SENSORTECHNIK: WICHTIGER BAUSTEIN DER SMART CITY
Sensortechnik ist ein wesentlicher Baustein der Smart City, um Daten zu sammeln, auszuwerten und Maßnahmen zu ergreifen. In Darmstadt sind verschiedene Sensoren im Einsatz, die auf einer Datenplattform gesammelt und transparent gemacht werden. Sie liefern wertvolle Erkenntnisse und sind die Grundlage für die Optimierung einzelner Handlungsfelder in der Smart City.
Verkehrs- und Umweltsensorik
Darmstadt ist eine wachsende Stadt mit vielen Pendler*innen und einer hohen Verkehrsauslastung in Stoßzeiten.
Das Projekt Verkehrs- und Umweltsensorik ermöglicht durch intelligente Verkehrssensoren und Leitsysteme eine gezieltere Steuerung der Verkehrsmengen und sorgt dadurch für flüssigere Verkehrsströme.
Hierfür erkennen Sensoren die Fahrzeugtypen und Durchschnitts-geschwindigkeiten der vorbeifahrenden Fahrzeuge, die dann über Verkehrslenkungsmaßnahmen geleitet werden können.
Diese zukunftsweisende Technik bewirkt eine Zeitersparnis für alle Verkehrsteilnehmer*innen und ermöglicht es, Schadstoffe im Stadtgebiet zu minimieren. Der echtzeitfähige städtische Verkehrsrechner kann diese Verkehrsdaten sowie umweltbezogene Daten, die über ein eigenes Sensornetzwerk ermittelt werden, in zukünftige Steuerungskonzepte einbinden.
Baumsensorik
Stadtbäume sind für das innerstädtische Klima besonders wichtig. Indem sie Schatten spenden und durch Verdunstung die Luftfeuchtigkeit erhöhen, verbessern sie das Mikroklima. Darüber hinaus sind sie Lebensraum für stadttypische Vogel- und Insektenarten. In Darmstadt vertrocknen jedoch wegen der immer länger werdenden Hitze- und Dürreperioden zunehmend Bäume. Ein smartes Bewässerungssystem lässt die Bäume mit Hilfe bedarfsorientierter Bewässerung gedeihen und spart gleichzeitig Wasser.
An fünfzig in der ganzen Stadt verteilten Jungbäumen werden Feuchtesensoren angebracht, die das Wasserpotenzial des Bodens unter möglichst unterschiedlichen Standortbedingungen messen. Aus den Daten wird der individuelle Wasserbedarf jedes Bäumchens ermittelt. Langfristig sollen auf diese Weise die Wassergaben aller Stadtbäume optimiert werden.
Ziel ist der Erhalt des städtischen Baumbestandes und die dauerhafte Schonung unserer Ressource Wasser.
Smart Lighting
Im Projekt Smart Lighting sind Straßenlaternen rund um das Residenzschloss mit speziellen Sensoren ausgestattet, um sie für Messungen zum Verkehrsaufkommen, für Luftqualitätsanalysen oder zur Feststellung des Geräuschpegels nutzen zu können. Dazu werden alle 15 Minuten Daten an das System übertragen und aufgezeichnet.
In einem zweiten Projekt im Vorort Wixhausen sind 17 LED-Straßenlaternen mit Sensoren ausgestattet, die das Prinzip der adaptiven Beleuchtung umsetzen. Die Sensoren reagieren auf die Umgebung sowie Verkehrsteilnehmer und regeln das Licht hoch oder runter. Die adaptive Beleuchtung ist vor allem an Strecken sinnvoll, auf denen kein regelmäßiger Verkehrsfluss stattfindet und das künstliche Licht bei Nicht-Nutzung der Strecke auf ein minimales Niveau reduziert werden kann.
Die Umwelt profitiert: Pflanzen werden geschützt, die für ihren Wachstumszyklus Dunkelheit benötigen und nachtaktiven Tieren wird geholfen, sich bei ihrer Nahrungssuche besser orientieren können. Über das Internet der Dinge (IoT) sind die Sensoren in ein sicheres Netzwerk eingebunden, werden ausgewertet und zudem grafisch dargestellt.
Smarte Schwimmbäder
Darmstadts Schwimmbäder vernetzen sich: An den Start gehen die Naturbäder Großer Woog und Arheilger Mühlchen sowie die Schwimmbäder Nordbad, Bessunger Bad und Mühltalbad.
Neben Besucherzahlen werden in den beteiligten Bädern Daten zu Luft- und Wassertemperatur, UV- Strahlung, Windgeschwindigkeit und -richtung, Niederschlag, Helligkeit, Temperatur, Luftfeuchte sowie Luftdruck über spezielle Sensoren erhoben und in die Datenplattform der Wissenschaftsstadt Darmstadt eingestellt.
An den Darmstädter Naturbädern Arheilger Mühlchen und Großer Woog werden außerdem Wetterstationen installiert, die Blitze detektieren können, so dass Badegäste frühzeitig über Intensität und potenzielle Gefahren informiert werden.
Dem Eigenbetrieb Bäder helfen die Daten, frühzeitig Veränderungen in der Wasserqualität zu erkennen und entsprechend zu reagieren.
Smart Waste
Im Bereich der Abfallentsorgung hat der EAD (Eigenbetrieb für kommunale Aufgaben und Dienstleistungen) Großbehälter an öffentlichen Plätzen mit Sensoren ausgestattet, die in Echtzeit die exakten Füllstände der Behälter mitteilen.
Per Datenübertragung über das LoRaWAN-Netzwerk informieren die Sensoren die Mitarbeiter*innen, wenn die Behälter voll sind und zur Leerung angefahren werden können. Das System erkennt zum einen, welche Mülltonnen wie gefüllt sind, und empfiehlt auf Basis dieser Erkenntnis zum anderen die Routen für die Leerungstour.
Ziel ist es, durch dieses technische Erfassungssystem Kosten einzusparen, Emissionen durch die Einsatzfahrzeuge zu vermeiden und Lärm durch die Entsorgungen zu reduzieren, da unnötige Fahrten zur Leerung von noch nicht gefüllten Behältern vermieden werden können.
Smart Zoo
Bereits seit 2018 werden im Darmstädter Zoo Vivarium die Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Terrarium der Riesenschildkröten und den beiden Großterrarien für afrikanische bzw. australische Reptilien mit Sensoren gemessen – und das rund um die Uhr. Diese Neuerung bedeutet eine enorme Arbeitserleichterung für die Zoobeschäftigten, die zuvor mehrmals täglich alle Messwerte im Terrarium selbst ablesen mussten, um sie dann händisch in ein System einzutragen.
Die Sensoren liefern alle dreißig Minuten, und damit deutlich mehr Daten als bisher, an einen Computer im zentralen Zoo-Büro. Die Tierpfleger*innen können die Werte zusätzlich auf dem Tablet ablesen. So ist es ihnen möglich, zum Beispiel auf starke Schwankungen der Temperatur oder der Luftfeuchtigkeit im Terrarium unmittelbar zu reagieren.
Die Datenübertragung erfolgt über die LoRaWAN-Technologie, die beim Senden der Daten wenig Energie verbraucht und sehr zuverlässig funktioniert.
