GmbH. STEPConsult. Mobiles Messsystem zur automatisierten, geokodierten Messung des Beleuchtungsniveaus von Straßen- und Beleuchtungsanlagen

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1 GmbH STEPConsult Mobiles Messsystem zur automatisierten, geokodierten Messung des Beleuchtungsniveaus von Straßen- und Beleuchtungsanlagen

2 Inhaltsverzeichnis 1. Ziele einer automatisierten Messung Beschreibung des Messsystems Messwertdarstellung Messdaten aus Auswertungssoftware Grafische Messwertdarstellung Messwertdarstellung...7

3 1. Ziele einer automatisierten Messung Mit der bisherigen vorhandenen Technik, einer zeitaufwendigen und kostenintensiven manuellen Messung, wurde pro Leuchte ein Aufwand in einer Größenordnung von zwei Mannstunden benötigt. Mit dem automatisierten mobilen Messsystem kann das Beleuchtungsniveau aller Straßen kleinerer Kommunen in einer Nacht und in größeren Städten in wenigen Nächten erfasst werden. Mit unserem Messsystem kann das Beleuchtungsniveau von Straßen großflächig erfasst und dargestellt werden. Des Weiteren ist es möglich anhand der Messergebnisse einer vorher-/nachher- Messung die Verbesserung des Beleuchtungsniveaus durch Umbau- bzw. Sanierungsmaßnahmen (auch Umbau auf LED-Leuchten) zu bewerten bzw. die Beibehaltung des Beleuchtungsniveaus zu verifizieren. Darüber hinaus kann mit unserer Beleuchtungsstärkemessung eine Dokumentation bzw. Beweissicherung bei KAG-Maßnahmen erstellt werden. Oftmals werden in der Straßenbeleuchtung noch vermehrt Quecksilberdampf-Hochdrucklampen eingesetzt. Diese sind aufgrund ihrer geringen Lichtausbeute wenig energieeffizient. Anhand des verwendeten Leuchtmittels in Verbindung mit dem gemessenen Beleuchtungsniveau können wir ebenso Energieeinsparpotentiale aufzeigen. Durch Vergleich lichttechnischer Kennwerte aus der Klassifizierung der betroffenen Straßen(abschnitte) und der Ergebnisse der Beleuchtungsniveaumessung können ebenso Aussagen darüber getroffen werden, ob ein Straßenzug ausreichend und gleichmäßig beleuchtet wird. Eine mangelnde Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung von Straßen kann dazu führen, dass Objekte oder am Straßenverkehr teilnehmende Personen nur schlecht erkannt werden. Stellen wir diesen Fall fest, können wir Maßnahmen zu einer gleichmäßigen Straßenbeleuchtung aufzeigen, um so die Sicherheit auf Straßen zu gewährleisten.

4 2. Beschreibung des Messsystems Unser Messsystem besteht zurzeit aus 6 horizontalen Beleuchtungsstärkesensoren (jeweils 3 an Front und Heck des Fahrzeuges), welche sich ca. 20cm über der Fahrbahndecke befinden. In Planung ist bereits die Einbindung eines 7. Sensors zur Messung der vertikalen Beleuchtungsstärke und eines 8. skotopischen Sensors. Der vertikale Beleuchtungsstärkesensor ist vor allem in Bereichen, in denen Personen am Straßenverkehr teilnehmen (z.b. Fußgängerüberwege), eine hilfreiche Bewertungsgröße. Je höher die vertikale Beleuchtungsstärke ist, desto schneller und besser können Personen erkannt werden. Oftmals kommt es vor, dass der Bereich zwischen Lichtpunkten nur gering ausgeleuchtet wird. Der skotopische Sensor ist genau für diese Bereiche ausgelegt. Die Messwerte werden bei einer Fahrtgeschwindigkeit von bis zu 50 aufgenommen und additiv verarbeitet. Zur Positionsbestimmung verwenden wir ein DGPS, welches auf dem Fahrzeugdach montiert wird. Mittels eines Echtzeitrechners werden die Messwerte der Beleuchtungsstärke den ermittelten Positionsdaten zugeordnet und an einen Rechner mit einer Bearbeitungssoftware weitergeleitet. Nach der Messfahrt werden die Rohdaten in unser Auswertetool eingeladen und nachbearbeitet. Durch einen Datenimport kann eine Verortung durchgeführt werden. So können die Messwerte (Minimal-,Maximal-, Mittelwert und Gleichmäßigkeit) straßen(profil)bezogen angezeigt werden. Folgende Abbildung zeigt einen horizontalen Beleuchtungsstärkesensor. Der Sensor befindet sich innerhalb zweier Abschattungen. Die obere Abschattung reduziert die Einflüsse von Reflexionen am Fahrzeug und schattet das eigene Abblend-/Bremslicht ab. Darüber hinaus wird lediglich der vordere bzw. hintere Viertelraum gemessen. Die untere Abschattung reduziert die Einwirkung des Abblendlichtes von entgegenkommenden bzw. folgenden Fahrzeugen. Mit einer schwarzen Lackierung werden weitere Reflexionen an den Abschattungen vermieden und das auftreffende Licht absorbiert.

