תאורת רחוב חכמה: מערכת שליטה ובקרה לתאורת כבישים
רשויות מקומיות בישראל ובעולם משקיעות היום בתשתיות של עיר חכמה: חיישנים, מצלמות, תקשורת ושירותים דיגיטליים לתושב. כל אחד מהרכיבים האלה זקוק לשתי תשתיות בסיס בכל רחוב: אספקת חשמל רציפה ותקשורת אמינה. רשת תאורת הכבישים והרחובות היא התשתית העירונית שכבר פרוסה בכל רחוב ומחוברת לחשמל. באמצעות מערכת שליטה ובקרה, תאורת הכבישים הופכת לתאורת רחוב חכמה, ועמוד התאורה הופך לתשתית של העיר החכמה: נקודה שמספקת חשמל קבוע לחיישנים, למצלמות ולרכיבים חכמים נוספים בכל רחוב. כיוון שמדובר בתשתית עירונית קריטית, ערכה נמדד באמינות שלה: ביכולת לשמור על רחוב מואר גם בעת פגיעה בתקשורת או מתקפת סייבר, ובפעולה יציבה לאורך שנים.
השיח על עיר חכמה מתמקד לרוב ביישומים: חיישני חניה חכמה, Wi-Fi ציבורי, זיהום אוויר, מצלמות אבטחה ושירותים נוספים לתושבים. אולם כל יישום כזה תלוי בתשתית פיזית שקודמת לו: נקודת חשמל ונקודת תקשורת, בפריסה צפופה לאורך כל הרחובות.
עמוד התאורה עונה על הדרישה הזאת: הוא ממוקם כל כמה עשרות מטרים, ומחובר לרשת החשמל העירונית. לכן, רשויות שמתכננות תשתית חכמה באופן סדור מתחילות מרשת התאורה הקיימת, ולא מהיישומים.
רשת תאורת הרחוב: תשתית קיימת בכל רחוב
רשת תאורת הרחובות היא אחת התשתיות הגדולות שבאחריות הרשות המקומית: אלפי עמודים, מאות מרכזיות תאורה וקילומטרים של כבלים. ברוב הערים הרשת עדיין פועלת במתכונת של לפני עשרות שנים: שעון אסטרונומי או חיישן אור במרכזייה מדליקים ומכבים את כל התאורה בבת אחת.
כתוצאה מכך, לרשות יש מידע מוגבל מאוד על מצב הרשת:
- פנס תקול מתגלה רק לאחר פניית תושב למוקד העירוני.
- אין שליטה בעוצמת התאורה. רחוב ריק בשעות הלילה המאוחרות ומואר באותה עוצמה כמו צומת סואן בשעת עומס.
- צריכת החשמל אינה נמדדת ברמת הרחוב או הפנס, וחיבורים לא חוקיים לרשת עלולים להימשך זמן רב בלי שיתגלו.
ממצאי מבקר המדינה
הליקויים האלה תועדו גם בביקורת רשמית. מבקר המדינה בדק את מערכות תאורת הרחובות ברשויות המקומיות, ופרסם את ממצאיו בדוח הביקורת על השלטון המקומי לשנת 2014. בין הממצאים:
- רוב ההרוגים בתאונות דרכים עירוניות נהרגו בשעות הלילה. לפי נתוני הלשכה המרכזית לסטטיסטיקה, בשנת 2012 נהרגו 117 בני אדם בתאונות דרכים עירוניות, ו-61 מהם (כ-52%) נהרגו בשעות הלילה.
- היעדר מיפוי של רשת התאורה. רוב הרשויות שנבדקו לא החזיקו מידע על מספר הפנסים, מיקומם וסוגם.
- איתור תקלות על סמך תלונות בלבד. רוב הרשויות לא קבעו סיורים יזומים לאיתור תקלות.
- זמני טיפול ארוכים. במקרים מסוימים נמשך הטיפול בתלונה על תקלה בתאורה בין שמונה ימים לשלושה חודשים וחצי.
