Der Schutz unseres Nachthimmels
Die Welt verliert ihren Nachthimmel. A neue Studie in Science veröffentlicht berechnet, dass zwischen 2011 und 2022 nimmt die globale Himmelshelligkeit um etwa 9,6% pro Jahr zu. Die Forscher nutzten das gemeinschaftliche Wissenschaftsprojekt Globe at Night und sammelten Daten von mehr als 50 000 Menschen aus aller Welt, die die Anzahl der Sterne aufzeichneten, die sie in klaren, dunklen Nächten sahen.
Die Studie ergab eine gewisse Variabilität von Ort zu Ort: In Europa nahm die Lichtverschmutzung um 6,5% pro Jahr zu, während sie in Nordamerika um 10,4% anstieg. Der weltweite Durchschnitt von 9,6% bedeutet die Helligkeit des Himmels verdoppelt sich etwa alle sieben Jahreund das ist keine gute Nachricht.
"Zunehmende Himmelshelligkeit ist ein Zeichen wir machen die Beleuchtung falsch. Es ist ein Zeichen dafür, dass wir Energie ineffizient nutzen, Geld verschwenden, den Klimawandel verschärfen und die Umweltbelastung erhöhen. erklärt die International Dark Sky Association (IDA).
Überbeleuchtete Stadtteile und Straßen beeinträchtigen die menschliche Gesundheit indem es möglicherweise Schlaflosigkeit und andere Krankheiten auslöst, aber es hat auch negative Auswirkungen auf Tiere und Pflanzen, Störung der Tierweltdie Wanderungen der Vögel, das Aufblühen der Blumen und vieles mehr. Wir mögen einwenden, dass mehr Licht in der Nacht die Sicherheit erhöht und von Kriminalität abhält - aber helle, leere Parkplätze haben wenig Sinn.
Die eigentliche Frage ist nicht die nach mehr Beleuchtung in unseren Städten, sondern nach einer intelligenteren Beleuchtung. Da Straßenlaternen als nützlich und notwendig erachtet werden, berät IDA die Städte bei verantwortungsvolle Außenbeleuchtung nach einem einfachen Prinzip: Licht, wo und wann man es braucht, in der notwendigen Menge, und nicht mehr.
"Mit Dimmern, Bewegungsmeldern und mehr, es gibt die Mittel, um unsere Nächte anders zu beleuchten," schreibt Professor Paul Bogard in der Washington Post. In der Tat, Intelligente Technologien können eine große Hilfe sein. Durch den Anschluss von Lampen und deren Steuerung aus der Ferne können Städte individuelle Beleuchtungsmuster definieren für einzelne Bezirke und Gebiete. Die Straßenbeleuchtung kann nach programmierten Zeitplänen ein- und ausgeschaltet und gedimmt werden (z. B. Einstellung einer Standardkombination für Arbeits- und Feiertage, für Wohn- und Industriegebiete usw.), die bei Bedarf geändert werden kann, um bestimmte örtliche Gegebenheiten oder Ereignisse zu berücksichtigen.
Spezifische Sensoren ermöglichen Anpassung der Helligkeit an das Umgebungslicht. Die Lampen können auch mit Bewegungssensoren, Fahrzeugzählern, Neigungssensoren und anderen Geräten integriert werden, die Folgendes auslösen zustandsabhängige dynamische Beleuchtung. Dies ist besonders nützlich in verkehrsarmen Bereichen, in denen die Beleuchtung nur dann weiter gedimmt werden kann, wenn kein Fahrzeug oder Fußgänger vorbeikommt.
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Intelligente Beleuchtung: Städte sollten sich für Interoperabilität bewerben
Das Management der öffentlichen Beleuchtung hat sich stark verändert seit der Einführung von intelligenten IoT-Technologien. Fernüberwachung und -steuerung sind nun möglich, mit unmittelbaren Vorteilen in Form von Einsparungen bei Strom- und Energierechnungen, Verringerung der Treibhausgasemissionen, verbesserter Wartung und Servicequalität.
Aber Wie können wir sicherstellen, dass vernetzte Straßenlaternen der Stadt und ihren Bürgern zugute kommen? und das Gemeinwohl? Die LUCI Association griff diese Frage auf in ein aktuelles PapierErörtert werden die Schlüsselelemente des technischen und betrieblichen Rahmens der intelligenten Beleuchtung sowie die soziale und gesellschaftliche Seite.
