Moderne Straßenlaternen sollen nicht nur leuchten, sondern auch in die Smart City integriert sein. Wesentlich dafür sind intelligente Sensoren: Sie erfassen Echtzeitdaten – und optimieren neben der Beleuchtung unter anderem die Bereiche Verkehr, Energieverbrauch und Abfallentsorgung.
Sensoren, die optisch Informationen verarbeiten, benötigen Licht, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Auch die Stromversorgung der Sensoren muss sichergestellt sein. Zudem erfordern verschiedene Anwendungsbereiche verschiedene Sensortypen. Moderne Lösungen adressieren diese Herausforderungen und eignen sich für den Einsatz in Städten.
Sensoren detektieren das „Leben“ auf Straßen und Wegen. Damit lässt sich die Straßenbeleuchtung bedarfsorientiert dosieren, um Energie und unnötige Lichtemissionen einzusparen. Sensoren mit intelligenter Bildverarbeitung, die in die Lichtinfrastruktur integriert sind, ermöglichen die Messung sowie Differenzierung von Verkehrsteilnehmern und ebnen so den Weg zur smarten Planung und Steuerung von öffentlichen Räumen, Parkhäusern und Verkehr.
Für eine einfache und auch nachträgliche Installation sollten Sensoren so ausgelegt sein, dass sie an den Zhaga-D4i-Niedervoltschnittstellen von Straßenleuchten installiert werden können. Durch die Installation an einer Straßenleuchte steht Sensoren jederzeit genügend Licht zur Verfügung, und sie nutzen die bereits vorhandene Stromversorgung mit.
Um die Datenschutzvorgaben einzuhalten, sollte die Bildverarbeitung bei Sensoren direkt im Sensor erfolgen, das Bild ausschließlich für die Analyse verwendet, nicht gespeichert und nicht exportiert werden können. Zudem sollte der physische Zugriff auf den Sensor zur Einrichtung oder Neueinstellung geschützt sein, sodass ein Zugriff durch Dritte nicht möglich ist.
In Außenbereichen sind Bewegungssensoren allerdings häufig fehleranfällig. Je nach Einstellung und Umgebung werden sie auch durch Tiere, Bäume oder sogar starke Regenschauer oder Schneefall ausgelöst. Diese Ungenauigkeit führt zum fehlerhaften Auslösen der Beleuchtung und dadurch zu einem vermeidbar hohen Stromverbrauch.
Neue Technik mit Bildverarbeitung
Es gibt aber auch andere Möglichkeiten: Neue Sensoren setzen auf Bildverarbeitung (Machine Vision) für präzise Ergebnisse. Analysiert werden lediglich die Zonen, die bei der Kommissionierung individuell festgelegt wurden. Der Sensor berücksichtigt dann nur Bewegungen in diesem Bereich und erkennt, dass sich in der ausgewählten Zone etwas bewegt.
In Zukunft wird es auch möglich sein, zwischen Fußgängern und Radfahrern zu unterscheiden und verschiedene Fahrzeugtypen zu erkennen. Die durch die Bildverarbeitung gewonnen Daten und Informationen werden mittels DALI an Lichtsteuerungen für die Straßen- und Parkbeleuchtung, City-Management-Systeme oder Software zur Steuerung von Lichtsignalanlagen übermittelt. Dort können die Daten dann analysiert oder zur direkten Steuerung genutzt werden.
So ergeben sich für smarte Sensoren verschiedene Einsatzzwecke und Vorteile in der Smart City:
- Beleuchtung.
Sensoren ermöglichen adaptive Beleuchtungsszenarien. In verkehrsarmen Zeiten wird das Licht heruntergedimmt. Erkennen Sensoren eine Zunahme des Verkehrsflusses, wird die Beleuchtung erhellt. So bewegen sich Menschen auch nachts immer bei voller Ausleuchtung auf Straßen und Wegen, ohne dass die Stadt permanent voll ausgeleuchtet werden muss. Durch die gezielte Beleuchtung wird die Lichtemission verringert, was sich positiv auf den Schlaf der Menschen und den Biorhythmus von Tieren auswirkt. In einem Pilotprojekt, in dem ein Sensor bis zu fünf Leuchten steuerte, führte der Einsatz
- Parkplatzmanagement in Echtzeit.
Mit intelligenter Sensorik, die in die Beleuchtung integriert ist, kann die Parkzone während der Kommissionierung genau definiert werden. Der Sensor analysiert die Präsenz von Fahrzeugen im ausgewählten Bereich und meldet, auf welchen Flächen Fahrzeuge stehen. Bei Änderungen der Parkplätze ist nur eine neue Definition der Parkzonen nötig.
- Optimierung des Verkehrsflusses.
Intelligente Sensoren zählen, wie viele Fahrzeuge eine definierte Zone durchfahren. Mit den gewonnenen Daten können wichtige Erkenntnisse abgeleitet werden, zum Beispiel: Wo kommt es häufiger zu Staus und stockendem Verkehr und welche Straßen werden häufiger oder weniger als gedacht genutzt? Basierend darauf sind Verkehrsplaner in der Lage, Straßenführungen zu optimieren, Ampelschaltungen anzupassen oder zusätzliche Spuren für den Verkehr freizugeben.
Das Potenzial von Sensoren liegt klar auf der Hand. Im urbanen Umfeld sorgen sie für mehr Sicherheit und flüssigeren Verkehr. Hinzu kommt, dass die Einsparungen durch einen geringeren Energieverbrauch dazu führen, dass sich die Kosten für die Installation der Sensoren meist schon im ersten Jahr amortisieren. Mehr noch: Die Technik leistet einen Beitrag zum Klimaschutz und sorgt dafür, dass Städte in Zukunft noch lebenswerter und smarter werden.
Der Autor
Eduardo Pereira ist Product Manager Outdoor bei Tridonic.
Eduardo Pereira
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