- מרכזיות תאורה מיושנות, שחלקן אינן תקינות או אינן בטיחותיות.
מערכת שליטה ובקרה נותנת מענה ישיר לליקויים אלה: היא ממפה כל פנס, מתריעה על כל תקלה בזמן אמת, ומנטרת את פעולתה של כל מרכזייה.
לדוח מבקר המדינה: תאורת רחובות ברשויות המקומיות
מערכת בקרת תאורה: מתאורה לתשתית עירונית
מערכת שליטה ובקרה מחברת את כל הפנסים בעיר למערכת ניהול אחת. ברמה הבסיסית, היא מאפשרת:
- ניהול כל פנס בעיר: הדלקה, כיבוי ועמעום לפי רחוב, שעה או אירוע.
- דיווח תקלות בזמן אמת: המערכת מזהה פנס תקול עוד לפני פניית התושב, ומתריעה גם על תאורה שפועלת ביום או כבויה בלילה.
- טיפול בפנס מסנוור: עמעום של פנס בודד, בכל עוצמה בין 0 ל-100%, בלי להשפיע על שאר הרחוב.
- ניהול תאורה בגנים ציבוריים: הגדרת קבוצת פנסים בתוך הגן, ועמעום או כיבוי שלה בשעות מוגדרות, גם כשהיא מוזנת מאותה מרכזייה שמזינה את הרחוב.
- עמעום לפי נפח התנועה: תקן תאורת הרחוב הישראלי, ת"י 13201, מאפשר להתאים את רמת התאורה לנפח התנועה בכביש. הפחתת העוצמה בשעות השקטות של הלילה חוסכת חשמל.
- הארכת אורך החיים של גופי התאורה: גוף תאורה שפועל בעוצמה מופחתת נשחק פחות. המשמעות היא פחות החלפות ועלויות אחזקה נמוכות יותר.
- אינוונטר דיגיטלי של רשת התאורה: כל פנס מוצג על גבי מפה, עם סוגו, מצבו והמרכזייה שמזינה אותו.
- מדידת אנרגיה ברמת המרכזייה וברמת הפנס הבודד, כולל הפקת דוחות.
- זיהוי גניבות חשמל וצריכה חריגה, וניטור של איכות רשת החשמל.
- ממשק למוקד העירוני ולמערכות האחזקה של הרשות, כך שההתראה על תקלה מועברת ישירות לצוות המטפל.
- ניהול מכל מקום: גישה מכל מחשב או טלפון חכם, באמצעות סיסמה ואמצעי הגנה. המערכת ממשיכה לנטר את הרשת גם כשאף משתמש אינו מחובר אליה.
במערכת של אנלטק הניהול מתבצע בשתי שכבות: בקר תאורה מרכזי בכל מרכזיית תאורה, ובקר קצה בכל פנס. הבקר המרכזי מנהל את כל הפנסים שמחוברים למרכזייה, ומתקשר איתם על גבי קווי החשמל הקיימים.
השינוי המהותי נמצא ברמה העמוקה יותר: במערכת מתקדמת, הפנס נשלט באמצעות פקודה דיגיטלית, ולא באמצעות ניתוק החשמל. כך העמוד נשאר מחובר לחשמל 24 שעות ביממה, גם כשהתאורה כבויה בשעות היום.
עמוד שיש בו חשמל קבוע ותקשורת אינו עוד מקור אור בלבד. זו הנקודה שבה תאורת הכבישים הופכת לבסיס של העיר החכמה.
עמודי תאורה חכמים: ה-Hub של העיר החכמה
עיר חכמה היא עיר שאוספת מידע מהמרחב העירוני, ומשתמשת בו כדי לשפר את השירות לתושב, את הבטיחות ואת איכות החיים. לשם כך נדרשת רשת של חיישנים לעיר חכמה ורכיבים חכמים נוספים, הפרוסים בכל רחוב ובכל שכונה. כל רכיב כזה זקוק למקום התקנה ולאספקת חשמל רציפה.
