Dauerhafte Regelung zur Straßenmusik im Domumfeld

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• Anlage 2 Straßenmusik Technische Evaluation

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  OpenNoise Technische Evaluation Vers. 2.0_2024-04-05 1/13 OpenNoise – technische Evaluation Kurzfassung Dieses Dokument dient als technische Evaluation des Straßenmusik-Messprojektes. Versionen Version Datum Autor Änderung 1.0 2023- 01-23 Becker, Krauss initial 2.0 2024- 01-05 Becker, Krauss PEK Kapitel Anlage 2 OpenNoise Technische Evaluation Vers. 2.0_2024-04-05 2/13 Inhalt Kurzfassung 1 Inhalt 2 Technischer Aufbau 3 1. Messgerät vor Ort 3 2. Server zur Auswertung und Speicherung 4 3. Web-Frontend 4 Ansicht eines Sensors im Web-Interface. Sichtbar ist die erhöhte Lautstärke durch Straßenmusik (bestätigte Lautstärkeüberschreitung) 5 Lautstärkeüberschreitungsmechanismus 5 Lärmreduktion, Öffentliche Beteiligung und Resonanz 7 Lärmpegel Genauigkeit 7 Datenerfassungsrate, Übertragungsrate & Zuverlässigkeit 8 Zuverlässigkeit, Wartung & Haltbarkeit 9 Erkenntnisse der Wartungseinsätze 10 Akkulaufzeit & Solarbetrieb 11 Vom Prototypen zum Produktivsystem 11 Organisatorisch: 12 Hardware: 12 Software / Systemintegration: 13 OpenNoise Technische Evaluation Vers. 2.0_2024-04-05 3/13 Technischer Aufbau Das Messsystem besteht aus mehreren Komponenten: 1. Messgerät vor Ort Das Messgerät besteht aus einem Digitalmikrofon, einem Kleinstrechner zur Vorverarbeitung und Reduktion der Messdaten und einem NBIoT1-Modem zur Übertragung der gemessenen Pegel. Das Mikrofon erfasst kontinuierlich die Umgebungsgeräusche. Dieses Audiosignal wird nach A- und C-Bewertungskurven gewichtet. Anschließend werden für beide Bewertungen der Minimal - und Maximalpegel n ach "Fast" -Zeitbewertung sowie der Mittelungspegel berechnet. Während Minimal - und Maximalpegel einen Eindruck über die Dynamik der aktuellen Lautstärkesituation vermitteln, ermöglicht der Mittelungspegel Aufschlüsse über die Dauerschallbelastung. Nach meh reren Änderungen des Mechanismus für Benachrichtigungen wird dieser Wert hauptsächlich für die Ermittlung von Lärmüberschreitungen verwendet. Die berechneten Pegel werden in 10-Sekunden-Intervallen über das NBIoT-Modem an einen Server übermittelt. Dieses Intervall ist ausreichend für eine zeitnahe Überwachung der Lautstärke, macht es aber unmöglich, die Daten auf natürliche Personen zu beziehen. Die Übertragungsrate der verwendeten NBIoT-Technik (LTE-Cat-NB1) reicht aus, um diese Zusammenfassung zu übertra gen, ist aber zu gering, um das Audiosignal selbst zu übertragen. Diese technische Einschränkung schließt die Umfunktionierung der Geräte zur Überwachung von Audioinhalten aus. Der externe LTE -Provider stellt ein Gateway zur Verfügung, das die Daten vom LTE-Netz in das Internet weiterleitet, sodass die Daten von einem Server empfangen werden können. Zusätzlich verfügt das Gerät über eine LED, die Musikerinnen oder Musiker über eine mögliche Lautstärkeüberschreitung informieren soll, bevor es zu einer Benachrichtigung des Ordnungsdienstes kommt. Dies soll es den betroffenen Akteuren ermöglichen, ihr Verhalten rechtzeitig zu ändern. Daher findet im Gerät eine kontinuierliche Berechnung der Dauerlärmbelastung statt. Der Mechanismus ist im Abschnitt Lautstärkeüberschreitungsmechanismus beschrieben. Die Geräte sind auf niedrigen Energieverbrauch ausgelegt, um auch mit eingeschränkter Energieversorgung zu funktionieren. Das Messgerät vor dem Museum Ludwig wird über die Stromversorgung der öffentlichen Beleuchtung mit Energie versorgt. Da diese Stromversorgung nur nachts eingeschaltet ist, enthält das Messgerät einen Pufferspeicher, der nachts aufgeladen wird und im Tagesverlauf das Gerät mit Energie versorgt. An