Foto: VLZ Stuttgart

Einblick in die Integrierte Leitzentrale in Stuttgart

Das Rollende im Blick

Den Verkehr in Ballungsgebieten zu beherrschen, stellt bei immer mehr Fahrzeugen die Verantwortlichen vor große Heraus-forderungen. Das zeigt sich eindrucksvoll am Beispiel Stuttgart.

Strukturelle Maßnahmen wie der Ausbau von Straßen ist nicht immer zeitnah möglich. Umso wichtiger ist eine effiziente Verkehrssteuerung, die mittels organisatorischer und technischer Mittel für einen möglichst störungsfreien Verkehrsfluss sorgt. Die Integrierte Verkehrsleitzentrale in Stuttgart ist ein Beispiel für modernes Verkehrsmanagement.

Die Landeshauptstadt Stuttgart liegt in einer Region, die sich in den letzten Jahrzehnten wirtschaftlich stark fortentwickelt hat, was sich auch im Individualverkehr niederschlägt. Im Vergleich zu 1970 hat sich die Zahl der gemeldeten Kraftfahrzeuge auf über 330.000 verdoppelt. Der ansteigende Verkehr lässt sich aufgrund der geografischen Gegebenheiten wie der Talkessellage nur bedingt durch strukturelle Maßnahmen auffangen. Konsequenterweise müssen alle Verkehrsteilnehmer sich dieselbe Verkehrsfläche teilen, was bedingt, dass die vorhandenen Flächen möglichst effizient genutzt werden. Daher hatte man sich in Stuttgart entschlossen, mit einer Integrierten Verkehrsleitzentrale (IVLZ) die Voraussetzungen für eine optimale Nutzung des Verkehrsnetzes zu schaffen. Die IVLZ ist im Gebäude der Leitstelle für Sicherheit und Mobilität in Stuttgart (SIMOS) zusammen mit der gemeinsamen Leitstelle von Feuerwehr und Rettungsdienst sowie dem Führungs- und Verwaltungsstab der Landeshauptstadt untergebracht. So befinden sich alle Institutionen, die für die Mobilität und Sicherheit in Stuttgart verantwortlich sind, an einem Ort. Seit 2006 sammeln in der IVLZ die vier Partner, bestehend aus dem Amt für öffentliche Ordnung, dem Tiefbauamt, der Stuttgarter Straßenbahnen AG (SSB) sowie der Polizei umfassend Informationen über die Verkehrslage in Stuttgart.

Alle Fäden laufen zusammen

Das Besondere an IVLZ in Stuttgart ist, dass alle relevanten Institutionen nicht nur unter einem Dach, sondern in einer Leitstelle versammelt sind. Das bedeutet nicht nur kurze Kommunikationswege, sondern gewährleistet auch, dass alle relevanten Informationen der einzelnen Partner rasch für alle verfügbar sind, um sich gegebenenfalls ein gemeinsames Lagebild zu verschaffen. Ziel ist es, mittels Kapazitätsmanagement, Lenkung der Verkehrsströme und Ausgabe von Informationen an die Verkehrsteilnehmer einen möglichst reibungslosen Verkehr zu ermöglichen. Dazu zählt etwa die Reduzierung von Staus, die Verlagerung des Individualverkehrs auf den öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV), die Koordination und das Management bei Veranstaltungen und Baustellen sowie die Ausweisung von Alternativrouten und dynamischer Parkleitinformationen. Jeder Vertreter der vier Partner hat dafür in der Zentrale einen eigenen Arbeitsplatz. Die Mitarbeiter der Partner erfassen über eine Vielzahl von eingehenden Informationen die Gesamtverkehrslage, verarbeiten und bewerten diese und stimmen Maßnahmen untereinander ab. Operative Bereiche umfassen insbesondere das Störfall- und Veranstaltungsmanagement, das Baustellenmanagement, Informationsmanagement für die Verkehrsteilnehmer sowie die Bevorrechtigung des ÖPNV.

