività di rete su larga scala o standard universali. I leader urbani devono spesso affrontare costosi costi operativi e oneri di manutenzione, insieme a risultati di efficienza energetica tutt'altro che stellari. I comuni stanno ora iniziando a pubblicizzare piani e proposte per programmi IoT smart city che promettono soluzioni convenienti per la gestione dei beni pubblici e l'interconnessione tra le comunità vicine. Sia nelle agenzie di servizi pubblici gestite dallo stato che nelle agenzie pubbliche/private altamente regolamentate, il concetto di illuminazione stradale come tecnologia abilitante per progetti di città intelligenti ha un grande slancio. Si prevede che i lampioni connessi riducano il costo dell'illuminazione municipale e offrano funzionalità avanzate impensabili una generazione fa. I gestori della città saranno in grado di manipolare i livelli di illuminazione durante il giorno, aumentandoli gradualmente all'avvicinarsi del tramonto... come un gigantesco soggiorno su un interruttore dimmer. I picchi nel traffico veicolare, i cambiamenti dinamici delle condizioni meteorologiche, i comportamenti antisociali e le riunioni pubbliche in occasione di grandi eventi potrebbero essere integrati con una maggiore illuminazione da piattaforme di città intelligenti (SCP). Immagina un futuro in cui i percorsi on-demand codificati a colori degli apparecchi di illuminazione della città possano essere attivati in un istante per fornire segnali visivi per l'evacuazione durante un'emergenza ambientale o segnali direzionali per i primi soccorritori che arrivano sulla scena di un incidente.
Le città di tutto il mondo hanno avviato progetti di aggiornamento dei LED con un occhio alla migrazione degli obiettivi delle città intelligenti nei loro piani a lungo termine. Miami, Parigi, Madrid, Los Angeles, Giacarta, Montreal, Birmingham (Regno Unito), Dongguan (Cina), Buenos Aires e Milano sono state particolarmente aggressive nell'implementazione degli aggiornamenti dei lampioni a LED connessi.
Verso una Smart City abilitata all'IoT
Non hai bisogno di conoscere le tue ghiande dalle tue teste di cobra per capire che una griglia connessa di lampioni a LED potrebbe anche offrire una serie di vantaggi paralleli a gestori di città, dipartimenti di polizia, organizzazioni di servizi di emergenza e cittadini quando sono potenziati con funzionalità aggiuntive che sfruttare la loro posizione, gestibilità e accesso al potere. (Nota: le ghiande sono le lampade a forma di globo che si trovano in cima ai pali della luce e proiettano un modello di luce quasi omnidirezionale, mentre le teste di cobra sono le configurazioni sopraelevate che si estendono fino alla fine dei bracci ad arco gradualmente e dirigono i loro raggi verso le strade e strade).
Per loro stessa definizione, i lampioni connessi sono proprio questo. Collegato. Ciò potrebbe essere ottenuto tramite Ethernet, ma la maggior parte delle architetture modulari richiederà moduli di comunicazione wireless come LoRa® per l'interconnettività a lungo raggio tra luci adiacenti e connessione a SCP municipali, nonché Bluetooth® per connessioni a corto raggio a livello di dispositivo o al palo livello. I moduli 4G/LTE e 5G introducono un'altra via sicura per la connessione a sistemi governativi locali, database di manutenzione e soluzioni di aggiornamento firmware e software over-the-air (OTA), mentre la tecnologia Wi-Fi aggiunge un'opzione wireless ibrida e potenziali funzionalità di hotspot pubblici al cassetta degli attrezzi dell'ingegnere di rete metropolitana.
Un involucro per lampione OEM resistente alle intemperie progettato per LED che include anche uno spettro completo di opzioni di connettività wireless è solo la base di riferimento. Anche i nodi Narrowband IoT (NB-IoT) troveranno una casa in queste architetture. Allora, che ne dici di sensori?
C'è stato un tempo in cui i gestori della città registravano le temperature da un luogo singolare, come un aeroporto. Sembrano secoli bui adesso. Considera i sensori di temperatura a ogni angolo di strada o nella maggior parte dei lampioni della città. Avresti una capacità di mappatura termica senza precedenti su ogni nodo con un'ampia varietà di casi d'uso. Ora aggiungi sensori di umidità, sensori di vibrazione per monitorare l'attività sismica, sensori sonori, fotocellule e tutti i tipi di sensori di movimento per monitorare i modelli di traffico e la densità di pedoni, biciclette, motocicli, automobili, camion e autobus. I sensori sonori potrebbero ascoltare le frequenze uniche di rottura del vetro e lo stridore dei freni per indirizzare i primi soccorritori sulle scene dell'incidente prima che venga avviata la prima chiamata di emergenza. La magia che molti propongono avviene quando un accesso sicuro e aperto a questi dati sensoriali è disponibile per sviluppatori di terze parti in modo che possano creare app di parcheggio, indici di qualità dell'aria in tempo reale e sistemi intelligenti di gestione del traffico.
