Aufzugüberwachung mit NB-IoT in Soest

Yannick Hoffmann
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Inhalt

In diesem Beitrag geht es um die Zustandsüberwachung von Aufzügen am Bahnhof Soest, die mittels eines NB-IoT Sensors (Narrowband Internet of Things) überwacht werden. 

In unserer USECASEFACTORY möchten wir Ihnen einen Einblick in die bunte Welt der digitalen Lösungen geben. Zusammen mit unseren Kunden zeigen wir Ihnen, welche Anwendungsfälle oder Pilotprojekte wir schon erfolgreich umgesetzt haben. Machen Sie sich selbst ein Bild von dem Mehrwert des Internet  of Things und lassen Sie sich inspirieren!   

Der Kunde: Kreis Soest

Soest, die „heimliche Hauptstadt Westfalens“, traditionell geprägt durch Handel und Verwaltungen, ist seit dem Ende der 1960-er Jahre ein wichtiger Standort der Elektrotechnik- und Aluminiumindustrie. Eine besondere Rolle spielt dabei die Fachhochschule Südwestfalen mit ihren Fachbereichen Agrarwirtschaft, Elektrische Energietechnik und Maschinenbau. Außerdem ist die Stadt für Kultur, Sport, Freizeit und Naherholung bekannt. Nicht nur die Wirtschaft, sondern auch die Bürger:innen schätzen die hervorragende Verkehrsanbindung von Soest . Der Hauptbahnhof ist zentraler Dreh- und Angelpunkt für viele Berufspendler:innen und Reisende. Umso wichtiger ist es, Benutzer:innen einen zuverlässigen und barrierefreien Zugang zu ermöglichen. 

Nachdem die Stadt und der Kreis Soest schon einige Initiativen im Bereich Digitalisierung des öffentlichen Nahverkehrs angestoßen haben sollte die bestehende App “mobil info” mit neuen Daten zur barrierefreien Benutzung des Bahnhofes erweitert werden. Und wir haben das Projekt umgesetzt.  

Mit unserem ersten Konzept haben wir die Fernüberwachung von zwei Fahrstühlen technisch erarbeitet. Zwei unterschiedliche Lösungsansätze liegen dem Ansatz zugrunde: Eine Lösung mit einem LoraWAN Sensor und eine weitere mit einem NB-IoT Modul. Da am Bahnhof Soest kein LoraWAN Netzwerk vorhanden ist, haben wir den Ansatz mit dem NB-IoT Modul in die Praxis umgesetzt. 

Das Problem: Defekte Aufzüge

Wie oft standen Sie schon vor einem defekten Fahrstuhl? Für Reisende mit Mobilitätseinschränkungen wird das schnell zu einem großen Problem. Sie müssen zeitaufwändige Umwege suchen und in Kauf nehmen, dass sie den Zug oder Anschluss dann auch noch verpassen. Es wäre viel einfacher, bereits vor Reiseantritt zu wissen, ob der benötigte Fahrstuhl tatsächlich in Betrieb ist oder eben nicht. Genau dafür haben wir eine NB-IoT Lösung gefunden und installiert.  

Die Lösung: Zustandsüberwachung der Aufzüge mit NB-IoT

Damit Reisende den Zustand der Aufzüge schon vor Ankunft im Bahnhof prüfen können, haben wir in den Aufzügen Sensoren und NB-IoT Funkmodule zur Überwachung des Zustandes installiert. Reisende können nun selbst und live per Internet kontrollieren, ob die Aufzüge funktionieren. So kann bereits im Vorfeld eine alternative Route geplant werden, falls der Fahrstuhl gerade nicht funktioniert. Was dem Reisenden recht, ist dem Betreiber billig: Kann er doch jetzt bei Störung und Ausfall des Fahrstuhls zeitnah einen Techniker beauftragen, um das Problem zu beheben.  

Wie geht’s? Die Übermittlung des Fahrstuhl-Status funktioniert über das Narrowband-IoT (NB-IoT) Funknetz, das die Aufzüge mit dem Internet der Dinge vernetzt. Damit wird eine Überwachung aus der Ferne in Echtzeit ermöglicht. Mit dem Einsatz dieser Technologie kann am Bahnhof die barrierefreie Mobilität verbessert und Reparaturen proaktiv veranlasst werden, bevor Reisende diese melden. So werden Ankunft, Abfahrt oder Weiterfahrt komfortabler und zuverlässiger. 