עמודי התאורה נותנים מענה לצרכים האלה. הם פרוסים בכל רחוב, במרווחים קבועים, בגובה שמתאים להתקנת חיישנים ומצלמות. כשמותקנת בהם מערכת שליטה ובקרה, עמודי תאורת הרחוב מחוברים לחשמל באופן קבוע, 24 שעות ביממה. כך תאורת רחוב חכמה הופכת כל עמוד לעמוד חכם ול-Hub עירוני: נקודת תשתית שאליה אפשר לחבר מגוון רחב של רכיבים חכמים:
- חיישן תנועה להתאמת עוצמת התאורה לנוכחות הולכי רגל וכלי רכב.
- חיישן איכות אוויר וחיישן רעש ברמת הרחוב.
- מצלמות אבטחה וחיישני תנועה.
- חיישן לניטור תנועה וניתוח עומסים בזמן אמת, כבסיס לניהול תנועה חכם.
- חיישן הצפה בנקודות רגישות.
- Wi-Fi עירוני במרחב הציבורי.
- קולר מים בגנים ציבוריים ובמרחב העירוני, המחובר לחשמל של עמוד התאורה.
- חיישן חניה למידע על חניה פנויה.
- חיישן למפלס מכולות אשפה לניהול חכם של הפינוי.
- חיישן טמפרטורה ולחות ותחנת מזג אוויר עירונית.
- חיישן רעידות אדמה ורמקול כריזה לשעת חירום.
- חיישן לספירת הולכי רגל וכלי רכב.
- לחצן מצוקה לתושב ומסך מידע עירוני.
- חיישן הטיה להתרעה על פגיעה בעמוד התאורה.
העמוד מספק לרכיבים האלה חשמל קבוע, והתקשורת שלהם יכולה לפעול באופן עצמאי.
תשתית אחת במקום פרויקטים נפרדים. בלי תשתית משותפת, כל יישום חכם מחייב פרויקט נפרד: חפירות, הנחת כבלים, נקודות חשמל חדשות ומכרזים נוספים. כשרשת התאורה מוכנה, הרשות יכולה להוסיף יישומים בהדרגה, על גבי עמודי התאורה שכבר קיימים בכל רחוב.
התחלה מדורגת, עם תועלת מיידית. עיר חכמה אינה נבנית בפרויקט אחד. מערכת שליטה ובקרה לתאורה חכמה היא צעד ראשון שמצדיק את עצמו כבר מהיום הראשון, בזכות החיסכון בחשמל ובאחזקה. במקביל, היא מכינה את התשתית לכל השלבים הבאים.
השאלה המרכזית: כיצד המערכת מתפקדת בתרחישי כשל?
היבט זה נשאר לעיתים קרובות מחוץ לדיון. תאורת רחובות אינה עוד מערכת מידע. היא תשתית בטיחותית וביטחונית. כביש חשוך מסכן נהגים והולכי רגל, ושכונה חשוכה היא סיכון ביטחוני.
לכן, כשהתאורה הופכת לתשתית חכמה שמנוהלת מרחוק, האמינות שלה הופכת לשיקול המרכזי. שלושה היבטים מחייבים מענה ברור עוד בשלב בחירת המערכת.
1. פגיעה בתקשורת
כל מערכת שמנוהלת מרחוק נשענת על תקשורת. התקשורת עלולה להיפגע כתוצאה מתקלה ברשת, מעומס בשעת חירום או משיבושים מכוונים. בישראל, זהו תרחיש מוכר ולא תיאורטי.
לכן השאלה אינה אם התקשורת תיפגע, אלא מה קורה לתאורה כשהיא נפגעת. במערכת אמינה, התשובה היא שהתאורה ממשיכה לפעול בדיוק לפי התוכנית.
