Умные дороги

Автор: Соловьева Татьяна Алексеевна

Организация: ГБПОУ КС№54 им.П.М. Вострухина

Населенный пункт: г. Москва

Ключевые слова: теплые дороги, дороги, IoT, инновации, общественные процессы, электронагревательные элементы

Аннотация: Данная работа направлена на практическое применение новых технологий в повседневной жизни. Показывает интеграцию технологии Internet of Things с одной из главных проблем России – дорогами.

Smart roads

Solovieva Tatyana Alekseevna

The state budget professional educational institution of the city of Moscow "Communication College No. 54" named after P.M. Vostrukhina.

Keywords: warm roads, roads, IoT, innovations, social processes, electric heating elements

Annotation: This work is aimed at the practical application of new technologies in everyday life. Shows the integration of Internet of Things technology with one of the main problems of Russia - roads.

Интернет вещей (англ. Internet of Things, IoT) - концепция вычислительной сети физических предметов («вещей»), оснащённых встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, рассматривающая организацию таких сетей как явление, способное перестроить экономические и общественные процессы, исключающее из части действий и операций необходимость участия человека.   

На современном этапе развития человеческого общества смена технологий происходит достаточно быстро. Появляются все больше и больше технологий (например, искусственный интеллект), которые в самое ближайшее время могут заменить деятельность человека в примитивных работах, которые используют механические и технические навыки людей (например, составление типового договора- пример Сбербанк России, выдача кредита, продажа билетов на общественный транспорт и т.д.).

Также можно и сказать про технологии в транспорте. Ведь все больше и больше на дорогах появляется транспорт без водителей. Ярким примером того служит Тесла. Ряд других производителей также используют технологию искусственного интеллекта для замены водителей. Но для того, чтобы хорошо функционировать любым автомобильным средствам, нужны хорошие и устойчивые к любым погодным условиям дороги.

В данной статье автор хотел бы рассказать об идее умных дорог на основе технологии Internet of Things, которая будет интегрирована в набирающие обороты во всем мире технологию «теплых дорог».

Теплые дороги во всю используются в мире. С помощью проложенных под полотном труб или нагревательных элементов обеспечивается подогрев поверхности дороги, тем самым исключая вероятность обледенения дороги. Такие технологии уже используются в Исландии, Японии и Финляндии. [1]

Так же данную технологию применяют и в России. В Москве новую пешеходную зону возле восстановленного Манежа оборудовали "теплым" тротуаром. Это второй участок в столице после здания мэрии на Тверской, оснащенный подобным образом. На очереди - Старый Арбат, а следом за ним "тротуар с подогревом" сделают по всему маршруту "Золотое кольцо", проходящему у Третьяковки, храма Христа Спасителя, галереи Глазунова и прочих главных столичных достопримечательностей. [2]

Существует два способа обеспечения теплом дорог:

1. Нагрев за счет воды, текущей по трубопроводу, проложенному под полотном дороги

2. Нагрев за счет электронагреваемых элементов, проложенных под полотном дороги

Автор склоняется к выбору электронагреваемых элементов, при помощи которых и будет происходить нагрев, так как энергию для них можно выработать при помощи генераторов и не затрачивать на это ресурсы платной электроэнергии.

Необходимо выбрать источники выработки электроэнергии. Для примера в данной статье выбрано 4 способа выработки электричества:

1. Выработка электроэнергии за счет перепада температур.

2. Выработка электроэнергии за счет вибрации от ходьбы пешеходов на тротуаре.

3. Выработка электроэнергии за счет ветра.

4. Выработка электроэнергии за счет энергии солнечного света.

Рассмотрим каждый из способов

1. Выработка электроэнергии за счет перепада температур.

Иркутские ученые разработали устройство, которое способно давать электричество за счет разницы температур. Это термоэлектрический преобразователь, включающий в себя тонкую пластину с нанокомпозитными добавками. Если положить его на горячую плиту, а сверху поставить стакан с холодной водой, загорается фонарик. Этой энергии хватит, чтобы зарядить телефон или, например, автомобильный аккумулятор.

2. Выработка электроэнергии за счет вибрации от ходьбы пешеходов.

В буквальном смысле пульс города хотят использовать в качестве возобновляемого источника электроэнергии лондонские архитекторы из фирмы Facility Architects. [4]. Два "собирающих вибрации" опытных образца должны быть готовы к декабрю 2016 года. Первым делом новую технологию внедрят в лестницу: "впитывать" энергию шагов она будет посредством гидравлических или пьезоэлектрических элементов.

Авторы проекта полагают, что эта система сможет получать от каждого прошедшего человека 3-4 ватта, примерно половину от тех 6-8 ватт, которые каждый человек, якобы, тратит, при ходьбе по ступенькам. К началу следующего лета лестницы с генерирующими ток элементами будут установлены в реальном здании, для испытаний и анализа.

3. Выработка электроэнергии за счет ветра.

Перерабатывать энергию ветра можно с помощью ветряной электростанции. Ветряная электростанция — установка, преобразующая кинетическую энергию ветра в электрическую энергию. Состоит она из ветродвигателя, генератора электрического тока, автоматического устройства управления работой ветродвигателя и генератора, сооружений для их установки и обслуживания.

4. Выработка электроэнергии за счет энергии солнечного света.

Фотоэлектрические станции – это установки, принцип действия которых состоит в прямом преобразовании солнечного света в постоянный электрический ток. Энергия может использоваться как напрямую, так и запасаться в аккумуляторных батареях. Для получения переменного тока необходимо использовать преобразователи – инверторы. Солнечные электростанции могут подключаться к электрическим сетям и передавать в них выработанную энергию, а также использоваться в качестве автономного или резервного источника питания. Для того, чтобы сохранить энергию для нужного времени года, будут использоваться станции хранения энергии, которые будут аккумулировать энергию с источников выработки электроэнергии. Для того, чтобы оптимальным образом расходовать накопленную электроэнерегию будет использоваться технология Internet of Things. Ее суть будет заключаться в активации подогрева дорог, используя температурные данные, взятые со специализированного сервера, который берет данные из Гидрометеоцентра или иной службы прогноза погоды и переданные на соответствующие датчики, которые будут нагреваться. Таким образом исключается образование ледяных и снежных помех на дорогах, а как следствие уменьшается использование вредных реагентов и нормализуется трафик движения автомобилей.

 

Литература:

1. Подогрев асфальта в теории и на практике: достоинства и недостатки URL: http://www.dortec.ru/statji/podogrev-asfalta-teoriya-i-praktika.html(Дата обращения 10.03.2020)

2. Тротуары Москвы подогрели URL: http://www.pro-n.ru/news/03.02.2006/1.html (Дата обращения 10.03.2020)

3. Новый способ выработки энергии разработали иркутские ученые  URL: https://www.irk.ru/news/20111123/energy/ (Дата обращения 11.03.2020)

4. Англичане будут добывать электричество из ходьбы? URL:  http://for-ua.com/article/131310 (Дата обращения 11.03.2020)

Опубликовано: 04.06.2020