Tema: smart belysning

Tema: smart belysning

Hur kan en hel stads belysningsinfrastruktur utgöra ett nervsystem? Och vad har Star Wars-roboten
C3PO egentligen med Helsingborgs stads belysning att göra? Stadens utvecklingsingenjör av
offentlig miljö, Andréas Hall vet. Häng med när han kastar ljus över frågan hur stadens belysning ska ta Helsingborg rakt in i framtiden.

En genomtänkt belysningsplan handlar om så mycket mer än att bara effektivisera belysningens energiåtgång och driftskostnad. Självklart är dessa värden viktiga, men Helsingborgs stads utvecklingsingenjör av offentlig miljö, Andréas Hall, menar att det bara är början. Tillsammans med sina kollegor i flera av stadens alla förvaltningar, befinner han sig mitt i händelsernas centrum för att skapa framtidens uppkopplade och smarta stad. 


Öppnar många dörrar. Det menar Andréas Hall, Helsingborgs stads utvecklingsingenjör av offentlig miljö, att stadens projekt Smart belysning kommer göra. Smart belysning kommer att utgöra navet i hela stadens IoT-satsning, inom ramen för det omfattande Smart City-projektet.

DMG har tidigare berättat om Helsingborgs påbörjade projekt Smart City (DMG 3/2021). Men det är det nya belysningsprojektet Framtidens belysning som väntas knyta samman alla uppkopplade funktioner och ge dem den smarta helhet som staden strävar efter.

— Belysningen är den centrala nerven i hela projektet, beskriver Andréas. Belysningsinfrastrukturen är det som kommer att skapa nya möjligheter för oss att göra Helsingborgs stad till en uppkopplad och smart stad. En lätt stad att leva och verka i.

Belysningsprojektet i sig tog avstamp i välbekanta grunder. 

— Vi stod inför ett stort investeringsbehov där vi vill komma bort från föråldrad högnatriumbelysning mot effektivare och mer energisnålare LED-belysning, förklarar Andréas.


Det var så här projektet började. Med uppkopplade livbojar där den grå boxen är en sensor, som känner av när bojen lyfts bort från sin hållare. Systemet kommunicerar över LoRa-nätet. Tanken framöver är att allting ska vara anslutet till ett enda digitalt system, där belysningsinfrastrukturen kommer att fungera som det centrala nervorganet som knyter ihop alla smarta funktioner. 

Samtidigt var siktet att framtidssäkra systemet redan från början mer omfattande än så.

— Idag har vi en enda ljussensor som reglerar hela stadens gatubelysning, fortsätter Andréas Hall. Vi har 450 elcentraler, där varje central kan ha ett tiotal slingor. Idag har vi bara möjlighet att tända och släcka på centralnivå. Om vår entreprenör ska felsöka och leta efter en trasig armatur så kan vi i värsta fall behöva tända upp 15 gator för att entreprenören ska hitta rätt. 

En del i förbättringsarbetet, och att kunna tända och släcka armaturer på individnivå, är att armaturen själv kan berätta om den är trasig.

Gäller det dessutom belysning längst med högtrafikerade trafikleder får detta en bokstavlig värdefull betydelse.

“Varje stolpe är att anse som en antenn, som sömlöst samlar information”

— Vi har en jättekostnad att byta belysning på en högtrafikerad väg, säger Andréas. Det kan krävas fyra TMA-bilar, som vardera kostar 1 500 kr per timme. Det blir 6 000 kronor i timmen för att byta en belysningsarmatur. Då vill vi veta att vi byter rätt armatur direkt. Vi kan även fastställa när trafikbeläggningen är som lägst och planera vårt arbete efter det. Poängen är att idag gissar vi. Framöver så fattar vi beslut baserat på kunskap.


Armatur i klassiskt snitt. Men likväl med modern LED-belysning. Modernt och smart kan kombineras med en stilfull tidlös design, som här på Stortorget. 

Så långt känns projektet ändå inte revolutionerande. Men när Helsingborgs stad lät WSP utreda möjligheterna insåg förvaltningen att staden stod inför en unik möjlighet att knyta samman belysningsplanen med målsättningen att skapa en ledande, uppkopplad och smart stad.