Doch bevor es zu diesem Schritt in das digitale Zeitalter kam, mussten wir zunächst die Hardware für die Zustandsüberwachung und -übertragung selbst entwickeln. 

Dazu haben wir uns als Erstes verschiedene NB-IoT Geräte von unterschiedlichen Herstellern angeschaut und sie auf Herz und Nieren untersucht und getestet. Der Vergleicht zeigt, dass wir es hier immer noch mit einer sehr jungen Technologie zu tun haben, die teilweise noch in den Kinderschuhen steckt. Unsere Entscheidung fiel schließlich auf die Verwendung eines Quectel BC66 NB-IoT-Moduls. Aber wir mussten noch viel Eigen- und Entwicklungsarbeit in die Konfiguration des Moduls investieren, um die Hard- und Firmware unseren Anforderungen entsprechend einzurichten. Aber: Das Potential ist heute schon erkennbar. In diesem Projekt zählen zu den Vorteilen einer Lösung mithilfe von NB-IoT die Tatsachen, dass der Kunde keine Netzwerkinfrastruktur aufbauen muss. Die NB-IoT Module wählen sich über eine SIM-Karte in ein bestehendes Funknetzwerk eines Mobilfunkanbieters ein. Im Vergleich zu LoRaWAN sind die Anschaffungskosten für die Hardware niedriger. Bei einer kleinen Anzahl von Funkmodulen bleiben die laufenden Kosten für die Mobilfunkverträge gering. 

Nachdem die Hardware nun erfolgreich getestet wurde und den Erwartungen und Anforderungen entsprechend funktionierte, haben wir uns die Integration der gesendeten Daten vorgenommen. Die von den NB-IoT Modulen erhobenen Daten werden beim bestehenden ÖPNV Appentwickler GeoMobile gespeichert, ausgewertet und in Kürze in der ÖPNV-App mobil info dargestellt. Erst nachdem die Verbindung zu dem Server ebenfalls ausreichend getestet wurde, konnten wir den Installationstermin koordinieren und planen. 

Die Installation 


Die Installation der NB-IoT-Module wurden von Vladimir Emil, Servicetechniker bei der TK Elevator (früher ThyssenKrupp Aufzüge) und der Projektleiterin Hanna Schulte des Kreises Soest begleitet. Bei der Installation der NB-IoT Module mussten wir auf die besondere Beschaffenheit der Aufzüge und der Schächte achten. Da manche Aufzugschächte durch Reparaturstau nicht wasser- und wetterdicht sind, haben wir für die Module vorbeugend einen trockenen Ort gesucht. 

Das Ergebnis: Integration in die bestehende App 

Der Zustand der Fahrstühle wird an einen Nachrichtenserver (MQTT) gesendet. Von dort werden die Daten von GeoMobile GmbH weitergeleitet und in der Mobilitätsapp mobil info des Kreises Soest angezeigt. Mit dieser Lösung kann praktisch jeder Aufzug nachgerüstet und aus der Ferne überwacht werden. Das Modul wurde so unauffällig installiert, dass die Reisenden von außen keinen Unterschied erkennen können. Sie werden jedoch schnell merken, dass sich die Betriebszeit erheblich verbessert und notwendige sowie ungeplante Reparaturen schneller durchgeführt werden. Unbemerkte Ausfallzeiten werden von den Modulen sofort gemeldet und legen so den Grundstein für eine bedarfsgerechte Wartung. 

Bilder zur Installation 

Ein NB-IoT Sensor installiert am Aufzug.
Der eingebaute Sensor ist platzsparend und unauffällig. 

Bild des Soester Aufzuges, welcher mit einem NB-IoT Modul nun kabellos seinen Zustand schickt.
Nach der Installation sieht alles aus wie vorher. Der Unterschied wird aber messbar sein! 
Das Installationsteam vor Ort in Soest (v.l.n.r. Hanna Schulte, Kreis Soest, Vladimir Emil, ThyssenKrupp Aufzüge und Gregor Volkmann, ECBM) 

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