Inteligentne adaptacyjne oświetlenie uliczne — czujnik podczerwieni (PIR) a czujnik radarowy

Adaptacyjne oświetlenie uliczne odnosi się do oświetlenia ulicznego, które dostosowuje oświetlenie do ruchu pieszych, rowerzystów i pojazdów. Adaptacyjne inteligentne oświetlenie uliczne automatycznie rozjaśnia się do ustawionego poziomu tylko wtedy, gdy w pobliżu zostanie wykryty człowiek. Jeśli nikogo nie ma w pobliżu, latarnie uliczne pozostają słabo oświetlone. W rezultacie oszczędza się energię, zmniejsza się zanieczyszczenie światłem i minimalizuje ślad węglowy. Wszystko to bez narażania bezpieczeństwa publicznego.

Obecnie dostępne są dwa rodzaje adaptacyjnych systemów oświetlenia ulicznego – systemy oparte na czujnikach podczerwieni lub PIR (pasywna podczerwień) oraz systemy oparte na czujnikach radarowych. Uniwersytet Nauk Stosowanych w Münster przeprowadził projekt pilotażowy, aby określić, który system – PIR czy radar – jest bardziej praktyczny w przypadku projektów na dużą skalę.

Z miasta Münster:

Projekt pilotażowy z Münster University of Applied Sciences

Ciągłe innowacje w dziedzinie technicznego wyposażenia dróg – zwłaszcza w technice oświetleniowej – stawiają przed decydentami nowe wyzwania, jeśli chodzi o określenie czasu i rodzaju przyszłościowych inwestycji w 28,000 XNUMX punktów świetlnych w Münster. W dziedzinie oświetlenia ulic publicznych innowacyjne rozwiązania pozwalają obniżyć koszty energii. Urząd ds. Mobilności i Inżynierii Lądowej pokazuje, jak to może działać w przyszłości.

To, czy i w jakim stopniu można odciążyć środowisko poprzez środki podjęte przez Urząd ds. Mobilności i Inżynierii Lądowej Miasta Münster w zakresie oświetlenia ulicznego, było w przeszłości intensywnie dyskutowane i opracowywane z gminą Münster i Münster University of Applied Sciences . W rezultacie przeprowadzono projekt pilotażowy, w ramach którego zbadano dwa adaptacyjne systemy oświetlenia ulicznego pod kątem ich praktyczności, aby móc wybrać najbardziej odpowiednią technologię do przyszłych projektów na dużą skalę.

Najważniejszym celem projektu pilotażowego była możliwość utrzymania wysokiego poziomu bezpieczeństwa ruchu drogowego przy jednoczesnej oszczędności energii. Ponadto dział inżynierii lądowej i wodnej w Münster stara się utrzymać pierwsze miejsce, które uzyskał w kontrolach przeprowadzonych przez Miejski Instytut Kontroli Nadrenii Północnej-Westfalii, między innymi dzięki temu projektowi, oraz przetestować nowe technologie jako pionier w dziedzinie ulicznej oświetlenie. Szczególnie projekty infrastrukturalne w przestrzeni publicznej znajdują się w centrum uwagi opinii publicznej, ponieważ mają bezpośredni wpływ na nawyki użytkowników związane z mobilnością. Doświadczenia zdobyte przez użytkowników dróg z nowym systemem zostaną wykorzystane w przyszłych projektach.

Münster jest jednym z miast o największym natężeniu ruchu rowerowego w Niemczech, dlatego w mieście Münster zrealizowano projekt pilotażowy dotyczący chodnika i ścieżki rowerowej.

Technologia czujników dla oświetlenia dostosowanego do potrzeb

Miasto Münster korzysta już z nowoczesnych czujników w kontroli ruchu, takich jak liczba rowerzystów i sygnalizacja świetlna. W wielu obszarach czujniki umożliwiają dostosowanie przepływu ruchu do potrzeb użytkowników dróg.

W oświetleniu ulicznym technologia czujników w znacznym stopniu przyczynia się do oszczędności energii, na przykład poprzez zmniejszenie natężenia światła na ścieżkach o niskim natężeniu ruchu nocnego.

Decydującym czynnikiem w użytkowaniu jest bezbłędne, niezależne od pogody wykrywanie użytkowników dróg. Ma zapewnić bezpieczeństwo ruchu drogowego poprzez bezwysiłkowe widzenie i bycie widzianym, przy jednoczesnym zagwarantowaniu poczucia bezpieczeństwa użytkowników dróg poprzez odpowiedni poziom oświetlenia, szczególnie w miejscach o małej kontroli społecznej.

Aby przeanalizować, czy cele te można osiągnąć za pomocą czujników, jako tor testowy wybrano ścieżkę pieszo-rowerową o długości 680 m. Otwiera to zarówno centrum szkolne, jak i centrum handlowe, a także pełni funkcję łącznikową. Prosta trasa z kilkoma wjazdami (równoległa linia kolejowa) zapewnia idealne warunki testowe, ponieważ zakresy detekcji czujników są stosunkowo łatwe do kalibracji. Ponadto warunki ramowe dla obu systemów są takie same na całym torze testowym, co upraszcza porównanie. Na jednym odcinku toru testowego zastosowano siedem świateł z czujnikami radarowymi, a na innym dwanaście świateł z czujnikami podczerwieni. Zastosowano tutaj niedrogą technologię czujników, aby umożliwić przyszłe projekty w dziedzinie adaptacyjnego oświetlenia ulicznego.