— Vi kommer att kunna använda vår nya belysningsinfrastruktur för att bära den nya kommunikationstekniken som blir nyckeln till hela systemet. Varje stolpe är att anse som en antenn, som sömlöst samlar information från uppkopplade saker i sin omgivning, säger Andréas.

— Den smarta papperskorgen, den automatiska bevattningen av grönytan, uppgifter om aktuell jordfuktighet, information om uppkopplade livbojar, badtemperaturer och så vidare. All den informationen skickas till en central databas, där varje tekniker kan hämta ut precis den information som är relevant att hålla koll på för just den förvaltningen.

SYSTEMET SPARAR PENGAR

Då Helsingborg Stad är en ren beställarorganisation innebär det att förvaltningen i mycket är beroende av sina entreprenörer. Även dessa kan, tack vare systemet, hålla koll på vad som verkligen behöver göras, vilket kortar ledtiderna och sparar pengar.

— Vi som kommun kan också skärpa villkoren för förfrågningsunderlaget i samband med att upphandlingarna görs, fortsätter Andréas. De som ger anbud måste exempelvis kunna arbeta med vårt system.

Andréas visualiserar systemet som roboten C3PO i Star Wars.

— En kommunikationsrobot som klarar att tala sju miljoner olika språk. Så vill jag se systemet. En pryl som kan klara att kommunicera med 5G, wifi, ethernet, eller vilket språk som styrsystemet än använder. Samtidigt ska samma enhet sömlöst prata Sigfox, blåtand, Z-wave, Zigbee, LoRa eller i värsta fall 433 MhZ nedåt till alla sensorer som finns i närområdet runtomkring den.


Uppkopplade papperskorgar. Runt om i staden står uppkopplade papperskorgar som känner av fyllnadsgraden. Längre bort skymtas en enklare papperskorg. ”Vi håller på att kolla över möjligheterna att montera sensorer i de vanliga papperskorgar också” upplyser Andréas Hall.  

Belysningsmässigt öppnas också många nya möjligheter. Framförallt att behovstyra belysning på ett långt smartare sätt än tidigare.

— För LED-belysning använder vi en färgtemperatur på 3 000 kelvin. På känsliga partier, där särskild hänsyn till djurlivet är nödvändigt, kan vi sänka färgtemperaturen till 1 870 kelvin.

Behovsstyrd belysning kan också användas i många andra sammanhang. LED-belysningen i sig är så överlägsen högtrycksnatrium att det är fullt möjligt att skapa en bättre ljusbild trots att effekten endast är satt till hälften av den egentliga kapaciteten. 

— Tekniken gör till exempel att vi kan ljussätta färdvägen för specialtransporter, och vid särskilda händelser kan vi skjutsa på ljuset vid den aktuella platsen för att hjälpa blåljuspersonal, säger Andréas.

“Ljuset följer dig då tre armaturer åt gången, och lyser därmed hela tiden upp en sträcka framför dig och bakom dig”

Tekniken medger också en rent närvarostyrd belysning, exempelvis längst med GC-banor. Närvorstyrd belysning är dock något som Helsingborgs stad valt att inte arbeta med. 

— Ett exempel är att du går på en gångväg när det är mörkt ute. Ljuset följer dig då tre armaturer åt gången, och lyser därmed hela tiden upp en sträcka både framför dig och bakom dig. I övrigt är det mörkt. Om någon kommer emot dig så tänds belysningen upp på motsvarande sätt, vilket kan väcka obehag för vissa individer. Därför har vi valt att inte arbeta alls med den typ av närvarobelysning, förklarar Andréas.

Med uppkoppling tillkommer också en annan faktor: IT-säkerhet.

“VÄGA IN LJUSETS NYTTA”

— Det är så klart en jätteviktig bit, säger Andréas. Kommunen har dock inte möjlighet att utveckla ett eget säkerhetssystem. Där får vi gå på de säkerhetsprotokoll och krypteringar som finns. 

I belysningsplanen finns också viktiga tankar om att begränsa ljusföroreningar och att ta hänsyn till djurlivet.

