www.gelsenkirchen.de

Digitales Messverfahren optimiert Bewässerung und hilft Kosten zu sparen

Stadtbäume sind in mehr als einer Hinsicht besonders wertvoll: Sie stellen einen wichtigen Lebensraum für eine Vielzahl von Tieren dar, steigern die Luftqualität und verbessern das städtische Klima.

Die bisher übliche manuelle Routenplanung für die Bewässerung und das Gießen mit konstanten Wassermengen erzeugen einen hohen Wasserverbrauch und Personalaufwand und können aufgrund fehlender Daten dennoch keine bedarfsgerechte Bewässerung garantieren. Durch die zunehmend extremen Wetterverhältnisse werden besonders Jungbäume im Stadtgebiet deshalb oft nicht ausreichend mit Wasser versorgt, können so nicht richtig wachsen oder müssen teilweise sogar ersetzt werden.
Um dies zu ändern, wurde im Open Innovation Lab der Use Case zur Bodenfeuchtemessung entwickelt, der die Bewässerung von städtischen Pflanzen künftig optimieren soll. Dazu wird die Bodenfeuchte mithilfe von Sensorik gemessen, mit Daten zu Baum, Wetter und Bodenbeschaffenheit ergänzt und anschließend anhand von Modellrechnungen der exakte Bewässerungsbedarf ermittelt.

Mithilfe der so gewonnenen Informationen kann der Baumbestand gezielt und genau mit der Wassermenge versorgt werden, die er benötigt, um gesund und widerstandsfähig zu bleiben. Zusätzlich ermöglicht das Verfahren eine Reduzierung der benötigten Wassermenge, eine Optimierung der Einsatzplanung sowie eine Verringerung der Folgekosten für den Austausch von Bäumen.

GPS-Sender geben Auskunft über Baustellen

Wann genau werden die Absperrungen einer Straßenbaustelle eingerichtet? Wo befinden sich die erste und die letzte Bake? Wann ist die Straße wieder frei? Ordnungsdiensten und Polizei stehen keine verlässlichen Informationen über die tatsächliche Baustellenlage zur Verfügung. Zwar werden Baustellen angemeldet, die Absperrungen werden in der Realität aber oftmals später eingerichtet oder früher abgebaut. Bürgerinnen und Bürger erhalten damit keine Information über die tatsächliche aktuelle Situation. Ähnlich sieht es bei Unfallorten aus: Polizei, Rettungs- und Ortungsdienste müssen sich untereinander mündlich per Funk oder App verständigen, ihnen liegen keine Geodaten vor.

All das kann in Zukunft anders aussehen, denn im Open Innovation Lab Gelsenkirchen wird derzeit ein Baustellentracker getestet. Hierbei werden Absperrbaken mit GPS-Sendern ausgestattet. Sie werden beim Aufstellen aktiviert und beim Abbau ausgeschaltet.

Die Daten können tagesaktuell auf einem Dashboard dargestellt werden. So lassen sich aktuelle Baustellen nachvollziehen – und die Daten können zur Analyse der allgemeinen Verkehrssituation und -planung herangezogen und veröffentlicht werden.

Sensoren messen den Lärm ums Berger Feld

Lärm ist auf dem Berger Feld in Gelsenkirchen ein wichtiges Thema. Wie hoch ist die momentane Belastung durch ansässige Unternehmen oder durch umliegende Hauptverkehrsadern sowie durch Großveranstaltungen in der Veltins-ARENA? Eine genaue Antwort auf diese Frage gibt es derzeit noch nicht. Ein Indiz darüber, welche Schallpegel hier vorliegen, erhält man momentan nur durch Simulationsmodelle.

Im Open Innovation Lab wird daher ein Use Case getestet, der den Lärm um das Berger Feld genauer misst. Das passiert über Lärmsensoren, die im OIL installiert werden. Die erfassten Messwerte werden aufgezeichnet, vorverarbeitet und digital zur Verfügung gestellt. Mit den gesammelten kontinuierlichen Datenzeitreihen wird ein Gesamteindruck der Schallpegelausbreitung über das OIL gewonnen, und Lautstärke-Hot-Spots können identifiziert werden.

Auf Basis dieser Daten lassen sich außerdem Aussagen zu zukünftigen Lärmbelastungen treffen. Ebenfalls ist es denkbar, die erfassten Datenreihen für zukünftige Quartiers- oder Stadtraumentwicklungen heranzuziehen.