Gezielt steuern

Die IVLZ hat aktuell auf nahezu alle Lichtsignalanlagen (Ampeln) im Stadtgebiet Zugriff. Dort gibt es rund 800 Anlagen, die auf acht Verkehrsrechnerbereiche aufgeteilt sind und durch je einen eigenen Rechner angeschlossen sind. An diese sind die Steuergeräte der einzelnen Lichtsignalanlagen datentechnisch angebunden. Um die Leitungswege zu minimieren, sind die Verkehrsrechner an den Anlagenschwerpunkten aufgestellt. Die Rechner sind untereinander vernetzt, können aber für ihren „Bezirk“ selbstständig im Sinne der Programmierung handeln und lassen sich durchgängig von den Arbeitsplatzrechnern der IVLZ bedienen. Alle Rechner sind per LAN an die IVLZ angebunden, was einen zentralisierten Zugriff ermöglicht. Die technischen Anlagen sind vorwiegend kabelgebundene vernetzte Systeme, die in einem abgeschlossenen Netzwerk betrieben werden. Dabei kommen Kupfer- oder Glasfasernetze zum Einsatz. Stellenweise wird auch immer häufiger Mobilfunktechnologien verwendet. An den Arbeitsplätzen laufen die Informationen zusammen und können über eine grafische Softwareoberfläche angezeigt und bedient werden. Aktuelle Ist-Zustände werden visualisiert und der Bediener kann notwendige Schaltungen von Lichtsignalanlagen durchführen. Das rechtzeitige Umschalten von Ampelprogrammen dient einerseits der Prävention sich anbahnender Stauungen und andererseits wird damit auf bereits bestehende Verkehrsbehinderungen oder größere Verzögerungen beim ÖPNV reagiert. Je nach Verkehrslage in einem betroffenen Bereich ermöglichen etwa mehr Grünphasen auf einer Strecke einen besseren Verkehrsfluss und damit die Reduzierung von Stauungen.

Kameras für maximalen Überblick

Um den Mitarbeitern in der IVLZ möglichst viele Informationen über das aktuelle Verkehrsgeschehen zu liefern, wird auf zahlreiche Daten zurückgegriffen. 350 Induktionsschleifen liefern punktuell Informationen zur Stauerkennung. Künftig sollen auch Daten von Online-Diensten genutzt werden, um Reisezeiten zu ermitteln und so festzustellen, wo erhöhte Verkehrsaufkommen entstehen könnten. Neben der Auswertung von Messpunkten sind im Stadtgebiet zahlreiche Videokameras an die IVLZ angebunden. Die Kameras sind im Stadtgebiet an neuralgischen Punkten angebracht, um dort das Verkehrsgeschehen im Auge zu behalten. Eine Aufzeichnung findet nicht statt, die Kameras dienen alleine der unmittelbaren Beobachtung der Verkehrslage durch einen Verantwortlichen in der IVLZ. Dazu sind alle der IVLZ direkt zugeordneten 90 Kameras auf die vier Partner aufgeteilt, sodass effektiv jeder Arbeitsplatz etwas über 20 Kameras verantwortet. Je nach Einsatzort, etwa Kreuzungen, sind Schwenk/Neigekameras im Einsatz, die auch ein Heranzoomen an das Geschehen erlauben. Da die vier Partner sich hier die Zuständigkeit für die definierten Kamerabereiche teilen, sind schnelle Kommunikation und Austausch von Informationen gewährleistet. Auf die übrigen Kameras der SSB etwa haben die Kollegen ebenfalls Zugriff, ebenso auf die Tunnelkameras. „Derzeit sind die Kameras reine visuelle Systeme ohne eigene Sensorik. Inwieweit künftige Kameras über eine gewisse ‚Intelligenz‘ verfügen, um etwa bestimmte Ereignisse wie liegengebliebene Fahrzeuge eigenständig zu melden, muss noch evaluiert werden“, so Ralf Thomas von der IVLZ.