— Ibland är det bästa ljuset det som inte finns, menar Andréas. Här får man hela tiden väga in ljusets nytta för medborgarna i förhållande till den skada som det eventuellt kan orsaka djurlivet. Det är alltid en faktor som vi måste beakta. Om vi ska vara en omtänksam stad måste vi också respektera djurens intresse. Mest känsliga är fladdermöss och insekter. Med smart belysning kan vi både behovstyra belysningen genom att i vissa fall tona ned den, och i vissa fall stänga av den helt eller ändra färgtemperaturen mot en mer rödaktig färgton som inte stör djurlivet.


Dekorativ belysning måste användas med försiktighet för att inte störa djurlivet. Med smart teknik kan belysningen behovstyras, exempelvis genom att under nattetid sänka färgtemperaturen, från vitt till ett mer rödaktigt ljus som är snällare mot insekter och andra nattdjur.  

Ytterst är det helheten som Andréas ser fram mot.

— Tänk dig när vi kommer att kunna samköra detta, säger han lyriskt. Hur påverkar solen beläggningen vid badplatsens bilparkering? Vad är vattentemperaturen? Parkeringen är full. Åk buss. Här är busstabellen och alla stopp. Bussen är fullsatt. Cykla!

Hans vision är att helsingborgsbor framöver ska kunna få all den informationen direkt till sin dator eller mobil, så att man i realtid vet hur förutsättningarna ser ut.

Finns det någon nackdel med den nya belysnings- och IoT-planen?

— Vi får planera och budgetera helt annorlunda framöver, svarar Andréas. Vårt belysningsnät av högnatriumlampor bygger på att hela staden är indelad i fyra fält. Brinntiden för lamporna är cirka 16 000 timmar och de lyser ungefär 4 000 timmar per år. Det innebär att vi behöver byta ut sektion efter sektion enligt ett ständigt löpande schema. En sektor per år.

LED-lampor har en brinntid på 100 000 timmar.

— Det gör att vi får räkna med att de håller i ungefär 25 år, säger Andréas. Skillnaden är att alla kommer behöva ersättas vid samma tillfälle, och det måste kommunen ta höjd för både i beredskapsväg och kostnadsmässigt.

Andréas nämner också att dagens ellagstiftning inte riktigt hänger med dagens smarta och uppkopplade möjligheter.

“Jag vågar påstå att Helsingsborgs stad leder utvecklingen när det gäller ställa om till en uppkopplad helhet”

— Om staden äger belysningsnätet, vem ska då äga kommunikationsutrustningen som sitter i belysningsstolpen?  Om staden ska äga det, så får vi enligt kommunlag inte skänka bort eller sälja el, eftersom staden inte är en elleverantör. Samtidigt får den el som går till gatubelysningen bara driva själva belysningen i sig.

I en situation där kunden själv tillåts sätta upp egen kommunikationsutrustning i kommunens belysningsstolpe, så skulle stolpen mycket väl kunna strömförsörja den utrustningen. Men enligt lag får kommunen inte erbjuda det, och än mindre sälja el på det sättet.

— Här måste reglerna ses över, anser Andréas. Här finns en möjlighet att hushålla med resurser och samtidigt  spara på miljöarbeten.

PROJEKTET KOSTNADSEFFEKTIVT

Slutligen, kostnaden då?

Visst är en god ekonomisk hushållning viktig. Kostnadsbesparingen är därför en lika viktig faktor som något annat i projektet. Andréas uppskattar att Helsingborg stad idag har en årlig driftskostnad för belysningen på ungefär 13 miljoner kronor per år. Med de nya LED-armaturerna tror han att den kostnaden kan reduceras till endast 3 miljoner kronor per år.

HELSINGBORG LEDER UTVECKLINGEN

Trots det är det just tekniken och den möjlighet som den medger som är den största vinsten. 
Det är inte bara Andréas som ser fram mot alla tekniska möjligheter som staden får, när allt är implanterat.

— Det är nu vi lägger grunden, säger han. Jag vågar säga att Helsingborg stad är den stad i landet som leder utvecklingen när det gäller att ställa om till en uppkopplad helhet idag. Visst finns det andra kommuner som också har kommit långt i den här frågan, men det är vi som leder tåget. Vår framtida belysningsinfrastruktur kommer att utgöra nervsystemet för hela vår framtida uppkopplade stad. 

SKRIVEN AV
Fredrik Lund

FLER NYHETER

VISA FLER