5 3. Messwertdarstellung Unser Auswertetool bietet folgende Anwendungsmöglichkeiten: Leuchtpunkt-Import aus einer Excel-Tabelle, sowie Leuchtpunkt-Verwaltung, Erfassung und Verarbeitung Messdaten-Import Messdaten-Zuordnung zu Straßen (durch Verortung) Klassenbestimmung und -zuordnung zu Straßen, Berechnung von Referenzwerten Betrachtung einzelner Lichtpunkte Amortisationsberechnung Darstellung der Messwerte (Kurvenverlauf) Grafische Darstellung der Messwerte (Graustufen/Falschfarben) Messdatenexport 3.1 Messdaten aus Auswertungssoftware Folgende Abbildung zeigt einen Ausschnitt aus unserem Auswertetool. Mit der Zuordnung der Messwerte zu den Straßen wird automatisch eine Beleuchtungsstärkeverteilung generiert, welche sowohl die ermittelten Beleuchtungsstärken, als auch, falls gewünscht, die Referenzwerte nach Klassen, anzeigt.

6 3.2 Grafische Messwertdarstellung Die Messwerte der durchfahrenen Straßen lassen sich ebenso grafisch visualisieren. So kann die komplette Strecke bzw. gezoomte Straßen in Graustufen oder Falschfarben dargestellt werden. Folgende Abbildung zeigt die Messwerte einer durchfahrenen Strecke in Graustufen. Hier ist deutlich zu erkennen, dass viele Bereiche nur mangelhaft ausgeleuchtet sind (dunkle Bereiche). Anhand der grafischen Darstellung der Messwerte können wir ebenso feststellen, ob ein Straßenzug gleichmäßig ausgeleuchtet ist. Liegen vermehrt Wechsel zwischen hellen und dunklen Bereichen vor, ist dies ein Zeichen für eine ungleichmäßige Ausleuchtung der Straße. Dieser Aspekt reduziert die Sicherheit auf Straßen, da Objekte und am Straßenverkehr teilnehmende Personen in den dunklen Bereichen nur schlecht erkannt werden. Mit unseren Messergebnissen können wir das vorhandene Beleuchtungsniveau bewerten und Maßnahmen für eine bessere Beleuchtungsqualität aufzeigen.

7 3.3 Messwertdarstellung Mit unserem Auswertetool lässt sich das Beleuchtungsniveau als Messwertkurve straßenweise anzeigen. Um eine genaue Betrachtung zweier Lichtpunkte zu erhalten, können ebenso Bereiche gezoomt werden. Folgende Abbildung zeigt einen Kurvenverlauf einer Straße mit zwei Fußgängerüberwegen. Fußgängerüberweg Fußgängerüberweg Zwischen den Fußgängerüberwegen befinden sich 8 Lichtpunkte mit Beleuchtungsstärke-Maxima zwischen 5 und 15lx. Die Peaks stellen den Bereich der Lichtpunkte dar. Die Täler stellen den Bereich zwischen den Lichtpunkten dar. Bei den Fußgängerüberwegen ist ein deutlicher Anstieg der Beleuchtungsstärke erkennbar. Der nächste Kurvenverlauf stellt den Bereich zwischen 2 Lichtpunkten dar. Die Lichtpunkte in dem dargestellten Kurvenverlauf haben einen Abstand von 46m. Unter den Leuchten wird eine Beleuchtungsstärke von bis zu 30lx erreicht. In dem zwischenliegenden Bereich ist jedoch ein Straßenabschnitt mit einer Länge von 30m schlecht ausgeleuchtet. Hier liegt die Beleuchtungsstärke unter 1lx.