Sensoren führen nicht aufs Glatteis

Die herkömmlichen Glatteiswarnungen der Wetterdienste sowie die Glatteiswarnungen der Sensorik im PKW helfen nur eingeschränkt, wenn es darum geht, auf Straßenglätte zielgerichtet zu reagieren oder diese zum Beispiel durch den Einsatz von Streufahrzeugen zu vermeiden. Im OIL wird derzeit eine genauere Methode erprobt.

Dabei ist der Einsatz einer Glättemeldeanlage vorgesehen. Diese gleicht die winterdienstrelevanten Wetterdaten, welche die städtischen GELSENDIENSTE täglich per E-Mail und jederzeit über ein Portal erhalten, ab. Hier geht es vor allem um Informationen zu Straßenoberflächenzuständen, Oberflächentemperaturen, Niederschlagswahrscheinlichkeit, Schneewahrscheinlichkeit, Schneefallgrenze, Taupunkt, Lufttemperatur, Bewölkung, Windstärke und -richtung.

Die Glättemeldeanlage löst, wenn die Temperatur unter +3°C fällt, einen Einsatz aus. Für eine Wetterschau fährt dabei ein Einsatzleiter eine rund 65 Kilometer lange definierte Route durch das Stadtgebiet ab, dokumentiert Straßenzustand und Temperaturen und löst – wenn nötig – dann einen Streudienst aus.

Hinzu kommen Oberflächensensoren, die den tatsächlichen Zustand und die Temperatur melden und es dem Einsatzleiter ermöglichen, die nötigen Taustoffmengen genau zu bemessen. So kann dieser die optimale Menge und den richtigen Zeitpunkt für einen wiederholten Streueinsatz definieren.

Engmaschiges Sensornetzwerk liefert zuverlässige Klimadaten

Es gab in Gelsenkirchen bislang keine flächendeckend gemessenen Klimadaten für einzelne Stadtteile oder kleinere Quartiere. Daher ist das lokale Klimabild nicht sehr aussagekräftig und beruht nur auf Berechnungen.

Im Open Innovation Lab wird genau das geändert. Hier wird ein engmaschiges Sensornetzwerk für Temperatur, Luftdruck, Wind, Niederschlag und Feuchtigkeit erprobt. Das Netzwerk setzt sich dabei aus Messstationen verschiedener Hersteller zusammen. Deren Datenqualität wird durch geeignete Referenzgeräte verifiziert.

Mit den erhobenen Klimadaten können kommunale Themen wie die Stadtplanung, Umweltfragen oder andere Use Cases angereichert werden. Denn Klimadaten sind wichtige langfristige Daten, die erhoben werden müssen, um eine fundierte Stadtplanung zu ermöglichen und sind darüber hinaus auch relevant für die kommunale Daseinsfürsorge. Mit ihnen lassen sich Einflüsse durch den aktuellen Klimawandel detektieren und analysieren.

Datenlogger geben Aufschluss über Gelsenkirchener Grundwasser

Wie wird sich der Grundwasserspiegel in Gelsenkirchen in den kommenden Jahren entwickeln? Eine Frage, die vor dem Hintergrund des Klimawandels enorm wichtig ist. Im OIL erprobt die Stadt digitale Messverfahren, um diesen Zusammenhang zwischen Klimawandel und Grundwasserversorgung besser nachvollziehen, veranschaulichen und nutzen zu können.

Dazu wurden zwei Grundwasserdatenlogger – prozessorgesteuerte Speichereinheiten, die Daten in einem bestimmten Rhythmus über eine Schnittstelle aufnehmen und auf einem Speichermedium ablegen – im OIL in circa drei Metern Tiefe verbaut. Diese sollen Daten zur Entwicklung des Grundwasserspiegels liefern. Gleichzeitig werden Daten zu Lufttemperatur, Niederschlagsmenge, Windgeschwindigkeit und -richtung erhoben und in Bezug zum Grundwasserspiegel gesetzt, um festzustellen, welchen Einfluss das Klima auf das Grundwasser hat.

Die Messdaten sollen zukünftig auf einer einheitlichen Internet of Things (IoT)-Plattform dargestellt und den Gelsenkirchenerinnen und Gelsenkirchenern anschaulich und transparent online zugänglich gemacht werden.