den Standorten der beiden anderen Messgeräte existiert keine externe Stromversorgung. Sie werden über Solarzellen mit Energie versorgt. Ein MPPT-Laderegler lädt eine Pufferbatterie auf, aus der das Gerät mit Strom versorgt wird. Die Batterie ist so bemessen, dass das Gerät 1 NBIoT: Narrow band IoT, oder kurz NB-IoT, ist ein Funkstandard speziell für das Internet der Dinge (IoT). Er nutzt bereits vorhandene Mobilfunknetze und erw eitert diese um zusätzliche Funktionen speziell für die Kommunikation zw ischen Maschinen. OpenNoise Technische Evaluation Vers. 2.0_2024-04-05 4/13 auch einige Wochen ohne Sonnenschein funktioniert. Die Solarzellen sind auf den Sonnenverlauf in den Wintermonaten ausgerichtet, um in den Monaten mit weniger Sonnenschein noch genug Energie zu sammeln. 2. Server zur Auswertung und Speicherung Die Messdate n der Messgeräte vor Ort werden von einem zentralen Server entgegengenommen, wo sie für spätere Zugriffe archiviert werden. Zudem findet eine kontinuierliche Analyse der Daten auf Lärmüberschreitungen statt. Falls eine Lärmüberschreitung identifiziert wurd e (siehe Abschnitt Lautstärkeüberschreitungsmechanismus), wird eine Benachrichtigung an eine hinterlegte Adresse erzeugt und versendet. Aktuell findet diese Benachrichtigung per SMS statt. Diese SMS wird über ein Gateway eines Drittanbieters versendet. Eine weitere Aufgabe des Servers ist die Verwaltung der einzelnen Geräte und deren Einstellungen. Der Server verwaltet für jedes Messgerät Stammdaten (z.B. Identifikation, Name, Ort), Einstellungen (z.B. Betriebszustand, Sc hwellwerte für Lautstärkeüberschreitungen und die Adresse für Benachrichtigungen) sowie eine Liste der von diesem Gerät ausgelösten Überschreitungsbenachrichtigungen. Die Geräteeinstellungen sind in beide Richtungen synchronisiert. Das bedeutet, dass geänderte Einstellungen, die ein Messgerät betreffen, auch über einen Rückkanal an das Messgerät gesendet werden. 3. Web-Frontend Das System verfügt über ein Web-Interface zur Verwaltung der Geräte und zur Ansicht der Lautstärke an den Standorten der Messgeräte. Die Geräte sind auf einer Karte des Domumfelds eingezeichnet. Ein Klick auf das Gerät öffnet eine Ansicht des Geräts. Die Geräteansicht zeigt ein Diagramm der Lautstärkeentwicklung über Zeit. Standardmäßig wird die aktuelle Lautstärke angezeigt. Es können auch Zeiten in der Vergangenheit gewählt werden. Darüber hinaus erlaubt das Interface Änderungen der Geräteeinstellungen wie die Telefonnummer, an die eine SMS gesendet wird, Schwellwerte und -Zeiten für Warnungen und Benachrichtigungen, eine M inimalpause zwischen Benachrichtigungen sowie die Möglichkeit, Benachrichtigungen für dieses Gerät ein- und auszuschalten. Diese Funktion ist u.a. für voraussehbare Lautstärkeüberschreitungen wie Großveranstaltungen oder stürmisches Wetter gedacht. Die Ein stellungen wirken sich auf die Überschreitungsbenachrichtigungen aus, die Daten der Messgeräte werden unabhängig von diesen Einstellungen gespeichert. OpenNoise Technische Evaluation Vers. 2.0_2024-04-05 5/13 Ansicht eines Sensors im Web-Interface. Sichtbar ist die erhöhte Lautstärke durch Straßenmusik (bestätigte Lautstärkeüberschreitung) Lautstärkeüberschreitungsmechanismus Der Mechanismus, der aus den vorliegenden Daten eine Entscheidung trifft, wann eine Benachrichtigung über eine Lautstärkeüberschreitung versendet werden soll, ist ein Kernpunkt der Entwicklungsarbeiten. Der entsprechende Algorithmus wurde im Verlauf des Projektes mehrfach verändert. Ziele der Entwicklung waren: ● Entscheidung auf Basis belastbarer Fachexpertise (Lärmschutzgutachten Mück) ● Einfacher und nachvollziehbarer Mechanismus ● Robuste Erkennung von zu lauter Straßenmusik ● Vermeidung von Fehlauslösungen durch andere Lärmquellen (Straßenlärm, Wind, umfallende Gegenstände u.