DAS-teknologi og fiberoptik forbedrer luftkvaliteten

Fiberoptik og DAS-teknologi fra selskabet Fotech har bevist sin værdi i et banebrydende projekt om luftkvalitet i Storbritannien samt ved at få tildelt den eftertragtede pris for Årets Projekt i 2021 af FOSA (The Fibre Optic Sensing Association). Formålet med simuleringsprojektet om luftkvalitet, som blev ledet af Amtsrådet i Staffordshire, var at forbedre luftkvaliteten ved det befærdede vejkryds ved A52/A520 Cellarhead. Projektet krævede en omfattende trafiksimuleringsmodel, som Fotechs DAS-teknologi var medvirkende til at udarbejde ved at benytte data indhentet ved hjælp af fiberoptik.

Udfordringen vedr. forbedret luftkvalitet

I Storbritannien udgør luftforurening den største miljømæssige sundhedsrisiko samt den fjerde største generelle sundhedsmæssige trussel efter kræft, hjertesygdom og fedme. Set fra et økonomisk perspektiv anslås det, at de nuværende omkostninger forårsaget af ringe luftkvalitet i Storbritannien ligger på imellem £22,7 milliarder og £71,1 milliarder¹i. Man vil kunne opnå vidtrækkende sundhedsmæssige og økonomiske fordele ved at reducere emissionerne og forbedre luftkvaliteten.  

Vi kan reducere emissionen af Nitrogenoxid (NO_x) og carbondioxid (CO₂) takket være en verdensomspændende tendens til at gå fra benzin- og dieselkøretøjer til elektriske køretøjer. Men partikelemissioner (PM_x), som velsagtens er endnu mere alvorlige, forøges potentielt på grund af den stigende udbredelse af elektriske køretøjer, fordi sådanne køretøjer som regel er tungere og forårsager større slitage på dæk og vejbelægninger. Derfor vil det kunne betale sig at sørge for, at disse køretøjer kører jævnt uden unødvendige opbremsninger for at begrænse disse ofte oversete emissioner.

LÆS OGSÅ: Ny aftale skal sikre biogasproduktion i Danmark

På denne baggrund blev simuleringsprojektet vedr. luftkvalitet oprettet for at forbedre luftkvaliteten ved hjælp af smart trafikstyring. Projektet er en del af programmet kaldet SIMULATE Live Lab programme, luftkvalitetsudfordringen. Dette program samler Amtsrådet i Staffordshire, Keele Universitet, Amey og brancheeksperterne fra Catapult Connected Places med financiering fra det britiske Transportministerium for at levere innovative løsninger til kamp imod udfordringerne indenfor luftkvalitet.  

DAS-teknologi

I forbindelse med dette projekt blev Fotechs DAS-teknologi implementeret sammen med almindelige telekommunikationsfibre på en strækning af ca. 1 km i hver retning ud fra vejkrydset Cellarhead for at opdage, klassificere, lokalisere samt at spore de køretøjer, som kører hen imod knudepunktet. 

DAS-teknologien omdanner praktisk talt det fiberoptiske kabelnetværk til tusindvis af vibrationssensorer, som er i stand til at opdage køretøjer på en flere kilometer lang strækning. 

Teknologien sender tusindvis af lysimpulser ud i kablet hvert eneste sekund og overvåger det fine lysmønster, som bliver reflekteret tilbage. Når akustisk- eller vibrationsenergi – så som den der skabes af forbipasserende køretøjer – skaber en belastning af de optiske fibre ændrer det lysmønsteret som reflekteres tilbage. DAS-teknologien analyserer disse ændringer ved hjælp af avancerede algoritmer og forarbejdningsteknikker for at kunne identificere og kategorisere forstyrrelsen. Enhver form for forstyrrelse har sin egen signatur og teknologien kan fortælle en operatør på tidstro vis hvad der skete, præcis hvor det skete samt hvornår det skete.  

LÆS OGSÅ: Batterier fra Rolls-Royce til solceller i Danmark

Maskinlæring for detaljerede data

Fotechs særlige maskinlærte algoritmer var afgørende i forbindelse med udarbejdelsen af trafiksimuleringsmodellen, hvilket betød at overvågningen af køretøjerne resulterede i en meget høj grad af tillid. Takket være algoritmerne kunne teknologien nemt skelne imellem forskellige typer køretøjer, så som biler, lette og tunge køretøjer og ved samtidig at overvåge deres bevægelser kunne teknologien anslå deres ankomsttidspunkt ved vejkrydset. 

I projektets næste fase vil dataene fra trafiksimuleringsmodellen bidrage til smarte trafikstyringsalgoritmer, som derefter kan benyttes til at sekvensere lysene således at man reducerer hastighedsnedsættelser og acceleration. Dette vil få køretøjerne til at bevæge sig mere frit, især de tungere forurenere, og det vil begrænse de emissioner som forårsages af stop-start trafik. 

En af de største fordele ved DAS-teknologi er dens evne til at give os tidstro data. Sådanne data kan bruges til at lave tidstro ændringer i lyskryds indfasningen og forbedre trafikstrømmen i projektet som helhed.

Konsekvenser for fremtiden 

Denne models succes har dog langt større konsekvenser i og med at DAS-teknologi bliver meget vigtig, når det gælder om at beregne køretøjsemissioner, styre trafikstrømmen samt at reducere overbelastning.

LÆS OGSÅ: Få privat ladestander og el på arbejdsgivers regning skattefrit

Hvis fremtidige forsøg med smarte trafiksystemer i Cellarhead er lige så vellykkede åbner de op for en spændende ny anvendelse af DAS-teknologi. Det vil i så fald være første gang, at DAS-teknologi bliver brugt til at styre trafikstrømmen for at reducere emissioner og forbedre luftkvaliteten.

Det forventes, at almindelige telekommunikations fiberoptiske kabler integreret med DAS-teknologi vil kunne reducere emissionerne betydeligt og dermed have en positiv indvirkning på folkesundheden. Faktisk anslås det, at brugen af fiberoptisk sensing som en form for smart trafikstyring vil kunne reducere emissionerne af NO_x, CO₂ og PM_x med mellem 10% og 20%.

Teknologien vil have en endnu større indvirkning på at reducere overbelastning og forurening, hvis denne teknologi kan monteres i en hel bys knudepunkter, således at de lokale myndigheder kan ændre lyskryds indfasningen på tidstro og dynamisk vis.

-AKJ