המערכת של אנלטק בנויה כך שהמידע על מתקן התאורה נשמר בתוך המרכזייה עצמה, ולא רק בשרת מרוחק. לבקר יש שעון פנימי עצמאי עם גיבוי, והוא אינו זקוק לאות חיצוני כדי לדעת מתי להדליק ומתי לכבות. התקשורת בין המרכזייה לפנסים עוברת על גבי קווי החשמל הקיימים, ואינה תלויה בקליטה ברחוב. גם אם הקשר לחדר הבקרה נקטע, התאורה ממשיכה לפעול לפי לוחות הזמנים ותוכניות העמעום שנקבעו מראש.
2. מתקפת סייבר
ככל שהעיר מחוברת יותר, כך היא חשופה יותר. תאורת רחובות שמנוהלת מרחוק היא יעד אפשרי למתקפת סייבר, שמטרתה החשכת כבישים, הבהוב פנסים או השבתת השליטה.
בתשתית עירונית, אבטחת מידע מתחילה בשאלה בסיסית: כמה נקודות כניסה יש לרשת? כל רכיב שמחובר ישירות לאינטרנט הוא נקודת כניסה אפשרית. ככל שמספר הנקודות האלה קטן יותר, קל יותר להגן על הרשת.
במערכת של אנלטק, רשת הבקרים שבין המרכזייה לפנסים עוברת על גבי קווי החשמל ואינה חשופה לרשת האינטרנט. בנוסף, המערכת בנויה כך שגם בתרחיש קיצון הרחוב אינו נשאר חשוך:
- מנגנון גיבוי אוטומטי מזהה מצב חריג ומעביר את התאורה לפעולה עצמאית, מחוץ למערכת הבקרה.
- אפשרות להפעלה ידנית מיידית במרכזייה מאפשרת לצוות האחזקה להחזיר את התאורה לפעולה תקינה ברמת המרכזייה, בלי להגיע לכל עמוד בנפרד.
- בעת תקלה בבקר הקצה שבפנס, גוף התאורה עובר אוטומטית לעוצמה מלאה, והרחוב נשאר מואר.
ברמה הארגונית, אנלטק מוסמכת לתקן אבטחת המידע ISO/IEC 27001.
3. אמינות לאורך שנים
מערכת תאורה מותקנת לעשרות שנים, ולכן נמדדת גם ביכולת שלה להמשיך לפעול, להתעדכן ולהתרחב לאורך זמן. במערכת של אנלטק:
- פנסים ישנים וחדשים מנוהלים יחד בתוכנה אחת, כך שאפשר להרחיב את המערכת בהדרגה, בלי להחליף את כל הרשת בבת אחת.
- התוכנה מפותחת בבית התוכנה של אנלטק, ומתעדכנת באופן שוטף, עם תמיכה ושירות לאורך כל חיי המערכת.
- המערכת מתממשקת למערכות הניהול והאחזקה של הרשות.
תחזוקת עמודי תאורה: מדדי אמינות בשטח
אמינות של מערכת תאורה נמדדת בשלושה מדדים מעשיים:
- מספר הפעמים שנדרש לשלוח צוות לשטח לטיפול בתקלה.
- משך הזמן שבו הרחוב חשוך בעת תקלה.
- היכולת של המערכת להתעדכן ולהתרחב לאורך שנים.
מערכת שבה ההחלטות והגיבויים נמצאים במרכזייה, והרכיבים בעמוד מוגנים מפני חום ותנאי שטח, מצמצמת את הצורך בהגעה פיזית לכל עמוד. המשמעות היא פחות חסימות כביש, עלויות אחזקה נמוכות יותר, וזמן קצר יותר שבו תושבים נשארים בחושך במקרה של כשל.
מדוע החלפה לפנסי לד אינה מספיקה
רשויות רבות מחליפות היום את הפנסים הישנים בפנסי לד. זהו צעד חשוב, אך כשמחליפים רק את גוף התאורה, בלי מערכת בקרה, העמוד נשאר רכיב פסיבי. הרשות עדיין אינה יודעת מה מתרחש ברשת שלה, ועדיין מגלה תקלות רק לאחר פניות של תושבים.