ä.) OpenNoise Technische Evaluation Vers. 2.0_2024-04-05 6/13 ● Frühzeitige Erkennung möglicher Überschreitungen ● Eine faire Möglichkeit für Musizierende, ihre Lärmüberschreitung zu erkennen und selbst einzustellen Das im Rahmen des Projektes erstellte Lärmschutzgutachten zeigt, dass die hauptsächliche Gefahr einer Lärmbelastung nicht bei kurzzeitigen Spitzenpegeln liegt, sondern in der Überschreitung des Dauerlärmpegels. Für eine Berechnung der zulässigen Maximallautstärke wurde für jeden Standort die maximale Spielzeit an einem Tag betrachtet und berechnet, bei welcher Lautstärke an der Spielstätte über diesen Zeitraum es zu einer unzulässigen Lärmbelastung für den am stärksten hiervon betroffenen Wohn- oder Geschäftsort kommt. Diese Betrachtung führt zu einem für jeden Spielort individuellen Grenzwert. Würde dieser Grenzwert über die gesamte Spieldauer erreicht, wäre eine unzulässige Lärmbelastung erreicht. Dieser Grenzwert stellt also ein "Worst Case Scenario" dar und ist die Basis für die Erkennung von Lautstärkeüberschreitungen. Der aktuelle Algorithmus basiert daher auf Mittelungspegeln nach A-Gewichtung, die vom Messgerät über 10-Sekunden-Intervalle berechnet und an den Server ü bertragen werden. Aus diesen Mittelungspegeln werden Mittelungspegel über eine Minute berechnet. Diese Berechnung findet unabhängig sowohl auf dem Server als auch in den Messgeräten selbst statt. Sobald drei aufeinanderfolgende Minuten-Mittelungspegel über dem Schwellwert liegen, aktiviert das Messgerät die Warn-LED, die den Musizierenden die Möglichkeit geben soll, die Lautstärke zu reduzieren. Dieser Mechanismus findet autonom auf dem Messgerät statt. Sobald fünf aufeinanderfolgende Minuten-Mittelungspegel über dem Schwellwert liegen, löst der Server eine Benachrichtigung über eine Lautstärkeüberschreitung aus. Zwischen Auslösen der Warn -LED und Benachrichtigung liegen also zwei Minuten, in denen der Straßenmusizierende die Lautstärke reduzieren kann. Sobald ein Minutenintervall unter dem Schwellwert liegt, wird die Zählung zurückgesetzt. Sobald eine Warnmeldung versendet wurde, wird der Versand weiterer Warnmeldungen von diesem Messgerät für einen bestimmten Zeitraum gesperrt, da davon auszugehen ist, dass weitere Überschreitungen von der gleichen Ursache ausgelöst wurden. Diese Sperre liegt aktuell bei 20 Minuten. Die Unterteilung des Mittelungspegels ein Zwischenintervall (aktuell eine Minute) ist durch die logarithmische Natur von Lautstärkeempfinden und die entsprechende Mittelungspegelberechnung begründet: Ein einzelnes, sehr lautes, perkussives Ereignis kann den Mittelungspegel für einen langen Zeitraum stark erhöhen. Durch die Unterteilung des Gesamtzeitraums in Zwischenintervalle wird verhindert, dass ein einzelnes, sehr lautes Ereignis eine Warnmeldung auslöst. Alle Parameter (Grenzwerte, Dauer des Zwischenintervalls, Anzahl der aufeinanderfolgenden Überschreitungen bis zur Auslösung der Warn -LED, Anzahl der aufeinanderfolgenden Überschreitungen bis zur Meldung, Sperrdauer nach einer Meldung) können im Web-Interface angepasst werden. OpenNoise Technische Evaluation Vers. 2.0_2024-04-05 7/13 Auf weitergehende heuristische Analysen wie die Klassifikation der Geräusche oder Erkennung von Musiktypen zur Erkennung wiederkehrender Musik wird aktuell bewusst verzichtet. Dies liegt einerseits an den beschränkten Rechenressourcen im Messgerät durch die beschränkte verfügbare Energie. Zudem soll der Vorwurf der Willkür entgegengewirkt und eine Nachvollziehbarkeit der Bewertung sichergestellt werden. Solche Mechanismen könnten, falls gewünscht, in zukünftigen Versionen umgesetzt werden. Empfehlung Für den Produktivbetrieb sollte auf die