Міст до розумного міста: досвід Брістоля в енергозбереженні
Schréder 360 - це серія публікацій, у яких власники, керівники проєктів, кінцеві користувачі та наші інженери розповідають, як народжуються інноваційні рішення. Цього разу ми розглядаємо комплексну трансформацію вуличного освітлення в Брістолі (Велика Британія), яку реалізували шляхом підключення всіх активів міста до платформи Schréder EXEDRA. Оптимізоване освітлення вже зараз економить місту електроенергію, час і гроші, водначас закладаючи основу для розвитку екосистеми розумного міста.
Брістоль — одне з найбільших міст Великої Британії з населенням близько 500 000 осіб. Це потужний інженерний центр, де знаходиться Кліфтонський підвісний міст Брунеля, великий завод компанії Airbus і два провідні університети. Брістоль неодноразово здобував екологічні нагороди, зокрема статус першого велосипедного міста у Великій Британії, і активно працює над покращенням якості життя мешканців, зменшенням викидів вуглецю.
У 2019 році Брістоль представив першу ітерацію своєї стратегії "Єдине місто" (One City Plan). Її мета - перетворити Брістоль до 2050 року на "справедливе, здорове і стале місто; місто надії та прагнень, де кожен може стати частиною загального успіху". Стратегія передбачає роботу над Цілями сталого розвитку ООН (ЦСР) та досягнення нульового рівня викидів вуглецю до 2030 року.
Модернізація освітлення вже відіграла важливу роль в досягненні цих цілей. Звернувшись до Schréder, місто хотіло вийти на новий рівень і відкрити потенціал розумних мережевих рішень. Разом ми побудували систему, яка допоможе їм в майбутньому розширенні інфраструктури і забезпечила 1,4 мільйона фунтів стерлінгів економії на енергоносіях лише за перший рік експлуатації".
Брістоль не мав наміру і потреби в повній заміні чи модернізації всієї мережі вуличного освітлення. Ресурсна база міста налічує близько 35 000 світильників від різних виробників - від автентичних ліхтарів на Коледж-Грін до великого парку світильників Schréder AXIA 3, встановлених у житлових масивах і на дорогах міста.
За останні десять років у місті встановили близько 20 000 LED світильників. Метою оновлення було збільшити економію електронергії, покращити якість вуличного освітлення і закласти основу для майбутніх розумних технологій. Ми допомогли в реалізації цих завдань завдяки впровадженню Schréder EXEDRA - відкритої адаптивної системи централізованого керування (CMS).
Система CMS дозволяє зменшити енергоспоживання та викиди вуглецю через віддалене керування вуличним освітленням. Завдяки контролерам, встановленим на світильниках, оператори освітлення можуть керувати всім портфелем активів і мають безпрецедентний доступ до операційних даних. Це дозволяє виявляти несправне обладнання в режимі реального часу і економити енергію за рахунок оптимізації рівнів освітленості.
Те, що вирізняє Schréder серед інших — це безмежні можливості інтеграції: до CMS можна підключити все, від датчиків до станції зарядки електромобілів. Брістолю було важливо об'єднати світильники від різних постачальників, а не лише продукцію Schréder. Місто шукало довгострокового партнера, здатного підтримати його у впровадженні стратегії "One City Plan".
Технічне завдання включало обов'язкові вимоги щодо прибутковості проєкту і дотримання суворих стандартів кібербезпеки. Після тривалого тендерного процесу, який об'єднав усі зацікавлені сторони, в тому числі ІТ-персонал, підрядників з технічного обслуговування та експертів з охорони довкілля, Брістоль обрав співпрацю зі Schréder.
Ця інвестиція дає багато переваг, одна з яких - витрати проєкту покриваються за рахунок економії енергоресурсів. Фінансування здійснювалося виключно силами муніціпалітету, без залучення коштів уряду Великої Британії чи інших субсидій, за стратегією "інвестуй, щоб заощаджувати"
Шон Тейлор
керівник служби утримання доріг - міська рада Брістоля
Завдяки переконливому бізнес-кейсу, вкладення в проєкт загальною вартістю 11,9 млн фунтів стерлінгів "допоможуть нам як місту краще розуміти власні активи і отримати масив даних для ефективного управління мережею вуличного освітлення в довгостроковій перспективі", - додає Тейлор.
Формування єдиної команди
Першим кроком Брістоля стало внутрішнє рішення: Тейлор призначив Стіва Томаса керівником управління електротехнічними активами автомобільних доріг для нагляду за всіма етапами проєкту.
Нашою метою було перетворити CMS на фундамент розумного міста. Ми мали конкретні вимоги щодо введення в експлуатацію, хотіли спростити цей процес і зробити систему максимально зручною для наших підрядників і працівників. Є чимало подібних систем, але вони були дещо громіздкими.
