Inteligentne latarnie na kampusie PW

Na głównym kampusie Politechniki Warszawskiej pojawiły się nowe latarnie, wyposażone w sensory IoT. Ich zadaniem jest (poza samym oświetleniem okolicy) zbieranie i prezentowanie pomiarów dotyczących jakości powietrza czy poziomu hałasu oraz sterowanie oświetleniem, tak by zapobiegać zanieczyszczeniu światłem. Za projekt wizualny i techniczny urządzeń odpowiadają eksperci z PW. 

Przyziemny problem, "smart" rozwiązanie

Pomysł powstał już kilka lat temu, kiedy naukowcy z PW zastanawiali się nad siecią sensorów, która będzie zbierała dane z naszego kampusu. 

– Przed tym projektem, realizowaliśmy pomiary na Kampusie PW, przy pomocy innych sensorów, ale problemy z tym były dwa: brak miejsca, gdzie na stałe byłyby umieszczone czujniki i brak zasilania. Stąd pomysł latarni, które są podłączone do prądu – mówi dr inż. Piotr Pałka z Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych PW, współtwórca latarni. – Ale to nie wszystko, nasz projekt zakłada także inne sensory, mobilne, tak zwane "małe węzły" uzupełniające latarnie w zbieraniu danych, które także realizujemy.

Poza funkcją oświetlania okolicy nowe latarnie mają też dodatkowe zadania: 

• zbierają pomiary (czujnik zmierzchu, czujnik jakości powietrza, mikrofon do pomiaru m.in. hałasu, zestaw czujników zbliżeniowych, analizujących otoczenie latarni, a także kamera analizująca przepływ przechodniów i pojazdów),
• informują za pomocą panelu dotykowego o zebranych pomiarach,
• zbierają pomiary w repozytorium – do wykorzystania w badaniach i edukacji
• stanowią element wizualny zgodny z Systemem Przestrzennej Identyfikacji Wizualnej i Informacji o Dostępności Budynków Politechniki Warszawskiej,
• sterują jasnością oświetlenia w zależności od tego, czy ktoś jest w pobliżu – tym samym przeciwdziałają zanieczyszczeniu światłem. 

Projekt realizowany przez naszych ekspertów ma na celu stworzenie prototypu Smart City Living Lab w Politechnice Warszawskiej. 

– System, który chcemy wdrożyć i przetestować na kampusie PW może być następnie rozszerzony na skalę miasta. Wpisuje się to w europejską ideę i koncepcję Smart Cities & Communities, czyli Inteligentne Miasta i Społeczności. To wykorzystanie technologii cyfrowych oraz innowacji społecznych do podniesienia jakości życia, optymalizacji zasobów i zrównoważonego rozwoju. Skupia się nie tylko na infrastrukturze, ale przede wszystkim na aktywnym włączeniu mieszkańców i budowaniu integracji lokalnej – wyjaśnia prof. Robert Olszewski z Wydziału Geodezji i Kartografii. 

Interdyscyplinarna współpraca 3 Wydziałów PW

Projekt oparty jest na współpracy specjalistów z trzech wydziałów: WEiTI, GiK i Architektury. Została ona zapoczątkowana dzięki motywacji wynikającej z realizacji programu IDUB. Wspólna inicjatywa zakłada instalację 10 latarni i 40 małych węzłów. Latarnie na razie są zlokalizowane w "sercu" naszego kampusu, czyli w pobliżu zabytkowej fontanny, natomiast małe węzły, ze względu na to, że są mobilne, mogą zbierać pomiary w dowolnym miejscu, pod warunkiem, że będą w zasięgu sieci. Jak zaznacza dr Pałka, jeśli projekt się spodoba się, twórcy mają nadzieję, że za kilka lat wszystkie latarnie na PW staną się inteligentne.

Na początku realizacji projektu przeprowadzono szereg wywiadów ze studentami i pracownikami PW m.in. odnośnie tego, jakie dane warto analizować, a jakie użytkownicy nie wyobrażają sobie, żeby były przetwarzane. Stąd informacje o tym, kto przechodzi obok latarni, nie będą przetwarzane (wyjątek stanowić będą informacje przekazywane Straży Akademickiej w przypadku naruszenia bezpieczeństwa), natomiast będziemy przetwarzać informacje o tym, ile osób przechodzi obok latarni.  

Wygląd zewnętrzny latarni zaprojektowali nasi architekci: mgr Krzysztof Nazar i dr inż. arch. Karolina Dąbrowska-Żółtak, na czele których stał dr hab. arch. Krzysztof Koszewski. Projekt techniczny został zlecony firmie zewnętrznej, która także zrealizowała i zamontowała nasze latarnie. Projekt "środka" latarni, czyli elektroniki i rozwiązań smart, został zaprojektowany przez dr. inż. Sławomira Szostaka i dr. inż. Piotra Pałkę, a za projekt i wykonanie małych węzłów jest odpowiedzialny dr Przemysław Korpas (wszyscy trzej z Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych). W pracach uczestniczyli także specjaliści z Wydziału Geodezji i Kartografii: prof. dr hab. inż. Robert Olszewski, dr inż. Agnieszka Wendland (zajmują się aspektami geoinformatycznymi latarni oraz spójnością z innymi projektami living lab) oraz mgr Paweł Czernic (specjalista od przetwarzania obrazu), a także z Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych: dr inż. Piotr Garbat (przetwarzanie obrazu) oraz inż. Karol Orzechowski (oprogramowanie dla latarni). 

– Rozwiązania materiałowe zastosowane w latarniach zostały zaprojektowane tak, by były spójne z pilotażowym wdrożeniem systemu informacji wizualnej w kampusie centralnym, którym miałem przyjemność kierować – pylonami informacyjnymi i tablicami na budynkach. W obu przypadkach motywem przewodnim jest stal cortenowska, która pod wpływem czynników atmosferycznych pokrywa się rdzawym nalotem. Stanowi on naturalne zabezpieczenie elementów wykonanych z tej stali, jednak pełne i w miarę równomierne pokrycie powierzchni wymaga nieco czasu. Nasze latarnie będą chwilę “dojrzewały”, by osiągnąć docelowy wygląd – nie każdy o tym wie, zatem mogą powstać pytania o ich obecny wygląd – podkreśla dr hab. arch. Krzysztof Koszewski, prof. uczelni, Dziekan Wydziału Architektury. 

Obraz (old)

Dr Pałka dodaje, że jest to projekt, w którym liczy się nie tylko warstwa naukowa, ale też rzeczywista instalacja latarni. – To jest zupełnie inny projekt niż te, które dotąd realizowałem. Ten projekt jest interdyscyplinarny, gdyż bez współpracy architektów, projektantów, elektroników, informatyków, geoinformatyków, a przede wszystkim praktyków, ta inicjatywa by nie wyszła. A bez współpracy osób z administracji, księgowych, specjalistów od zamówień publicznych, Kanclerza, osób technicznych – w ogóle by się nie udał. 

Nowoczesne inteligentne latarnie są częścią projektu "iCampus WUT: opracowanie koncepcji i pilotażowe wdrożenie systemu sensorów IoT wspierającego utworzenie i rozwój inteligentnego kampusu PW|". Finansowanie pozyskano ze środków IDUB w ramach konkursu Strateg II PW. Projekt składał się z II etapów, pierwszy koncepcyjny (15 maja - 15 listopada 2024), drugi implementacyjny (20 stycznia 2025 - 30 czerwca 2026).