Erkennung und Analyse von Musik aus den oben genannten Gründen verzichtet werden. Lärmreduktion, Öffentliche Beteiligung und Reso nanz Seitens PEK gibt es nur anekdotische Erfahrungen bezüglich der Resonanz: bei diversen Reparatur- und Wartungseinsätzen wurde die Projektgruppe immer wieder mit Interesse und Wohlwollen von der Öffentlichkeit angesprochen und nach dem Sinn und den Deta ils der „Geräte“ gefragt. Lärmpegel Genauigkeit Die technische Umsetzung der Anforderungen des Lärmgutachters sind im Abschnitt Lautstärkeüberschreitungsmechanismus genauer beschrieben. Im Rahmen des Pilotprojekts wurden aus Kostengründen keine geeichten Referenzmessungen durch den Lärmgutachter vorgenommen. PEK hat die Genauigkeit informell durch Vergleich mit einem ungeeichten Lärmmessgerät (Voltcraft SL -10) vorgen ommen und gute Übereinstimmung bei A - gewichteten dB Messungen festgestellt. Ebenfalls wurden informelle Vergleichsmessungen der Messwerte db(A), db(C) und db(Z) durch einen Lärmgutachter erstellt, mit dem Ergebnis, dass die Messung der Übereinstimmung mit geeichten Geräten bei Musik als “gut”, bei Terzbänder (Z-Gewichtung) außer hohen Frequenzen, ebenfalls “gut” bezeichnet werden. Es wurde bemängelt, dass die gemittelten Pegel nach Abfall zu langsam abfallen. Diese Eigenschaft wurde später verbessert. Ein Protokoll der Messungen liegt dem Bericht bei. Dabei wurde der im Opennoise Gerät zum Einsatz kommende Rechenkern verwendet. PEK unterstützt den Einsatz von kalibrierten Messmikrofonen und eines kalibrierten Gesamtsystems. Dabei ist aber zu beachten, dass eine absolut objektive Aussage über die Lautstärke von Straßenmusik nur schwerlich getroffen werden kann, da die Geräte stets Umwelteinflüssen ausgesetzt sind und z.B. Faktoren wie die Höhe der Anbringung und die Entfernung der Musiker zu Messgerät erheblichen Einfluss auf die Messung haben. OpenNoise Technische Evaluation Vers. 2.0_2024-04-05 8/13 Empfehlung Im Rahmen der Produktivsetzung ist eine permanente Kalibrierung der zum Einsatz kommenden Gehäuse und Mikrofone – nicht nur in der Laborumgebung, sondern auch im Feldversuch – sicher zu stellen. Um einen möglichst großen Nutzen für die Mitarbeitenden des Ordnungsdienstes zu erzielen, muss die Eingabe des Schwellenwertes veränderbar sein. In Abstimmung mit dem Ordnungsdienst kann dieser dann den aktuellen Bedingungen angepasst werden, um die Alarmmeldungen optimal an den Empfänger zu verteilen. Datenerfassungsrate, Übertragungsrate & Zuverlässigkeit Die erfassten Lärmdaten werden wie beschrieben auf dem Gerät zu gewichteten Dezibel Werten zusammengefasst und in 10 Sekunden Abständen mittels NBIoT an eine von PEK betriebene Serverkomponente mittels MQTT übermittelt. Der ursprünglich vorgesehene Einsatz von LoraWAN kam nicht in Frage, da zum Startzeitpunkt des Pilotversuchs die LoraWAN Infrastruktur von Netcologne nicht zur Verfügung gestanden hat. Der Einsatz v on NBIoT hat sich als kostengünstig und unkompliziert herausgestellt: im Dauereinsatz verbraucht ein Gerät brutto ca. 40 MB pro Monat 2. Obwohl im Rahmen des Pilotprojekts keine besonderen Vertragskonditionen ausgehandelt wurden, betragen die Verbindungskosten deutlich unter 10 EUR / Jahr pro Gerät3. Die Ausfallrate der Datenübertragung war überraschend gering. Insgesamt wurden ca . 8 Millionen Messungen übertragen. Wenn angenommen wird, dass ein zeitlicher Abstand von mehr als 20 Sekunden ein Übertragungsaus fall darstellt, liegt die Ausfallquote bei 0.2%. Nimmt man über 5 Minuten als Ausfall an, liegt die Ausfallquote bei unter 0.01%. (tatsächliche Daten: 7.994.281 Messungen, davon mit zeitlichen Abstand > 20s 19053; > 5m: 1107). 