Inventory number IRN Number of state registration
0225РК01213 AP19679604-OT-25 0123РК00841
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Заключительный Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 2 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 2
Number of books Appendicies Sources
1 4 64
Total number of pages Patents Illustrations
133 1 64
Amount of funding Code of the program Table
29653274.69 AP19679604 19
Name of work
Интеллектуальное уличное освещение – оптимизированная общая система управляемых автономных светодиодных светильников с высокоэффективным и долговечным электронным механизмом управления
Report title
Type of work Source of funding The product offerred for implementation
Applied Метод, способ
Report authors
Джунисбеков Мухтар Шардарбекович , Тургынбеков Ербол Сарсенбекович , Григорьев Дмитрий Васильевич , Тлемисов Бахтияр Бахытулы , Адилбаев Андас Аманбаевич , Аргынбаев Байрон Мангистауович ,
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Таразский университет имени М.Х. Дулати"
Abbreviated name of the service recipient Некоммерческое акционерное общество "Таразский университет имени М.Х. Дулати"
Abstract

Интеллектуальная автономная система уличного освещения на базе светодиодных светильников, интегрированных с солнечными источниками питания, SCADA-диспетчеризацией и алгоритмами искусственного интеллекта.

Жарықдиодты шамдар негізінде құрылған, күн батареяларымен, SCADA-диспетчерлеумен және жасанды интеллект алгоритмдерімен біріктірілген интеллектуалды автономды көше жарықтандыру жүйесі.

Разработка и исследование интеллектуальной системы уличного освещения, обеспечивающей высокую энергоэффективность, долговечность и устойчивость к климатическим воздействиям за счёт применения нейросетевых алгоритмов прогнозирования, адаптивного управления яркостью и использования усовершенствованных конструкционных материалов.

Нейрондық желі алгоритмдерін қолдану арқылы аккумулятор күйін болжау, жарықтықты адаптивті басқару және жетілдірілген құрылымдық материалдарды пайдалану есебінен жоғары энергия тиімділігін, ұзақ мерзімділікті және климаттық әсерлерге төзімділікті қамтамасыз ететін интеллектуалды көше жарықтандыру жүйесін әзірлеу және зерттеу.

Математическое моделирование в среде MATLAB/Simulink, применение рекуррентных нейронных сетей для прогнозирования состояния аккумуляторов, создание цифрового прототипа SCADA на базе контроллера Siemens S7-1200, а также лабораторные испытания корпусов из анодированного алюминиевого сплава АД31. В исследовании использовались методы теплового анализа, фотометрии, моделирования методом конечных элементов и экспериментальные испытания LED-светильников.

MATLAB/Simulink ортасында математикалық модельдеу, аккумуляторлардың заряд күйін болжау үшін қайталамалы нейрондық желілерді қолдану, Siemens S7-1200 контроллері негізінде SCADA-ның цифрлық прототипін жасау, сондай-ақ анодталған алюминий қорытпасы АД31 материалынан жасалған корпустарға зертханалық сынақ жүргізу. Зерттеуде жылулық талдау, фотометрия, ақырлы элементтер әдісімен модельдеу және LED шамдарының эксперименттік сынақ әдістері пайдаланылды.

Разработана цифровая модель автономного светильника, интегрированная с системой прогнозирования состояния заряда аккумулятора на основе нейросетевых алгоритмов, что позволяет предотвращать глубокий разряд и увеличивать срок службы батареи. Создан алгоритм адаптивного управления яркостью с использованием PIR-датчиков, обеспечивающий снижение энергопотребления до 60 %. Проведено исследование анодированных корпусов из алюминиевого сплава АД31, доказавшее повышение теплопроводности и коррозионной стойкости материала. Реализована SCADA-платформа с иерархией «Город → Улица → Фонарь», обеспечивающая диагностику, диспетчеризацию и визуализацию данных в реальном времени.

Аккумулятордың заряд деңгейін нейрондық желі алгоритмдері арқылы болжайтын жүйемен біріктірілген автономды шамның цифрлық моделі әзірленді, бұл терең разрядты болдырмауға және батареяның қызмет ету мерзімін ұзартуға мүмкіндік береді. PIR-датчиктерін қолданатын адаптивті жарықтықты басқару алгоритмі жасалып, энергия тұтынуды 60 %-ға дейін азайтуға мүмкіндік берді. АД31 алюминий қорытпасынан жасалған анодталған корпустар зерттеліп, олардың жылу өткізгіштігі мен коррозияға төзімділігінің артқаны дәлелденді. «Қала → Көше → Шам» иерархиясы бойынша нақты уақыттағы деректердің диагностикасын, диспетчерлеуін және визуализациясын қамтамасыз ететін SCADA платформасы іске асырылды.

Интеллектуальный светильник включает солнечную панель, аккумуляторную батарею, LED-модуль, микроконтроллер Siemens S7-1200, панель оператора HMI (TP700 Comfort) и PIR-датчик движения. Система работает в автономном и сетевом режимах, поддерживает адаптивное управление яркостью, диагностику состояния и диспетчеризацию через SCADA. Применение нейросетевых алгоритмов и солнечной энергии позволило снизить энергопотребление на 45–70 % и эксплуатационные расходы в 2–3 раза. Использование отечественных материалов и компонентов обеспечивает эффект импортозамещения и снижает себестоимость производства.