Стів Томас
керівник управління електротехнічними активами автомобільних доріг - міська рада Брістоля
Брістоль організував день зустрічі з підрядниками, щоб оцінити простоту встановлення обладнання, зручність завантаження даних про активи і визначити потенційні партнерські відносини. Попри те, що Schréder EXEDRA лише з'явилася на ринку, місто побачило в ній можливість для спільної роботи і адаптації платформи під власні вимоги. Для Schréder це стало нагодою визначити свої сильні сторони і доповнити їх потрібним функціоналом. У процесі реалізації проєкту ми відкрили для себе нові можливості Schréder EXEDRA.
"Ми розуміли, чого вони хочуть... у них була хороша команда, і вони забезпечили її потрібними ресурсами", - говорить Клер Томас, керівник відділу прикладних рішень компанії Urbis Schréder. "Замість того, щоб сприймати освітлення суто як інженерну задачу, вони розуміли його як сервіс". Першим етапом стало забезпечення значної економії енергії, а наступним - підтримка Брістоля у будь-якому обраному ними напрямку. Як постачальник по-справжньому розумних рішень, ми забезпечимо підключення до CMS будь-яких активів, датчиків або систем за вибором замовника і підтримаємо місто на шляху до вуглецевої нейтральності.
Навіть коли виникали проблеми через швидкість розгортання, проблеми з обладнанням, зв'язком, процесом, прошивкою чи виявлення раніше невідомих проблем з наявною інфраструктурою, командна робота була на висоті. "Це був певною мірою випробувальний період", - згадує Стів Томас з Брістоля. "Та я був дуже задоволений спільною роботою... і чесністю". Відкрита чітка комунікація стала основою успіху проєкту. "Такі щирі відкриті розмови є вкрай важливими, коли працюєш над таким масштабним проєктом в такому стрімкому темпі", - додає він.
Ключовий фактор — оперативність
З моменту оголошення результатів тендеру до початку першого етапу впровадження залишалося лише п'ять тижнів. Це вимагало від команд швидкого узгодження процесів і обов'язків, а також критерії оцінки успішності проєкту. На стартову зустріч зібралися всі залучені учасники - міська рада Брістоля, підрядник Centregreat, Schréder та інших зацікавлені сторони.
Саме розгортання відбувалося ще швидше. Проєкт охоплював близько 35 000 вуличних світильників, кожен з яких потрібно було обладнати пристроями керування для підключення до Schréder EXEDRA. У 80% випадків Брістоль надав перевагу новим світильникам Schréder з інтерфейсом Zhaga. Решта 20% - світильники різних виробників та переобладнані наявні LED світильники з роз'ємом NEMA.
"Фактично, вже навесні ми працювали на місцях, встановлюючи обладнання. Ми мали дуже мало часу на все: від отримання контракту до закупівлі, поставки і монтажу - все було спрямовано на те, щоб отримати цю економію", - розповідає Стів Томас з Брістоля. "Багато хто казав, що ми не впораємося за такий час, але ми згуртували сили, змогли поставити і змонтувати все обладнання". До літа система була повністю готова до роботи.
Величезну роль у цьому відіграло автоматизоване розгортання. Активація вузлів займає лічені хвилини; монтажник сканує RFID-мітку на пристрої і прив'язує її до відповідної опори на карті, оновлюючи дані в Schréder EXEDRA. "Розумний" підхід полягав в автоматизації процесу введення в експлуатацію та оновленні системи управління активами Брістоля в режимі реального часу. Це дозволило досягнути обіцяної економії енергії майже миттєво. Процес автоматичного введення в експлуатацію та автоматичної інвентаризації економить час, гроші і зусилля підрядника, а також дають кінцевому користувачу і власнику активів впевненість у точності даних.
Статистика надійності після підключення світильників перевершила очікування. За даними Брістоля, понад 99% пристроїв регулярно надсилають автоматичні звіти, а якість з'єднання є високою і стабільною. Дані на дашборді говорять самі за себе:
Економія часу, енергії та коштів
Вже за перший рік реалізації проєкт забезпечив скорочення викидів вуглецю на 58%, що заощадило близько 1,4 млн фунтів стерлінгів і 1 400 тонн вуглецю щорічно - еквівалентно висадженню приблизно 44 700 дерев. Муніципалітет отримав відгуки мешканців: більшість відзначає покращення освітлення, а дехто вважає його занадто яскравим - це можна відрегулювати через CMS без фізичної заміни самих LED-світильників. Крім того, Schréder EXEDRA дозволила BCC контролювати освітлення в екологічно чутливх зонах, зокрема в місцях проживання кажанів.