פנס לד מותקן לשנים רבות. החלפה ללד בלי מערכת בקרה אינה חוסמת את המעבר לתשתית חכמה, אך היא מעכבת אותו ומייקרת אותו. כשהרשות תרצה להוסיף בקרה בהמשך, היא תידרש לעבודה כפולה: לחזור לכל עמוד ועמוד פעם נוספת, עם צוותי עבודה וחסימות כביש. התקנת מערכת הבקרה יחד עם החלפת הפנסים חוסכת את העבודה הכפולה ומייעלת את הפרויקט כולו.
מערכת בקרה מחזירה את ההשקעה בארבע דרכים:
- צמצום קריאות השירות, משום שמיקום התקלה וסיבתה ידועים מראש.
- הארכת אורך החיים של גופי התאורה, בזכות העמעום.
- חיסכון בחשמל, בזכות עמעום מבוקר לפי שעה ונפח תנועה.
- חיסכון בהקמת יישומים חכמים בעתיד: כשהרשות תרצה להוסיף מצלמות אבטחה או חיישנים, התשתית כבר קיימת בעמוד. אין צורך למשוך קו חשמל חדש או להקים ארון בקרה נפרד עבור כל מצלמה.
התועלת לרשות המקומית: חיסכון באנרגיה, שירות ובטיחות
- חיסכון בחשמל באמצעות עמעום מבוקר לפי שעה ומיקום.
- שיפור השירות לתושב: תקלות מתגלות ומטופלות מהר יותר.
- בטיחות וביטחון: רחובות מוארים כשנדרש, גם בשעת חירום.
- בקרה תקציבית: מדידה, זיהוי גניבות חשמל ותכנון אחזקה על סמך נתונים.
- תשתית לעתיד: כל רכיב חכם שיתווסף יקבל חשמל ותקשורת בעמוד קיים.
שאלות ותשובות
מהי מערכת שליטה ובקרה לתאורת רחובות?
מערכת שמחברת את כל הפנסים בעיר לתוכנת ניהול מרכזית, ומאפשרת להדליק, לכבות ולעמעם כל פנס, לקבל דיווח על תקלות בזמן אמת, לנהל אינוונטר דיגיטלי של רשת התאורה, למדוד את צריכת החשמל ולזהות גניבות חשמל. בנוסף, המערכת שומרת על חיבור העמוד לחשמל 24 שעות ביממה. כך עמוד התאורה הופך לעמוד חכם ול-Hub של העיר החכמה: תשתית שאליה אפשר לחבר חיישנים ורכיבים חכמים נוספים.
מהי תאורת רחוב חכמה?
תאורת רחוב שמנוהלת באמצעות מערכת בקרת תאורה. כל פנס מדווח על מצבו, עוצמת התאורה מותאמת לשעה ולנפח התנועה, ועמוד התאורה מחובר לחשמל באופן קבוע ויכול לשמש תשתית לרכיבים של עיר חכמה.
איך מערכת בקרת תאורה חוסכת באנרגיה?
באמצעות עמעום מבוקר בשעות שבהן נדרשת פחות תאורה, בהתאם לתקן תאורת הרחוב ת"י 13201, ובאמצעות זיהוי של תאורה שפועלת שלא לצורך ושל צריכת חשמל חריגה.
אילו התראות מערכת שליטה ובקרה מספקת לרשות בזמן אמת?
המערכת מתריעה על פנס תקול, עוד לפני פניית התושב, על תאורה שדולקת ביום שלא לצורך, על תאורה שאינה דולקת בלילה בשעות הפעילות, על חשד לנפילת חשמל במרכזייה, על פתיחת דלת המרכזייה, ועל צריכת חשמל חריגה שעשויה להעיד על גניבת חשמל, ועוד. באמצעות ממשק למוקד העירוני ולמערכות האחזקה, ההתראה מועברת ישירות לצוות המטפל.