Interoperabilität zeichnet sich aus als Schwerpunktthema. Die Städte sind zunehmend besorgt über die Bindung an einen bestimmten Anbieter, da proprietäre Technologien und Netze mit nur einer Anwendung nicht oder nur zu einem hohen Preis mit anderen Systemen integriert werden können, ein höheres Risiko der Veralterung besteht und sich die Investitionen letztlich nicht rentieren.
Wie das Papier der LUCI Association deutlich erklärt, das Konzept der Interoperabilität in Smart Lighting kommt auf drei Ebenen ins Spiel. Die Netzwerkebene geht es um den Träger der Kommunikation zwischen angeschlossenen Geräten; die Software-Ebene geht es um die gemeinsame Sprache, die diese Geräte zur Interaktion benötigen. Die Hardware-Ebene bezieht sich auf die physischen Geräte, die miteinander verbunden werden sollen, z. B. LED-Leuchten, intelligente Steuerungen und Umgebungssensoren.
Als Technologieanbieter, der schon immer anwendungsunabhängig war, konzentrieren wir uns bei Paradox Engineering auf die Entwicklung von intelligente IoT-Netzwerke, die eine Reihe von Feldgeräten und Systemen von Drittanbietern unterstützenunabhängig von der Marke. Mit einem Wort, wir steuern auf die Interoperabilität zu.
Unsere Technologien sind standardbasiert und verfügen über offene Datenmodelle: 6LoWPAN, TALQ, uCIFI Allianceaber auch DALI, Nema, Zhaga sind einige der Branchenstandards, die Sie am häufigsten von uns hören werden.
Die Interoperabilität gibt den Städten die Flexibilität um die dringendsten Herausforderungen zu bewältigen und zukünftige, innovative Anwendungen strategisch zu planen. Heute weniger Kosten und keine Barrieren wenn es darum geht, im Laufe der Zeit neue Geräte und Anwendungen hinzuzufügen.
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Vernetzte Straßenlaternen? Es ist Zeit für intelligente adaptive Beleuchtung
Straßenbeleuchtung macht im Durchschnitt 40% der Stromrechnung einer StadtEs überrascht nicht, dass sie eine der ersten Dienstleistungen ist, auf die sich Stadtverwaltungen konzentrieren, wenn sie mit Budgetbeschränkungen oder Nachhaltigkeitszielen konfrontiert werden.
Bis zu 80% an Stromverbrauch und damit verbundenen Kosten können eingespart werden indem wir Straßenlaternen auf energieeffiziente LED-Lampen umstellen und sie an ein drahtloses Internet der Dinge (IoT) anschließen. Mit unserem PE Smart Urban Network Plattformkönnen Städte ihre Beleuchtungsinfrastruktur in ein intelligentes, empfindungsfähiges Netz umwandeln und die vollständige Fernsteuerung einzelner oder gruppierter Leuchten ermöglichen.
PE Smart Urban Network ermöglicht einzelne oder gruppierte Leuchten ein-/ausschalten und dimmen vom zentralen Verwaltungssystem aus und ermöglicht die Definition von individuelle Beleuchtungspläne für den Außenbereich. Betriebsstunden und Helligkeit können in Abhängigkeit von der täglichen Sonnenzeit oder der Umgebungshelligkeit programmiert werden, und es können Standardkombinationen für bestimmte Bezirke oder Gebiete festgelegt werden.
Und was noch? Unsere Plattform ermöglicht adaptive, sensorgestützte Beleuchtung. Durch Verknüpfung der Straßenbeleuchtung mit Bewegungssensoren oder FahrzeugerkennungssystemenDie dynamische Beleuchtung kann ausgelöst werden, wodurch der Stromverbrauch um bis zu 30% gesenkt wird. Es können adaptive Beleuchtungsmuster definiert werden, d. h. das Einschalten von Lampen in Echtzeit bei Fahrzeug- oder Fußgängerverkehrund reduziert die Helligkeit in verkehrsarmen Gebieten oder auf leeren Straßen.
Sehen Sie sich dieses Beispiel an: Entlang eines Fahrradwegs können Straßenleuchten so eingestellt werden, dass sie bei Tageslicht ausgeschaltet bleiben und nachts eine Lichtstärke von 40% bieten. Dank des integrierten Bewegungssensors wird die Lichtstärke von 40% auf 100% für 2 Minuten erhöht, wenn die Umgebungshelligkeit unter dem Schwellenwert von 50 Lux liegt und ein Fahrzeug erkannt wird.
Beleuchtung kann Dynamische Spiegelung der Verkehrsintensität. Lichtpunkte können mit Verkehrszählern integriert werden, um die Anzahl der in einem bestimmten Zeitraum durchfahrenden Fahrzeuge zu erfassen. Wird ein bestimmter Schwellenwert überschritten, wird automatisch ein Befehl gesendet, um eine Gruppe von Lampen auf eine vordefinierte Dimmstufe zu setzen.