Интеллектуалды шам құрамына күн панелі, аккумулятор, LED-модуль, Siemens S7-1200 микроконтроллері, HMI (TP700 Comfort) операторлық панелі және PIR қозғалыс датчигі кіреді. Жүйе автономды және желілік режимдерде жұмыс істейді, жарықтықты адаптивті түрде басқарады, күйін диагностикалайды және SCADA арқылы диспетчерленеді. Нейрондық желі алгоритмдері мен күн энергиясын қолдану энергия тұтынуды 45–70 %-ға, ал пайдалану шығындарын 2–3 есеге дейін азайтуға мүмкіндік берді. Отандық материалдар мен құрамдас бөліктерді пайдалану импортты алмастыру әсерін қамтамасыз етіп, өндіріс өзіндік құнын төмендетеді.

В рамках проведённых исследований был изготовлен макетный вариант интеллектуального светильника, предназначенный для проверки работоспособности алгоритмов управления, тестирования нейросетевых моделей прогнозирования и получения экспериментальных данных для обучения систем искусственного интеллекта. Разработанный макет подтвердил корректность заложенных технических решений и функционирование основных узлов системы в лабораторных условиях Dulaty University. Полученные результаты послужили основой для подготовки к этапу промышленного производства. Для перехода к серийному внедрению и выпуску действующих образцов требуется дополнительное финансирование и организация производственной базы.

Жүргізілген зерттеулер нәтижесінде интеллектуалды шамның басқару алгоритмдерінің жұмыс қабілеттілігін тексеруге, нейрондық желі модельдерін сынауға және жасанды интеллект жүйелерін оқытуға арналған макеттік нұсқасы дайындалды. Дайындалған макет техникалық шешімдердің дұрыстығын және жүйенің негізгі тораптарының жұмысын Dulaty University зертханалық жағдайларында растауға мүмкіндік берді. Алынған нәтижелер өнеркәсіптік өндіріс кезеңіне дайындықтың негізін қалады. Сериялық енгізу және жұмыс үлгілерін шығару үшін қосымша қаржыландыру мен өндірістік базаны ұйымдастыру қажет.

Применение интеллектуальных алгоритмов и солнечного питания позволяет снизить энергопотребление на 45–70 %, а эксплуатационные затраты — в 2–3 раза. Использование отечественных материалов и компонентов уменьшает себестоимость и повышает технологическую независимость. По расчётам, срок окупаемости при серийном производстве составит 6–7 лет, а коэффициент энергетической эффективности превышает 0,8. Экономический эффект достигается за счёт сокращения времени обслуживания и продления ресурса аккумуляторов, что делает технологию конкурентоспособной для массового внедрения в коммунальном секторе

Интеллектуалды алгоритмдер мен күн энергиясын пайдалану энергия тұтынуды 45–70 %-ға дейін, ал пайдалану шығындарын 2–3 есе төмендетуге мүмкіндік береді. Отандық материалдар мен құрамдас бөліктерді қолдану өнімнің өзіндік құнын азайтып, технологиялық тәуелсіздікті арттырады. Есептеу нәтижелері бойынша, сериялы өндіріс жағдайында өтелу мерзімі 6–7 жыл, ал энергетикалық тиімділік коэффициенті 0,8-ден асады. Экономикалық әсер техникалық қызмет көрсету уақытының қысқаруы мен аккумуляторлардың қызмет ету мерзімінің ұзаруы есебінен қамтамасыз етіледі, бұл технологияны коммуналдық секторда жаппай енгізуге бәсекеге қабілетті етеді

Интеллектуальная система уличного освещения может использоваться для городского и сельского освещения, а также для пешеходных зон, фермерских хозяйств, небольших населённых пунктов и удалённых объектов, не подключённых к централизованным электросетям. Технология демонстрирует особенно высокую эффективность в условиях отсутствия централизованного энергоснабжения, где обеспечивает полностью автономную работу за счёт солнечной энергии и связь с диспетчерским центром по беспроводным каналам. Кроме того, система может применяться при модернизации городских сетей освещения в рамках национальных программ Smart City и «Цифровой Казахстан», а также в проектах по цифровизации коммунальной инфраструктуры и интеллектуального управления городами

Интеллектуалды көше жарықтандыру жүйесі қалалық және ауылдық жарықтандыру, сондай-ақ жаяу жүргіншілер аймақтары, фермерлік шаруашылықтар, шағын елді мекендер мен орталықтандырылған электр желісіне қосылмаған қашықтағы нысандарда қолдануға арналған. Бұл технология орталықтандырылған энергия көзі жоқ аймақтарда жоғары тиімділігін көрсетіп, күн энергиясы арқылы толық автономды жұмыс істеуге және сымсыз байланыс арқылы диспетчерлік орталықпен өзара әрекет етуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, жүйе Smart City және «Цифрлық Қазақстан» бағдарламалары аясында қалалық жарықтандыру желілерін жаңғырту, коммуналдық инфрақұрылымды цифрландыру және қалаларды интеллектуалды басқару жобаларында қолданылуы мүмкін

UDC indices
628.94; 45.51.33
International classifier codes
45.51.33;
Readiness of the development for implementation
Key words in Russian
Среда освещения; Проектирование управления; автоматизация; интеллектуальная связь; светодиоды; SCADA;
Key words in Kazakh
Жарықтандыру ортасы; басқару техникасы; автоматтандыру; интеллектуалды байланыс; жарықдиодтары; SCADA;
Head of the organization Байжуманов Мухтар Казбекович Кандидат физико-математических наук, PhD / Доцент
Head of work Джунисбеков Мухтар Шардарбекович Кандидат технических наук / Доцент, Профессор ТарГУ
Native executive in charge