2 rechnerisch 150 Byte pro Messung, allerdings werden auch Betriebsdaten übermittelt, so dass eine genaue Zuordnung des Datenverbrauchs auf Messdaten, Telemetriedaten und Metadaten schwierig ist. Es bestehen allerdings Möglichke iten, den Datenverbrauch zu redu zieren. 3 Vodafone IoT Easy, 12.99 pro 750 MB Daten Volumen. OpenNoise Technische Evaluation Vers. 2.0_2024-04-05 9/13 Eine Umstellung des Kommunikationskanals auf LoraWAN wäre denkbar. Das Datenvolumen müsste aufgrund technischer Beschränkungen von Lora und regulatorischen Gegebenheiten (Duty cycle restrictions) deutlich reduziert werden, was möglich wäre und auch ein sinnvoller Optimierungsschritt unabhängig der eingesetzten Technologie wäre. Seitens des Geräts müsste Software für das bereits integrierte Lora Modem integriert werden. Im Datenfluss der Gesamtarchitektur müsste Netcologne zusätzlich Daten verarbeiten. Empfehlung Für den Produktivbetrieb sollten weitere Übertragungswege wie zum Beispiel LoRaWAN in Kooperation mit der NetCologne und des Kollaborationsprojektes „Digitale Zukunftsstadt“ und der hier aufgebauten Infrastruktur (KUSOS: Kölner Urbanes Datenökosystem) getestet werden Zuverlässigkeit, Wartung & Haltbarkeit Erfassung der geplanten und ungeplanten Ausfälle nach Ausfallursache und Betriebssituation. Geplant waren 1 Tag Wartungsaufwand im Monat im Rahmen des Pilotversuch 2023. Tatsächlich war der Aufwand deutlich geringer. OpenNoise Technische Evaluation Vers. 2.0_2024-04-05 10/13 Datum Geräte Fehler Verbesserungsvorschlag 2023-03-23 Domplatte, interner Batteriekontakt gelöst, vermutlich durch Vibrationen bessere Mechanische Kontakte 2023-03-23 Ludwig Batterieaustausch Reinigung Solarzellen 2023-04-01 Domplatte Aussenstecker nicht arretiert Keine Sichtbaren Kupplungen, Checklisten Reparatur 2023-04-05 Ludwig Mobilfunkguthaben aufgebraucht Verbesserung Monitoring 2023-04-13 Ludwig Gerät antwortet nicht, Aussenstecker nicht arretiert. Keine Sichtbaren Kupplungen, Checklisten Reparatur 2023-04-13 Domplatte Batterie leer, Gerät hat sich nach kurzem Ausfall wiederbelebt, Solarpanel verschoben Anspruchsvollere Solartechnik, bessere Befestigung 2023-06-20 Domplatte Austausch Batterie, Solarpanel verschoben Anspruchsvollere Solartechnik, bessere Befestigung 2023-09-08 Bahnhof Gerät antwortet nicht mehr, durch reboot wiederbelebt Mechanismus zum Auslösen automatischen Reboots, wenn Gerät hängt 2023-10-24 Ludwig Gerät antwortet nicht mehr, durch reboot wiederbelebt Mechanismus zum Auslösen automatischen Reboots, wenn Gerät hängt Erkenntnisse der Wartungseinsätze Einsätze am Gerät sollten idealerweise vermieden werden. Dazu sollten Optimierungen gefunden werden, die es erlauben, Probleme ohne physischen Eingriff zu beheben4. Falls dringend notwendig, sollten physische Eingriffe mit Hubwagen durchgeführt werden. Bis auf den Aufbau und einem Einsatz wurden alle Wartungen mit Leiter durchgeführt. Die Anbringungshöhe von 2.5 bis 3 Metern ist ungünstig für die Wartung auf Leitern. 4 Mögliche Änderungen diesbezüglich werden im Abschnitt Vom Prototypen zum Produk tivsystem erläutert. OpenNoise Technische Evaluation Vers. 2.0_2024-04-05 11/13 Zugängliche Verbindungen sollten dringend vermieden werden. Zwei Einsätze waren auf das Lösen des Stromsteckers an der Außenseite des Gehäuses zurückzuführen. Davon abgesehen konnte kein Vandalismus festgestellt werden. Die Batterieverbinder (Kab elschuhe) stellten sich überraschenderweise als problematisch heraus, insbesondere bei dem Gerät auf der Domplatte, die erheblichen Vibrationen durch Wind ausgesetzt ist. Empfehlung Um unnötige Wartung am physischen Gerät zu vermeiden, sollten zukünftig M echanismen vorgesehen werden, die es dem Gerät erlauben, aus der Ferne oder eigens neu zu starten, falls ein Defekt vorliegt. Die Möglichkeiten zur Ferndiagnose sollten darüber hinaus ausgebaut