Eine IP-Kamera kann zum Beispiel so konfiguriert werden, dass sie Fahrzeuge zählt, die mehrere Linien überqueren, die Zähler alle 15 Minuten zurücksetzt und den entsprechenden Befehl zum Dimmen der Beleuchtung sendet. Es werden drei Szenarien betrachtet: Bei geringem Verkehrsaufkommen wird die Dimmstufe auf ein Minimum von 40% eingestellt; bei mittlerem Verkehrsaufkommen wird die Dimmstufe auf 50% erhöht und bei hohem Verkehrsaufkommen auf 70%.
Die Dimmsteuerung kann auch basierend auf Lux-, Regen- und Umweltsensoren Messung von Windstärke, Temperatur, Feuchtigkeit und Druck. Unter der Annahme, dass die physikalischen Daten alle 5 Sekunden erfasst und mit den entsprechenden Schwellenwerten korreliert werden, wird ein Befehl über den DALI2-Bus an die LED-Treiber gesendet, um die Beleuchtungsstärke anzupassen.
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Intelligente Beleuchtung in dezentralen Städten und ländlichen Gebieten
Im Jahr 2020 werden über 56 Prozent der Weltbevölkerung in Städten leben, und Nach Schätzungen der Vereinten Nationen könnte die Verstädterung bis 2050 68 Prozent erreichen.. Allerdings, die Covid-19-Pandemie könnte diesen Trend bremsenDie Zunahme der Telearbeit könnte mehr Menschen dazu bewegen, die Städte auf der Suche nach einem anderen Lebensstil zu verlassen.
Die Zukunft könnte in dezentralen Städten liegenwodurch sich das traditionelle Metropolenmodell zu polyzentrischen, multiknotenartigen Konglomeraten entwickelt. Dies würde eine "neue Normalität" für die städtische Dichte schaffen - und die städtischen IoT-Infrastrukturen dazu bringen, sich entsprechend zu verändern.
Was bedeutet dies für Smart Lighting? Der Standardfall für Straßenbeleuchtung ist etwa Stadtzentren oder dicht besiedelte GebieteDort ist es in der Regel einfach und kostengünstig, vorhandene Lampen auf LED umzurüsten und ein IoT-Netz aufzubauen. Einmal angeschlossen, können intelligente Leuchten von einem zentralen Softwaresystem aus überwacht und verwaltet werden, während einige Gateways als Grenzrouter, Netzwerkkoordinatoren und Datenkonzentratoren fungieren. Unter normalen Betriebsbedingungen kann ein einziges Gateway bis zu 400 angeschlossene Straßenleuchten verwalten.
Betrachtet man dezentrale Städte oder ländliche Gebiete, kann das Szenario völlig anders aussehen. Denken Sie zum Beispiel an Vorstädte und Dörfer auf dem Land in Europa oder den USA. Aufgrund der geringen Bevölkerungsdichte haben wir vielleicht verstreute Gruppen von wenigen Straßenlaternen oder sogar einzelne isolierte Lampen. Dies macht es schwierig und teuer, sie zu erreichen, da mehr Gateways benötigt würden, um sie zuverlässig an das Mesh-Netz anzuschließen.
Die Installation weiterer Gateways zur Anbindung schwer zugänglicher Straßenlaternen erhöht die Komplexität und verursacht zusätzliche Kosten, da die durchschnittlichen Kosten pro Lichtpunkt in die Höhe schnellen. Was wäre, wenn wir ein anderes Beleuchtungsgerät hätten, das sowohl als Knotenpunkt als auch als Gateway dient? Kann es einzelne oder isolierte Gruppen von Lampen mit der bestehenden IoT-Infrastruktur verbinden?
Paradox Engineering's neuer intelligenter Hybridknoten wird voraussichtlich im Jahr 2022 auf den Markt kommen. Lesen Sie mehr auf Städte heute!
Straßenlaternen ausschalten, um die Lichtverschmutzung zu bekämpfen
Es ist bekannt, dass Paris 1878 die erste elektrische Straßenbeleuchtung der Welt installiert hat. Drei Jahre später waren in der französischen Hauptstadt 4.000 elektrische Lampen in Betrieb und die Gaslaternen wurden nach und nach abgeschafft. Heute gibt es etwa 326 Millionen Straßenlaternen auf der ganzen Weltund diese Zahl soll bis 2030 auf über 361 Millionen anwachsen. Etwa ein Viertel aller Straßenlaternen weltweit wurde bereits auf LED umgestellt und über 10 Millionen wurden an intelligente Netze angeschlossen.