Fotocamere e audio? Le videocamere 4K sono un'ovvia opzione modulare nell'era del 5G. Telecamere IP ad alta definizione, sensori di immagine e microfoni possono essere utilizzati per collegare i feed in tempo reale ai sistemi di archiviazione multimediale del municipio, dei dipartimenti di polizia o direttamente alle organizzazioni dei servizi di emergenza. Gli spedizionieri potrebbero schierare i primi soccorritori con informazioni video in tempo reale sugli ambienti di emergenza che incontreranno... prima del loro arrivo. Il video potrebbe essere archiviato per periodi designati e contrassegnato con la posizione precisa di ciascun nodo video sospeso.
antenne di rete e piccole celle potrebbero essere generatori di entrate per una città mentre l'illuminazione a LED sta tagliando le bollette energetiche. Questo è un passo potente. E uno che diventa più realistico con ogni componente aggiuntivo che può essere collocato insieme durante l'illuminazione a LED di migrazione di massa.
Quando un lampione non è più un lampione
Pochi sosterrebbero che il potenziale di utilizzare la tecnologia della città intelligente (tramite lampioni collegati) per abilitare app per pedoni ipovedenti, creare percorsi sicuri per chi fa jogging o fornire dati spazialmente consapevoli per localizzare i bambini scomparsi sarebbe qualcosa di meno del 100% positivo.
Ma con ogni grande balzo in avanti che coinvolge i dati personali e la tecnologia video, la domanda su chi ha accesso ai dati e ai video (e perché) seguirà sicuramente. E questa domanda sarà sicuramente rafforzata da giustificate preoccupazioni sulla sorveglianza e sulla privacy.
Domanda: Hai notato che è difficile usare la parola sorveglianza in una frase che trasmette un messaggio positivo? Una volta utilizzato, di solito ci sono molte spiegazioni da fare.
È anche molto difficile descrivere la quantità di privacy che ci si dovrebbe aspettare sulle strade cittadine o il grado di anonimato che si dovrebbe assumere in un luogo pubblico, quindi non ci proverò nemmeno. Questo è il lavoro di urbanisti, leader di comunità, politici, sostenitori della privacy, agenzie governative, dipartimenti di polizia e consigli comunali, tra gli altri. È probabile che vari ampiamente da persona a persona. Di città in città. E di paese in paese.
networking e monitoraggio ambientale abilitato per IoT, l'attrattiva di sfruttare l'infrastruttura stradale intelligente e connessa non può essere sottovalutata.
I comuni first mover hanno scoperto che molti cittadini scoprono funzionalità video nei lampioni stradali solo dopo l'inizio dei programmi pilota, indipendentemente dalle audizioni pre-lancio e dalle campagne di sensibilizzazione pubblica. In alcuni casi, la richiesta di accesso alle riprese video da parte di un'agenzia delle forze dell'ordine susciterà interesse tra i membri della comunità. Spesso è troppo tardi. Un contraccolpo è inevitabile. A quel punto, i lampioni non sono lampioni. Sono torri di spionaggio video clandestine. Scanner per targhe. E macchine per il riconoscimento facciale.
Siamo in un momento e in un luogo non dissimili dal settore degli UAV (droni) al dettaglio abilitati per le telecamere circa sette o otto anni fa. C'era una domanda repressa da parte delle agenzie immobiliari di utilizzare riprese video e fotografie con droni per aiutare a vendere case. Apparentemente innocuo. Ma la tecnologia era molto più avanti della politica. La Federal Aviation Administration (FAA) degli Stati Uniti e un gruppo delle più grandi agenzie immobiliari sembravano concordare con una coalizione in continua crescita di gestori di città sul fatto che le applicazioni commerciali per l'uso dei droni dovevano essere vietate (temporaneamente) fino a quando le leggi, le regole e le politiche non avrebbero potuto prendere piede. su. Apparentemente hanno detto: "Non avevamo previsto la disponibilità diffusa di questa tecnologia e abbiamo bisogno di tempo per considerare come dovrebbe essere gestita". Ci sono voluti diversi anni prima che la legislazione, la regolamentazione e l'istruzione si mettessero al passo con la tecnologia.