מדוע תאורת הרחובות היא הבסיס לעיר חכמה?
משום שעמוד התאורה קיים בכל רחוב. כשיש בו חשמל קבוע ותקשורת, אפשר לחבר אליו רכיבים חכמים בלי להקים תשתית חדשה.
אילו יישומים של עיר חכמה אפשר לחבר לעמוד התאורה?
בין היתר: מצלמות אבטחה, חיישן תנועה, חיישן לניטור תנועה, חיישן איכות אוויר, חיישן רעש, חיישן הצפה, חיישן חניה, חיישן למפלס מכולות אשפה, חיישן טמפרטורה ולחות, תחנת מזג אוויר עירונית, חיישן רעידות אדמה, חיישן לספירת הולכי רגל וכלי רכב, חיישן הטיה של העמוד, רמקול כריזה לשעת חירום, לחצן מצוקה לתושב, מסך מידע עירוני, קולר מים ו-Wi-Fi עירוני. התנאי לכך הוא שהעמוד יהיה מחובר לחשמל באופן קבוע, ומערכת בקרה היא שמאפשרת זאת.
מה קורה לתאורה כשהתקשורת נפגעת?
במערכת של אנלטק, התאורה ממשיכה לפעול לפי התוכנית. המידע והשעון נמצאים במרכזייה עצמה, והתקשורת לפנסים עוברת על גבי קווי החשמל.
האם מערכת כזו חשופה למתקפת סייבר?
כל מערכת מחוברת דורשת הגנה. במערכת של אנלטק רשת הבקרים אינה חשופה לאינטרנט, ומנגנוני הגיבוי וההפעלה הידנית מונעים מצב שבו הרחוב נשאר חשוך.
הרשות כבר מחליפה ללד. מדוע נדרשת גם מערכת בקרה?
משום שעמוד עם פנס לד בלי בקרה הוא עדיין עמוד "עיוור": הרשות אינה יודעת מתי הפנס תקול, אינה יכולה לעמעם אותו, והעמוד אינו מחובר לחשמל באופן קבוע, ולכן אינו יכול לשמש תשתית לחיישנים ולמצלמות. התקנת מערכת הבקרה יחד עם החלפת הפנסים חוסכת עבודה כפולה בכל עמוד ועמוד, הופכת את ההשקעה בלד לתשתית מנוהלת, ומוסיפה חיסכון בחשמל ובעלויות האחזקה.
האם נדרשת החלפה של כל התשתית?
לא. המערכת מותקנת על רשת החשמל הקיימת, ופנסים ישנים וחדשים מנוהלים יחד בתוכנה אחת.
על אנלטק
אנלטק היא חברה מובילה בתחום מערכות השליטה והבקרה לתאורת רחובות, כבישים ומנהרות, ופועלת בחזית המעבר של ערים לתשתית תאורה חכמה. החברה מפתחת, מתקינה ומתחזקת מערכות המנהלות את תשתית התאורה העירונית מקצה לקצה: ממרכזיית התאורה ועד לכל פנס בודד. הטכנולוגיה שלנו מותקנת ביותר מ-600,000 נקודות קצה ברחבי העולם, בערים כמו קייב, מומבאי, תל אביב, ירושלים ולוד, ובכבישים ראשיים בישראל כמו נתיבי איילון, כולל המנהרות שבהם.
המערכת מותקנת על תשתיות תאורה קיימות ועל תשתיות חדשות, ומנהלת את כולן בתוכנה אחת. תוכנת הניהול מפותחת בבית התוכנה של החברה, וצוותי התמיכה והשירות מלווים את הרשות לאורך כל חיי המערכת.
אנלטק מוסמכת לתקני ISO/IEC 27001 לאבטחת מידע ו-ISO 9001 לניהול איכות. המערכת מאושרת על ידי משרד התקשורת ועומדת בדרישות התקנים הישראליים.