werden. Zudem sind alternative Befestigungsmöglichkeiten, die einen vibrationsarmen Betrieb gewährleisten auszutesten. Akkulaufzeit & Solarbetrieb Um eine Skalierbarkeit der eingesetzten Technologie zu gewährleisten wurde der technische Aufbau sowohl mit als auch ohne Stromversorgung geplant und getestet. Dazu wurden zwei Geräte mit externer Stromversorgung und 2 Geräte mit Solarpanels ausgestattet. Dabei wurde im solargestützten Betrieb festgestellt, dass ab Ende Oktober (Bahnhofsvorplatz) und Mitte November (Domplatte) bis Mitte März die Sonneneinstrahlung nicht mehr ausreicht, um die Geräte mit der eingesetzten Solartechnik durchgehend mit Strom zu versorgen. Empfehlung: Die Ergebnisse des Feldversuchs zeigen, dass eine Stromversorgung über Solarzellen insbesondere in anhaltenden Schlechtwetterphasen im Winter schwierig sein kann. Daher empfehlen wir - falls möglich - die Stromversorgung über eine Dauerstromversorgung oder ersatzweise über die geschaltete Lichtstromversorgung herzustellen. An Orten, an denen dies nicht möglich und daher eine Energieversorgung über Solarzellen notwendig ist, müssten diese derart dimensioniert werden, dass sie auch unter widrigen Wetterbedingungen einen verlässlichen Betrieb sicherstellen können. Vom Prototypen zum Produktivsystem Bei dem vorliegenden System handelt es sich um eine prototypische Umsetzung. Ziel des Prototypen war die Erkundung des Potenzials eines solchen Ansatzes unter realistischen Bedingungen, nicht der dauerhafte, produktive Einsatz. Falls dieser Prototyp in ein Produktivsystem überführt werden soll, bedarf es diverser Änderungen und Weiterentwicklungen. Nachfolgend sind einige Aufgaben aufgeführt: OpenNoise Technische Evaluation Vers. 2.0_2024-04-05 12/13 Organisatorisch: ● Spezifikation der Systemanforderungen auf Basis der im Testbetrieb gesammelten Anforderungen mit allen Projektbeteiligten (SiQ, Ordnungsdienst, städtische IT, ggfs. Netcologne und PEK) ● Definition von Prozessen zu Inbetriebnahme, Betrieb, Administration, Wartung. Klare Rollendefinition, insbesondere die technische Gesamtprojektleitung der Stadt. ● Entwicklung von Anwenderdokumentation, Schulung der Mitarbeitenden in den Prozessrollen ● Identifikation und Umsetzung der für Realbetrieb notwendigen Zertifizierungen von Hard- und Software Hardware: ● Revision der internen Elektronik zu Produktivhardware, insbesondere Integration der derzeit einzelnen Elektronikkomponenten, Eliminierung der im Testbetrieb verwendeten, aber im Realbetrieb nicht notwendigen Komponenten (z.B. redundante Datenschnittstellen), Identifikation der Rahmenbedingungen für Langzeitbetrieb und Umsetzung in der Hardware (z.B. Hardware watchdogs, conformal coating) ● Revision der internen Mechanik, z.B. in Bezug auf Formfaktor, Robustheit der mechanischen und elektrischen Verbindungen, Reproduzierbarkeit und Wartbarkeit ● Erneute Revision, Validierung und Kalibrierung der Mikrofonie und Signalverarbeitung durch Lärmschutzexperten ● Identifikation der im Langzeitbetrieb verwendeten Energieversorgungsoptionen und Umsetzung. Insbesondere die existierende Option über Solarzellen resultierte im bestehenden Prototypen in Funktionseinschränkungen und zeigte sich als ungenügend in andauernden Schlechtwettersituationen im Winter ● Identifikation der im Realbetrieb zu verwendenden Ein- und Anbausituationen (z.B. freistehende Messgeräte oder Einbau in Stelen) und Umsetzung von robusten, sicheren Lösungen. Der aktuelle Testbetrieb hat gezeigt, dass die Geräte bei Montage an Pfosten durch Schwingungen in starkem Wind erheblichen Belastungen ausgesetzt sind ● Belastungstests unter den in den vorherigen Punkten identifizierten Umgebungsbedingungen OpenNoise Technische Evaluation Vers. 2.0_2024-04-05 13/13 