Ocena testu

Gdy tylko natężenie ruchu spada (np. gdy centrum handlowe jest zamykane), na nagraniach pojawiają się tylko sporadyczne przełączenia w nocy. Dzięki zastosowaniu systemu czujników w oświetleniu ulicznym na ścieżce pieszej/rowerowej można było uzyskać oszczędności energii na poziomie 70%. Kolejnymi zaletami są indywidualne obwody (sterowanie pojedynczym punktem świetlnym) oraz możliwość monitorowania stanu pracy świateł.

Wyniki badań w zakresie bezpieczeństwa ruchu drogowego i podatności na błędy są bardzo zróżnicowane.

System na podczerwień działa w tym zastosowaniu niezawodnie, niezależnie od warunków atmosferycznych. Jednak błędne przełączanie spowodowane przez małe zwierzęta jest obecne i najwyraźniej nie można go całkowicie uniknąć pomimo odpowiedniego algorytmu obliczeniowego. Indywidualnie regulowane obszary detekcji można łatwo dostosować do panujących warunków. Użytkownicy dróg są regularnie wykrywani niezależnie od ich prędkości.

Zastosowany w ramach pilotażu system radarowy działa również niezależnie od pogody. Jednak czujniki radarowe reagują na niepożądane sygnały dopplerowskie powodowane przez drzewa i krzewy poruszające się na wietrze. W związku z tym konieczne jest staranne pozycjonowanie na zewnątrz i przycinanie roślinności, co wiąże się z kosztami utrzymania operacyjnego. Ponadto możliwe jest tutaj również błędne przełączanie przez małe zwierzęta.

Czujniki radarowe muszą zostać ulepszone, aby oświetlenie nie ściemniało się przy niskich lub średnich prędkościach marszu. Ze względu na dużą liczbę starszych użytkowników dróg i związaną z tym potrzebę dostępności, oświetlenie uliczne musi reagować również na wolniejszych użytkowników dróg. Jednak ze względu na swoją konstrukcję czujniki radarowe reagują dopiero przy prędkości ok. 2.8 km/h, przez co mniej nadają się na chodniki niż czujniki podczerwieni.

Adaptacyjne oświetlenie uliczne zapewnia użytkownikom częściowo wyższy, dostosowany do potrzeb poziom oświetlenia w ramach ruchomego plastra miodu. Ta natychmiastowa reakcja na użytkownika wspiera poczucie bezpieczeństwa.

Badanie użytkowników dróg

Ważne jest zaangażowanie społeczeństwa w projekty infrastrukturalne (zwłaszcza o innowacyjne elementy). Dlatego z jednej strony informacje były przekazywane na miejscu za pomocą tablic informacyjnych, prasy i strony internetowej miasta, a z drugiej strony wrażenia i doświadczenia użytkowników były badane online i na miejscu przez okres czterech miesiące. Umożliwiło to użytkownikom dróg przetestowanie i ocenę obu systemów w różnych warunkach pogodowych.

Użytkownicy oceniają systemy jako bardzo niezawodne i uważają, że czas pracy i reakcja systemu są zrównoważone. Stwierdzono, że zapewnione oświetlenie i widoczność są dobre, a także wzrosło ogólne poczucie bezpieczeństwa. Tylko wolniejsi użytkownicy dróg krytykowali, że czasami światła były przyciemnione lub czujniki nawet się nie uruchamiały.

Ogólnie wyniki ankiety były pozytywne. Uznano korzyści płynące z systemów (takie jak efektywne gospodarowanie zasobami i lepsze zabezpieczenie społeczne). Powszechnie chwalono również gotowość miasta do testowania nowych technologii na torze testowym.

Negatywne, krytyczne komentarze jasno pokazują, że użytkownicy zauważają i kwestionują również małe rzeczy. Można z tego wyciągnąć dwa ważne wnioski: Z jednej strony przy wprowadzaniu oświetlenia adaptacyjnego zaleca się stworzenie towarzyszącej, kompleksowej koncepcji informacyjnej. Z drugiej strony staranne ustawienie obszarów czujnika i czasu trwania światła ma ogromne znaczenie dla pozytywnego postrzegania. Podobnie jak w innych obszarach planowania i technologii ruchu, tutaj obowiązuje zasada, że ​​infrastruktura musi być zrozumiała i oczywista dla użytkowników. Błędne przełączanie i złe ustawienia czujników prowadzą do irytacji i zmniejszonej akceptacji.

Poza ankietą użytkowników oceniano również wrażenia mieszkańców. Większość z nich ma charakter neutralny lub pozytywny w odniesieniu do oświetlenia adaptacyjnego. Wzrosło poczucie bezpieczeństwa, choć zauważono nocne błędy przełączania.

Saldo dodatnie

Zasadniczo czujniki były w stanie przekonać zarówno pod względem percepcji użytkownika, jak i analizy błędów. Na rok 2018 planowane są inne obszary zastosowań adaptacyjnego oświetlenia ulicznego, takie jak obszary mieszkalne i handlowe. Tutaj jednak obszary detekcji są znacznie bardziej złożone, co wymaga dalszych badań.

Niezależnie od wybranego systemu i ogólnych warunków na odcinku trasy zaleca się bardzo staranne ustawienie czujników i kalibrację parametrów oraz sprawdzenie funkcjonalności poprzez kontrole i testy.

Ogólnie bilans jest bardzo pozytywny, więc miasto Münster zastosuje adaptacyjne oświetlenie uliczne dla nowo planowanych chodników i ścieżek rowerowych.