@phdthesis{Knobloch2018, author = {Knobloch, Florian}, title = {Energieeffiziente Beleuchtung unter Ber{\"u}cksichtigung einer verteilten Steuerung und eines redundanten Kommunikationssystems}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-45480}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2018}, abstract = {Das Thema siedelt sich im Bereich Smart-City an. Die Einsparung von Energie ist in der {\"o}ffentlichen Straßenbeleuchtung von Interesse. Die Intention ist eine Automatisierung der Beleuchtungsanlage unter Nutzung einer drahtlosen Kommunikation. Ziel ist die Untersuchung des Einsparpotentials, der ben{\"o}tigten Datenraten und der Robustheit. Die physiologischen Bed{\"u}rfnisse des Verkehrsteilnehmers zur Einhaltung der Verkehrssicherheit werden konsequent ber{\"u}cksichtigt. Die Umr{\"u}stung auf eine automatisierte Beleuchtung lohnt sich besonders in l{\"a}ndlichen Regionen oder Anliegerstraßen, wobei in Tempo-30-Zonen eine optimale Energieeffizienz existiert. Aufgrund eines beleuchteten Anhalteweges existieren maximale Einsparungen. Das Optimum wird durch eine Extremwertanalyse bewiesen und ausf{\"u}hrlich untersucht. Die Einsparung h{\"a}ngt haupts{\"a}chlich von der Verkehrsst{\"a}rke, der Verkehrsgeschwindigkeit und der Dimmstufe ab. Die lineare Abh{\"a}ngigkeit von der Dimmstufe wird bei einer geringen Verkehrsst{\"a}rke durch eine Grenzwertanalyse gezeigt. 70 \% Energie l{\"a}sst sich im Gegensatz zu einer Dauerbeleuchtung mit typischen Parametern sparen. Im Gegensatz zu anderen L{\"o}sungskonzepten erreicht das entwickelte Moving-Light-System Mehreinsparungen von bis zu 23 \%. Lichtplaner und Kommunen k{\"o}nnen {\"o}rtliche Sparpotentiale mit dem neuen Modell berechnen, um zu pr{\"u}fen ob sich eine Umr{\"u}stung {\"u}berhaupt lohnen w{\"u}rde. Die ben{\"o}tigte Steuerung wird abstrakt beschrieben und mit Simulink verifiziert. Zur Verbesserung der Robustheit werden das schon vorhandene Licht und die ggf. schon vorhandenen Detektoren als redundantes {\"U}bertragungsmedium untersucht. Die Nutzung des sichtbaren Lichtes lohnt sich, wenn gleichzeitig solare Energiegewinne gew{\"u}nscht sind, weil der notwendige Aperturdurchmesser des Detektors im Bereich mehrerer 10 cm liegt. Neben der optischen Kommunikation wird die Helligkeit benachbarter Leuchten automatisch mitgemessen. Dies erm{\"o}glicht die Detektion von Fehlerzust{\"a}nden f{\"u}r eine verbesserte Wartung oder f{\"u}r die Aktivierung m{\"o}glicher redundanter Fail-Safe-Funktionen. Eine hop-weise Lokalisierung wird in dem Multihopsystem ausgenutzt, damit die Steuerung ohne Kartenmaterial und Kompasssensor auskommt. Weitere Arbeit besteht bei der Quantifizierung der Eingangsparameter vom Menschen um den Lichtbedarf zu decken. Aufgrund der anwendungsorientierten Problemstellung liegt ein Querschnittsthema aus der Verkehrswissenschaft, Automatisierungstechnik, Kommunikationstechnik und Optik vor. Es wird eine Forschungshypothese vorangestellt. Sie dient als Leitfaden und stellt die wesentlichen Erkenntnisse vorweg.}, subject = {Energieeffiziente Beleuchtung; Nutzerzentriertes Design; Echtzeit; Kabellose Kommunikation; Intelligente Straßenbeleuchtung; Energy efficient systems; User-centred design; Location-aware applications; Real-time wireless communication; Intelligent street lighting; Straßenbeleuchtung; Energieeffizienz; Smart City; Kommunikationssystem}, language = {de} }