Як на мене, однією з головних переваг системи є можливість виявляти несправність вуличного освітлення ще до того, як надійдуть скарги від мешканців. Щоранку ми формуємо звіт, який фіксує всі збої в мережі, і можемо оперативно направити бригаду технічного обслуговування перевірити ці вуличні світильники, перш ніж отримаємо звернення від людей.
Шон Тейлор
керівник служби експлуатації автомобільних доріг - центр міста Брістоль
Ще однією перевагєю є енергетичний трейдинг — ключова вимога до будь-якої CMS. Проте BCC хотіли більшого. Подібно до розширеної моделі домашнього смарт-лічильника, Брістоль хотів оплачувати лише фактично спожиту електроенергію. Завдяки встановленим пристроям керування кожен об'єкт освітлення щопівгодини надає звіти про свою роботу, в тому числі про обсяги енергоспоживання. Брістоль став першим муніципалітетом в країні, який позбувся переплат за невикористану електроенергію у вуличному освітленні.
"Тепер ми маємо докази того, що енергія не споживалася, а отже ми не повинні за неї платити, - пояснює Шон Томас. - Ми один з небагатьох муніципалітетів в країні, який не платить за освітлення, яке насправді не працювало".
Все просто, без ускладнень
Початковий план модернізації освітлення в Брістолі передбачав 70 різних типів світильників, кожен з яких мав кілька графіків ввімкнення та дімування. Після обговорень ми вирішили обрати лише кілька основних моделей. Це допоможе мінімізувати складські запаси і уникнути помилок при монтажі.
Разом із Брістолем ми перенесли всю складність у цифрову площину — в систему Schréder EXEDRA. Ми заздалегідь завантажили туди графіки роботи під час встановлення обладнання: монтажнику достатньо було відсканувати QR-код на вузлі, а все інше відбувалося автоматично. Дані оновлюються того ж дня, тож економити на енергії можна вже протягом 24 годин після внесення світильника в систему.
Клер Томас
керівник відділу прикладних рішень - Urbis Schréder
Завдяки спільним зусиллям з Брістолем та нашому експертному досвіду в освітленні, ми оптимізували перелік запропонованих світильників до десяти функціональних і п'яти декоративних типів, зберігши при цьому три наявні моделі ліхтарів. Передбачено також 38 графіків освітлення, зокрема для перехоплювальних парковок. Проєкт вимагав ретельного планування перед монтажем та інтеграції цифрових даних до CMS. Проте тепер, після впровадження, конфігурації можна адаптувати без обмежень відповідно до мінливих потреб міста.
Відкритість до змін
Одним з пріоритетів Брістоля була відкритість та інтероперабельність системи. Зважаючи на широкий вибір світильників, відповідність TALQ була базовою вимогою. Маючи амбітні плани на майбутнє, місто хотіло впевненості в тому, що ми зможемо підтримати їхній подальший шлях у розвитку розумного міста через інтеграцію апаратного і програмного забезпечення інших виробників.
Ми розробили систему Schréder EXEDRA на модульній основі, що означає: наявні прилади освітлення та керування можна легко інтегрувати з новими придбаннями і самою системою Schréder EXEDRA. Ми вже інтегрували перші пристрої для моніторингу та керування електричними навантаженнями там, де конструкція світильника не дозволяє встановити стандартний вузол; наразі Брістоль вивчає можливість використання датчиків для управління дорожнім рухом, які легко інтегруються в спільно побудовану систему.
"Ви маєте бути відкритими: як тільки щось підключаєте до системи - ви стаєте прозорими, і цю прозорість потрібно прийняти, - каже Томас з Urbis Schréder. - Це досить лякаюча концепція, але саме вона стимулює справжній колаборативний підхід. Цей підхід дозволяє працювати з клієнтом як одна команда, щоб спільно знаходити і впроваджувати рішення, які забезпечать найкращий результат для всіх учасників проєкту".
Перевершення очікувань, переосмислення майбутнього
Досягнувши 58% скорочення викидів вуглецю, Брістоль вже думає про наступні кроки. Команда Тейлора і Томаса наразі випробовує датчики зі штучним інтелектом, які можуть відстежувати транспортні потоки, погодні умови та інші показники систем. Однією з можливостей може стати адаптивне освітлення на певних транспортних маршрутах.
"Тепер ми маємо цілісну мережу по всьому місту, яка може передавати дані до міської ради Брістоля", - говорить Стів Томас. З огляду на величезний потенціал системи, команда Брістоля вже розмірковує над новими перспективами.
Який би шлях вони не обрали, Schréder готовий підтримати їх на цьому шляху.