Auto 4.0

Was sich bereits jetzt abzeichnet, ist der zunehmende Datenaustausch zwischen dem motorisierten Verkehr einerseits und andererseits in Verbindung mit der Infrastruktur wie Signalanlagen. Es wird geschätzt, dass bis 2020 weltweit zwischen 150 und 220 Millionen vernetzte Fahrzeuge unterwegs sein werden, auch der Anteil solcher Fahrzeuge in Deutschland wird stark zunehmen. Ein Grund hierfür ist nicht zuletzt der neue Mobilfunkstandard 5G sowie die seit April vorgeschriebene E-Call-Pflicht in neu produzierten Fahrzeugen, bei der im Falle eines Unfalls automatisch Hilfe gerufen wird. Premiumhersteller haben bereits Fahrzeuge entwickelt, die mit Ampelanlagen kommunizieren können. Ziel ist es, dem Fahrzeug rechtzeitig Informationen über Ampelsignale zu übermitteln, damit dieses seine Geschwindigkeit entsprechend anpassen kann, um Stop-and-Go-Situationen zu vermeiden und den Verkehrsfluss konstant zu halten.

Der vermehrte Datenaustausch untereinander wie mit der Infrastruktur könnte aber auch Probleme mit sich bringen, denn die steigende Digitalisierung erfordert ebenso eine Absicherung der Netzinfrastruktur gegen Cyberangriffe aller Art. Bislang ist es zumindest in Deutschland und eben auch in Stuttgart so, dass die Signalanalgen untereinander und mit den Rechnern verkabelt und nicht über Funk verbunden sind. „Ein Eindringen in den Verkehrsrechner könnte nur ein Umschalten der programmierten Abläufe zur Folge haben, etwa das Umschalten der Tag/Nacht-Programmierung. Das Umstellen der Ampeln an einer Kreuzung etwa, sodass alle auf grün stehen, um einen Unfall zu provozieren, ist nicht möglich“, erläutert Thomas. Auch ein erfolgreicher Angriff auf die IVLZ hätte wohl keine weitreichenden Folgen, denn bei einem Ausfall der Zentrale würden die programmierten Abläufe weiter funktionieren. Nur auf aktuelle Ereignisse könnte dann eben nicht reagiert werden. Insofern ist die Vernetzung zwischen Autofahrern und Infrastruktur auch unter dem Gesichtspunkt Systemsicherheit zu sehen, denn wie ein Test in den USA gezeigt hat, wo die Ampeln unverschlüsselt funken, ist dann eine Manipulation der Signalanlagen möglich. Auch hier könnten zwar keine gegensätzlichen Signale (alle grün) gestellt werden, aber das Verkehrschaos wäre wortwörtlich vorprogrammiert.

Effizient durch Abstimmung

Der Individualverkehr ist und bleibt ein zentrales Element persönlicher Mobilität. Auch wenn in Städten Konzepte wie Car Sharing mehr und mehr an Bedeutung gewinnen, sind überlastete Straßen häufig fester Bestandteil innerstädtischen Verkehrs. Faktoren wie Umweltzonen und die Diskussion um Fahrverbote sind zusätzliche Herausforderungen für eine gesamtheitliche Verkehrsplanung in Ballungsgebieten. Der Ansatz der IVLZ in Stuttgart zeigt, dass ein effektives Verkehrsmanagement möglich ist, wenn Organisation und Technik auf die Anforderungen abgestimmt werden und die Kommunikation zwischen den relevanten Stellen möglichst schnell erfolgt. Je reibungsloser die Abläufe, desto schneller lassen sich Verkehrsbehinderungen rechtzeitig entdecken und beheben, denn es sind oftmals die kleinen Dinge, die bei Nichtbeachtung größere Verkehrsprobleme auslösen können.

Hendrick Lehmann

Foto: Flir Systems

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