Analysis of Mobile Air Quality Monitoring for Smart City Environments
Kurzbeschreibung
Projektart: Abschlussarbeit
Feinstaub geh?rt zu den sch?dlichsten Luftschadstoffen, welche direkte negative Auswirkungen auf die Gesundheit von Menschen haben. Trotz des Ausma?es dieses Problems, gibt es bisher keine pr?zisen fl?chendeckenden Zahlen über die genaue Feinstaubkonzentration der Luft, sondern in der Regel nur Messwerte von einer einzigen Umweltmessstation pro Stadt. Der Grund dafür ist das stadtweites Feinstaub Monitoring sehr aufw?ndig und teuer ist, es schwierig ist Standorte für Sensoren zu finden und einfache Feinstaub Sensoren oft keine gute Datenqualit?t bieten k?nnen. Eine L?sung für dieser Problem k?nnten mobile Feinstaubsensoren sein, welche auf Linienbussen montiert sind. Mit wenigen mobilen Sensor k?nnten durch die regelm??igen Fahrten von Bussen die genaue Feinstaubkonzentration in ganzen St?dten bestimmt werden. Diese Masterarbeit untersucht, auf Basis von Experimenten mit dem Environmental Monitoring on Busses (EMOB) System, ob mobile Feinstaubsensoren geeignet sind um die Luftqualit?t in St?dten fl?chendeckend, pr?zise und kostengünstig bestimmen zu k?nnen.
Beteiligte
Durchführung:
Franz Sch?fer
Weitere Partner:
Prof. Dr. Daniela Nicklas, Aboubakr Benabbas, Simon Steuer, Michael Freitag (ehem. Sünkel)
Alle: Lehrstuhl für Informatik, insbesondere Mobile Softwaresysteme - Universit?t Bamberg
Smart City Bamberg
Hochschule Coburg
Fraunhofer IIS
Laufzeit
Dezember 2021 bis April 2022
Ergebnisse
In diesem Projekt konnte gekl?rt werden, ob mobile Feinstaubsensoren - die des Evironmental Monitoring on Busses (EMOB) Systems - dafür geeignet sind, die Luftqualit?t in St?dten fl?chendeckend, pr?zise und kostengünstig zu bestimmen.
Zun?chst wurde untersucht, ob die EMOB-Feinstaubsensoren ann?hernd gleiche Messungen unter Laborbedingungen liefern. Für die verwendeten station?ren EMOBs konnte dies bejaht werden, die mobilen EMOBs zeigten jedoch ein unerwartetes Verhalten, ausgel?st durch ein technisches Problem, dessen L?sung komplex, aber m?glich ist. Weitergehend wurde untersucht, ob die EMOB Feinstaubsensoren ann?hernd gleiche Messwerte wie die kalibrierte staatliche Luftqualit?tsüberwachungsstation des bayrischen Landesamts für Umwelt liefert. Es konnte festgestellt werden, dass die EMOBs grunds?tzlich den Messwerten der staatlichen Messstation folgen, jedoch war die Anpassungsgüte geringer als erwartet. Ein m?glicher Grund hierfür sind Abweichungen einzelner Produktionschargen. Abschlie?end wurde betrachtet, ob die Feinstaubmessungen eines vom station?r zum mobilen Einsatz umgebauten EMOB-Sensors durch die variierende Geschwindigkeit eines Fahrzeugs nur unwesentlich beeinflusst werden. Es konnte festgestellt werden, dass trotz des Umbaus die Qualit?t der station?ren Messergebnisse beibehalten wurde, der umgerüstete EMOB lieferte ann?hernd gleiche Feinstaubwerte im Vergleich zu den station?ren EMOBs. Au?erdem konnte best?tigt werden, dass die Geschwindigkeit und Bewegung des Tr?gerfahrzeuges (Auto) des umgerüsteten EMOBs keinen Einfluss auf die Feinstaubmesswerte hat.
Es ist festzuhalten, dass es m?glich ist, die Feinstaubbelastung ganzer St?dte pr?zise mit mobilen und station?ren EMOB Feinstaubsensoren zu messen. Eine Weiterführung der Feinstaubmessungen und die Behebung des technischen Problems der origin?r mobilen EMOBs wird empfohlen. Sowie darauf folgend die Montage mobiler Feinstaubsensoren auf den Bamberger Stadtbussen, um das Messnetz wesentlich zu erweitern. Schlie?lich bietet dieses Projekt auch Potenzial für weitere Forschung, wie die Auswertung weiterer Daten zu den Luftschadstoffen Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid(NO?) und Ozon (O3), aber auch die Verknüpfung von Messergebnissen und Ampeldaten, um eine nachhaltigere Ampelsteuerung zu entwickeln.