Software / Systemintegration: ● Implementierung bzw. Weiterentwicklung von Telemetrie-, Monitoring-, Autoreset- und Updatefunktionen in den Messgeräten. Die Wartungs- und Aktualisierungsaufgaben wurden im Testbetrieb rudimentär von Firmware unterstützt, aber weitgehend händisch vorgenommen. ● Integration des Backends und der Benachrichtigungsfunktionen in die städtische IT-Infrastruktur ● Erweiterung des Front- und Backends um User Management und Rollen und Berechtigungen (Auswertung aktueller Daten, Erzeugung von Berichten, Änderung von Einstellungen, Systemadministration)

• Beschlussvorlage Rat

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  Dezernat, Dienststelle VI/VI Vorlagen-Nummer 1005/2024 Freigabedatum 06.05.2024 Beschlussvorlage zur Behandlung in öffentlicher Sitzung Betreff Dauerhafte Regelung zur Straßenmusik im Domumfeld Beschlussorgan Rat Gremium Datum Beschluss: Der Rat nimmt die Ergebnisse des Pilotprojektes „Straßenmusik im Domumfeld“ zustimmend zur Kenntnis und beauftragt die Verwaltung auf Basis dieser Ergebnisse die Planungen aufzu- nehmen, um den Pilotbetrieb im festgelegten Geltungsbereich des Domumfeldes in den Echt- betrieb zu überführen. Das entwickelte Vorgehensmodell inklusive der hierdurch entstehenden Kosten wird dem Rat zur finalen Entscheidung vorgelegt. Digitalisierungsausschuss 10.06.2024 Bezirksvertretung 1 (Innenstadt) 13.06.2024 Ausschuss Klima, Umwelt und Grün 13.06.2024 Ausschuss Allgemeine Verwaltung und Rechtsfragen / Vergabe / In- ternationales 17.06.2024 Stadtentwicklungsausschuss 20.06.2024 Rat 27.06.2024 2 Haushaltsmäßige Auswirkungen Nein Ja, investiv Investitionsauszahlungen € Zuwendungen/Zuschüsse Nein Ja % Ja, ergebniswirksam Aufwendungen für die Maßnahme € Zuwendungen/Zuschüsse Nein Ja % Jährliche Folgeaufwendungen (ergebniswirksam): ab Haushaltsjahr: a) Personalaufwendungen € b) Sachaufwendungen etc. € c) bilanzielle Abschreibungen € Jährliche Folgeerträge (ergebniswirksam): ab Haushaltsjahr: a) Erträge € b) Erträge aus der Auflösung Sonderposten € Einsparungen: ab Haushaltsjahr: a) Personalaufwendungen € b) Sachaufwendungen etc. € Beginn, Dauer Auswirkungen auf den Klimaschutz Nein Ja, positiv (Erläuterung siehe Begründung) Ja, negativ (Erläuterung siehe Begründung) Begründung: Auf Grundlage des Ratsbeschlusses vom 18.06.2020 (Vorlagen-Nr. 0228/2020) erfolgte die Umsetzung der Festlegung von bisher beliebigen auf nur noch 4 Spielstandorte in dem ent- sprechenden Geltungsbereich (s. Anlage 1) Das Start-up Unternehmen Press Every Key startete unmittelbar nach Auftragserteilung mit der Entwicklung der Messinstrumente, so dass erste Probeläufe ab Herbst 2020/Frühjahr 2021 erfolgten. Infolge der pandemischen Einschränkungen des Öffentlichen Lebens bis Herbst 2022 fehlte es an tatsächlich möglichen Erprobungen im Echtbetrieb. Straßenmusik fand de facto in dem Zeitraum nicht statt. Die eigentlichen Erprobungen und Anpassungen der Meldekettensysteme von den Messgerä- ten zu einem Server und von dort zum Ordnungsamt konnte tatsächlich erst mit Saisonbeginn 2023 bis Herbst/Winter 2023 erfolgen. 3 Die Entwicklung der eingesetzten Pilot-Technik sowie die im vorgenannten Zeitraum gewon- nenen Erfahrungen im Echtbetrieb sind in der Anlage 2„OpenNoise - technische Evaluation“ detailliert beschrieben. Zusammenfassend stellen sich die Ergebnisse wie folgt dar: Bei dem eingesetzten System handelt es sich um eine prototypische Umsetzung. Ziel war die Erkundung des Potenzials eines solchen Ansatzes unter realistischen Bedingungen, nicht der dauerhafte Einsatz. Dennoch wurde beim Bau der Komponenten auf städtische Vorgaben in Sachen Design, Sicherheit etc. besonderer Wert gelegt. Bei einer dauerhaften Fortführung des Projektes bedarf es laut Aussage des