Planung
Licht 9 | 2019

Leuchten, erfassen, auswerten und reagieren

Multifunktionale Beleuchtungslösungen verlangen komplexen Wissenstransfer

In der Auseinandersetzung mit dem Thema Smart City realisieren viele Kommunen derzeit Pilotprojekte, bei denen »intelligente« Leuchten zum Einsatz kommen. Gemeint sind dabei die digitale Ansteuerung des Lichts, aber auch die Integration von Zusatzfunktionen in die Leuchten. Das hier vorgestellte Beispiel des Fauthweges in Kaiserslautern zeigt, dass bei der Realisierung solcher Anlagen neue Prozessabläufe und Formen der Zusammenarbeit zwischen den betroffenen Fachabteilungen und Firmen nötig sind.

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Abb.: Durch die Zusammenarbeit von KL.digital, dem Tiefbauamt Kaiserslautern, Siteco und der Firma ICE Gateway konnten insgesamt zehn Straßenleuchten auf dem Fauthweg in Kaiserslautern digital umgerüstet werden. Siteco
Abb.: Am Mast der Leuchte »Streetlight 11« von Siteco wurden Gobo Projektoren installiert. Sie werfen Glatteiswarnungen auf den Gehweg. Die dafür relevanten Informationen sammeln Temperatur und Feuchtigkeitssensoren. Siteco
Abb.: Am Mast der Leuchte »Streetlight 11« von Siteco wurden Gobo Projektoren installiert. Sie werfen Glatteiswarnungen auf den Gehweg. Die dafür relevanten Informationen sammeln Temperatur und Feuchtigkeitssensoren. Siteco
Abb.; Am Anfang bzw. Ende der Wegstrecke befinden sich Taster, durch deren Betätigung die Bürger das Licht nach Bedarf in der Helligkeit regeln können. Siteco

Neue Kooperationen

In der Vergangenheit bestand die Planung einer neuen Straßen- oder Wegebeleuchtung aus klar definierten Aspekten, mit eindeutigen Zuständigkeiten: Kunde, Planer und Leuchtenlieferant konnten nach strukturierter Vorgehensweise eine bedarfsgerechte Lösung ausarbeiten und durch ein Installationsunternehmen realisieren lassen. Durch inzwischen verfügbare optionale Funktionserweiterungen hat sich dieser Vorgang grundlegend verändert. Der ursprüngliche Bedarf an neuer und ggf. besserer Beleuchtung steht nicht mehr alleine im Vordergrund, sondern wird durch Sensoren und Aktoren, die oftmals wenig bis gar nichts mit der Beleuchtung zu tun haben, ergänzt. Gerne spricht man diesbezüglich von der Digitalisierung der Städte, oder auch Smart Cities, und hält sich damit alle Möglichkeiten offen. Im Detail handelt es sich meist um Sensoren, die unterschiedliche Parameter erfassen und die Informationen an Aktoren weiterleiten. Diese Parameter können das Verkehrsaufkommen, die Parkplatzsituation oder das Wetter betreffen oder sich auf die allgemeine Sicherheit von Fahrzeugen und Personen beziehen, die sich im Bereich der Beleuchtung aufhalten. Durch diese Funktionserweiterungen sind bei der Planung wesentlich mehr Bedürfnisse, als die reine Beleuchtungslösung zu berücksichtigen, was die Integration neuer Verhandlungsteilnehmer bei der Ausarbeitung erfordert. Die Stadt Kaiserslautern und ihre Digitalisierungsagentur KL.digital haben dies in enger Zusammenarbeit mit dem Tiefbauamt, ICE Gateway und Siteco am Beispiel des Fauthweges praxisnah umsetzen können und ein Pilotprojekt moderner Lichtlösungen für den Städtebereich geschaffen.

Zeitgemäßer Bedarf und deren Umsetzung

Die Möglichkeiten moderner Lichtlösungen bieten in nahezu allen Bereichen neue, umfangreiche und themenfremde Optionen, die in der Summe gerne als intelligentes Licht bezeichnet werden. Dies schafft Begehrlichkeiten und Möglichkeiten, die insbesondere bei der Städteplanung neue Wege eröffnen, die es aber ebenso zu erschließen gilt. Dabei müssen sämtliche Interessengruppen Berücksichtigung finden und bereits im Planungsprozess involviert sein, um die komplexen Ziele erreichen zu können. Am Ende der Planung sollte grundsätzlich der Nutzen für den Bürger im Vordergrund stehen und ein entsprechender Mehrwert auch hinsichtlich der Energieeffizienz erkennbar sein. Der Lautrer Fauthweg in Bahnhofsnähe zeigt die Vorteile und das Innovationspotential einer solch smarten Lösung für den Nutzer bzw. Bewohner.