Wenn wir die Straßenlaternen mit den Lichtern von Häusern, Wolkenkratzern, Geschäften, Bürogebäuden und Werbetafeln zusammenzählen, ist es leicht zu verstehen unsere Städte sind überbeleuchtet. Lichtverschmutzung - die Wissenschaftler als die Veränderung des natürlichen nächtlichen Beleuchtungsniveaus durch anthropogene Lichtquellen definieren - betrifft mehr als 80% der Welt und mehr als 99% der US-amerikanischen und europäischen Bevölkerung. Die Milchstraße ist für mehr als ein Drittel der Menschheit verborgen, darunter 60% der Europäer und fast 80% der Nordamerikaner.
Autoritäre Gremien wie die International Dark-Sky Association (IDA) fordern lautstark dringende Intervention zur Reduzierung des Himmelsglühens, die Aufhellung des Nachthimmels über bewohnten Gebieten. Viele Städte diskutieren über mögliche Maßnahmen: in den USA, die Stadt Pittsburgh präsentierte eine "Dark Sky Lighting"-Verordnung strenge Kriterien für alle neu errichteten und renovierten Einrichtungen und Parks einzuführen sowie eine Vorschrift, wonach alle Straßenlaternen Dark-Sky-konforme Leuchten verwenden müssen. Die Verordnung soll noch in diesem Monat erörtert werden und könnte als Modell für andere Kommunen dienen, die die Lichtverschmutzung wirksam reduzieren wollen.
Lichtverschmutzung hat erhebliche finanzielle und ökologische Auswirkungen. IDA-Schätzungen ein Drittel der gesamten Außenbeleuchtung in den USA wird verschwendetSie kosten die Eigentümer von Gebäuden jährlich etwa 3,3 Milliarden USD und setzen jährlich 21 Millionen Tonnen Kohlenstoffemissionen frei. Der weit verbreitete Einsatz von Kunstlicht beeinträchtigt aber auch nachweislich die die geistige und körperliche Gesundheit der Menschenals auch mit Wildtiere und die natürlichen Lebensräume von Pflanzen.
Die unmittelbare Lösung, an die wir denken könnten - wir machen nachts alle Lichter aus - ist nicht so praktikabel. Das moderne Leben erfordert Beleuchtung, insbesondere nächtliche Straßenbeleuchtung ist unerlässlich, um die Mobilität im Straßenverkehr zu sichern und die öffentliche Sicherheit zu verbessern. Im Jahr 2018 untersuchte das New York City Crime Lab rund 80 Sozialwohnungen über einen Zeitraum von sechs Monaten und maß in etwa der Hälfte von ihnen die Auswirkungen der Einführung neuer Straßenlampen. Die Studie ergab, dass die Indexverbrechen um 7% zurückgingen, während nächtliche Straftaten um 39% gesunken.
Die eigentliche Herausforderung besteht also darin verantwortungsbewusstes und intelligentes Management der Außenbeleuchtung die Umweltverschmutzung zu verringern, ohne die Qualität der Dienstleistungen zu beeinträchtigen. Als berichtet von BBCTucson, Arizona, rüstete fast 20.000 Natriumdampf-Straßenlampen auf dimmbare, energieeffiziente LED-Lampen um. Die Lichtverschmutzung durch Straßenlaternen sank von 18% auf 13%. Seit 2018 hat die Stadt ihre gesamten Lichtemissionen um 7% und ihre jährlichen Energierechnungen um 2 Millionen USD gesenkt. Weitere Maßnahmen werden umgesetzt, um Werbetafeln, Flutlichter, Gebäude und Sportstadien abzuschalten.
PE Smart Urban Network ist unsere leistungsstarke und zuverlässige IoT-Plattform für Smart LightingEs ermöglicht den Anschluss und die Steuerung von Bezirken, Straßen und sogar einzelnen Lampen von einem zentralen Managementsystem aus, wobei die Beleuchtung nach programmierten Zeitplänen, Umgebungsbedingungen oder nach Bedarf ein- und ausgeschaltet und gedimmt wird.
Dank an PE Smart Urban Network, Städte können die Lichtverschmutzung eindämmen und bis zu 80% Strom und Treibhausgasemissionen einsparen: mehr erfahren über unsere Lösung und Werden Sie Mitglied unserer Gemeinschaft um Zugang zu White Papers, Broschüren, Videos und anderen aufschlussreichen Ressourcen zu erhalten.