Start-up einiger Änderungen bzgl. der Auswahl des Geräteeinsatzes hinsichtlich Präzision und Langlebigkeit sowie technische Weiterentwicklun- gen im Kontext von Stadtsensorik. Die Kombination und Wirkweise der eingesetzten Hard- ware gilt es aber in jedem Fall beizubehalten. Im Detail besteht das Pilot-Messgerät aus einem Digitalmikrofon, einem Kleinstrechner zur Vorverarbeitung und Reduktion der Messdaten und einem Modem zur Übertragung der ge- messenen Pegel. Die berechneten Pegel werden in 10-Sekunden-Intervallen an einen Server übermittelt. Dieses Intervall ist ausreichend für eine zeitnahe Überwachung der Lautstärke, macht es aber unmöglich, die Daten auf natürliche Personen zu beziehen. Auch schließt die technische Einschränkung die Umfunktionierung der Geräte zur Überwa- chung von Audioinhalten aus. Damit werden auch datenschutzrechtlichen Vorgaben Rech- nung getragen. Zusätzlich verfügen die Geräte über eine LED, die Musiker*innen über eine mögliche Lautstär- keüberschreitung informieren soll, bevor es zu einer Benachrichtigung des Ordnungsdienstes kommt. Dies soll es den betroffenen Akteuren ermöglichen, ihr Verhalten rechtzeitig zu än- dern. Daher findet eine kontinuierliche Berechnung der Dauerlärmbelastung statt (Mittelungs- pegel). Die Geräte sind auf niedrigen Energieverbrauch ausgelegt, um auch mit eingeschränkter Energieversorgung zu funktionieren. Das Messgerät vor dem Museum Ludwig wird über die Stromversorgung der öffentlichen Beleuchtung mit Energie versorgt. Die Geräte am Standort Domplatte und Bhf.-Vorplatz werden über Solarzellen mit Energie versorgt. Die Batterien sind so bemessen, dass diese Geräte auch einige Wochen ohne Sonnenschein funktionieren. Die Solarzellen sind auf den Sonnenverlauf in den Wintermonaten ausgerichtet, um in den Monaten mit weniger Sonnenschein noch genug Energie zu sammeln. Hier gilt es aber in ei- nem Echtbetrieb die eingesetzten Komponenten zu optimieren. Standortfestlegung: Bereits die Reduktion der Musik-Spielorte auf 4 Standorte im Geltungsbereich, die auf Grund- lage eines Lärmgutachtens verortet wurden, hat bereits zu einer erheblichen Verbesserung der Lebenssituation der Anwohnenden und Arbeitenden geführt. Messtechnik: Neben der Festlegung der Spielstandorte soll die eingesetzte Messtechnik dem Phänomen zuvor zu laut gespielter Musik in der Form entgegenwirken, dass eine fixierte Messung der Lautstärke innerhalb eines festgelegten Radius um den Spielstandort vorgenommen wird und die gemessenen Sequenzen Straßenmusik erkennen lassen. Baustellenbedingt wurde der Spielstandort Roncalliplatz/Westseite RGM als Standort ausgewiesen, aber nicht mit Mess- technik ausgestattet. Die Erfahrung zur Lautstärkemessung basieren somit auf 3 Standorten: Domplatte, Bahnhofsvorplatz, ML/Heinrich-Böll-Platz. Messprinzip: Nach Identifizierung zu laut gespielter Straßenmusik ergeht eine unmittelbare Meldung an eine zentrale Stelle des Ordnungsdienstes. Von dort aus erfolgt dann in Echtzeit die Informa- tion an die Ordnungsstreifen vor Ort unter Benennung des Spielstandortes. Im Ergebnis führt 4 das zu einer erheblichen Verkürzung der Reaktionszeit des Ordnungsdienstes von der Mel- dung bis zum Einsatz. Zusammenfassend kann der Ordnungsdienst nach Abschluss des Pilotprojektes eine eindeu- tige Verbesserung der Arbeitssituation feststellen. Die Vorteile der Messtechnik liegen neben der Reaktionseffizienz in gezielten Kontrollen nach Meldung zur Lärmüberschreitung. Fazit: Im Ergebnis wird empfohlen, sowohl an der Festlegung der Spielstandorte als auch an dem Einsatz der Messtechnik wegen der positiven Ergebnisse auf Dauer festzuhalten und in den Regelbetrieb zu überführen. Dies soll mit langlebiger Hard- und Software dauerhaft sicherge- stellt werden.