Auf dem rund 300 m langen Weg entstand durch den Einsatz von zehn neuen Leuchten und deren multifunktionalen Erweiterungen eine interessante Pilot-Strecke, die mehr als nur Licht bietet. Über Taster und Bewegungsmelder am Anfang und Ende des Weges und an relevanten Knotenpunkten können die Leuchtpunkte bedarfsgerecht gesteuert werden. Die Leuchten melden selbstständig Fehlfunktionen und Wartungsbedarf und geben diese Informationen an eine zentrale Stelle weiter. Hier können die Daten mithilfe einer Web-Oberfläche ausgewertet werden und zu den Analyseergebnissen passende Maßnahmen ausgelöst werden.

Für die Datenübertragung sind die einzelnen Leuchten per Funk über eine 2,4-GHz-Schnittstelle miteinander verbunden. Über Temperatur- und Luftfeuchte-Sensoren wird das aktuelle Wetter ortsgenau erfasst und Gobo-Projektoren werfen bei Glätte relevante Warnungen auf den Gehweg. Der Schaltzustand der Leuchten kann zudem, zum Beispiel im Falle eines Rettungseinsatzes oder anderer unvorhersehbarer Vorkommnisse, aus einer Leitstelle ferngesteuert werden. Ferner wird durch den Einsatz moderner LED-Technik und die Absenkung der Beleuchtungsstärke bei Nichtnutzung des Weges auf ein Minimum, der Energieverbrauch bei eingeschaltetem Licht um 70% gesenkt und störendes Streulicht wird aufgrund der verwendeten Reflektortechnik wirkungsvoll reduziert.

Die vier Hauptakteure

Maßgeblich wurde das Projekt von KL-Digital initiiert und mit dem Tiefbauamt der Stadtverwaltung geplant. Das städtische Unternehmen hat die Aufgabe, den Einsatz innovativer Technologien zur Unterstützung der digitalen Transformation zu erproben, vor allem im Hinblick auf die gesellschaftlichen Auswirkungen und die Akzeptanz in der Bevölkerung. Ziel ist es, Beratungskompetenz aufzubauen und öffentlichen Einrichtungen im digitalen Wandel anzubieten. Das Tiefbauamt Kaiserslautern rüstete die Bestandsleuchten um und prüfte die Integration in die existierende Steuerung. Es hat den Aufbau und die grundsätzliche Installation der komplexen Anlage bis in die Detailarbeiten realisiert.

Als Partner für die Umsetzung der eigentlichen »smarten« Lösungen entschied man sich für ICE-Gateway. Mit Hilfe einer sicheren Infrastrukturlösung, basierend auf einem programmierbaren Mobile Edge Computer (iceMEC), bauten die Mitarbeiter ein IoT-Netzwerk auf. Dieses digitale Netzwerk ist der Grundstein für zahlreiche Services in den Bereichen Straßenbeleuchtung, öffentlicher Verkehr, Sicherheit, Sensorik und Marketing. Die Smart-City-Lösungen sind sicher, einfach zu installieren und beliebig skalierbar.

Für die Leuchten und die eigentliche Lichtqualität zeichnet Siteco verantwortlich. Das Unternehmen blickt auf eine mehr als 150-jährige Geschichte als Teil der deutschen Lichtindustrie zurück und ist heute u.a. ein Anbieter für Straßen-, Tunnel- und Stadionbeleuchtung – von Großprojekten bis zu kundenspezifischen Projektlösungen. Dank eines umfangreichen LED-Leuchten-Portfolios inklusive Sensorik, Steuerkomponenten und intelligentem Lichtmanagement sind die Lösungen kompatibel mit Steuerungs- und Datenmanagement-Systemen sowie IoT-Anwendungen, was für das vorliegende Projekt durchaus mitentscheidend war.

Weitere Informationen:

KL.digital GmbH, Kaiserslautern, www.herzlich-digital.de

Tiefbauamt der Stadt Kaiserslautern, www.kaiserslautern.de

Siteco GmbH, Traunreut, www.siteco.de | Projektverantwortung: Stefan Wohlgemuth

ICE Gateway GmbH, Berlin, www.ice-gateway.com

Fotos: Siteco GmbH, Traunreut

Text: Alexander Schwarz, Niederwalgern, www.schwarzlichtfotografie.de

Dieser Artikel ist erschienen in

Licht 9 | 2019

Erschienen am 25. November 2019