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Smartes Verkehrsleitsystem zur Entlastung der Innenstadt

Screenshot Cockpit

© Stadtwerke Karlsruhe GmbH

Ziel/Nutzen der Lösung

Zur verkehrstechnischen Entlastung der Innenstädte wurde das Verkehrsaufkommen in der Karlsruher Innenstadt während der Adventszeit 2019 über ein dynamisches Leitsystem situativ gesteuert. Das System lenkte die Fahrzeuge auf alternative Routen, um den Verkehr am effizientesten durch die baustellengeplagte Innenstadt zu steuern. Dadurch verhinderte die Stadtverwaltung ein Park- und Verkehrschaos während der Weihnachtszeit.

Lösungsbeschreibung

Der größte Kostenfaktor des Projekts umfasste die Aufstellung und Bereitstellung der LED-Tafeln. Insbesondere der Aufbau der LED-Tafeln war kostenintensiv und zeitaufwendig.
Auf einer Smart-City-Plattform liefen alle erfassten Daten zur Feststellung der Verkehrssituation zusammen. Die webbasierte Plattform verarbeitete die Daten und steuerte die LED-Tafeln am Straßenrand.
Die für das Projekt benötigte Infrastruktur wurde zusammen mit dem Partner Urban Institute aufgebaut. Dabei wurden verschiedene Datenquellen verwendet: Es wurden Detektionskameras installiert, die die Fahrzeugmenge, -geschwindigkeit und die Staulängen registrierten. Wärmebildkameras waren an Straßenbeleuchtungsmasten angebracht und Echtzeitdaten aus Parkhäusern lieferten Daten über den Belegungsstand. Die Daten der Parkhausbelegung wurden von der Firma Inrix zur Verfügung gestellt. Die Übertragung der Daten erfolgte über das weit verbreitete Mobilfunknetz GSM (Global System for Mobile Communications). Darüber hinaus wurde Floating Car Data (FCD) genutzt, wodurch Fahrzeugbewegungen auf Grundlage der fahrzeugeigenen GPS-Funktion gemessen und analysiert wurden. Zur Realisierung der Anwendungen wurde mit einer offenen und herstellerunabhängigen Smart-City-Plattform gearbeitet. Die Plattform hat die verschiedenen Datenströme verbunden und die Signale so umgewandelt, dass sie vergleichbar und nutzbar wurden. Außerdem führte sie betriebsbegleitende sowie prädiktive Verkehrsanalysen durch. Das dazugehörige Cockpit vereinte und visualisierte die unterschiedlichen Echtzeit-Datenströme, die sowohl den Stakeholdern als auch der Bürgerschaft zur Verfügung gestellt wurden.
Die Planung des Projekts startete im August 2019. Zu Beginn analysierte die Stadt den Verbesserungsbedarf in der Verkehrssteuerung. Darauf basierend wurde ein  Konzept entwickelt, welches sich bereits nach zwei Monaten Planungsphase in der Umsetzung befand. Die intelligente Verkehrssteuerung reduzierte in der Adventszeit 2019 Verkehrsstaus. Das Pilotprojekt verdeutlicht, dass eine intelligente Verkehrssteuerung auch kurzfristig realisierbar ist.
Das Projekt wurde vom Tiefbauamt Karlsruhe beauftragt. Die Abstimmung zwischen den Stadtwerken Karlsruhe und dem Tiefbauamt Karlsruhe verlief sehr engmaschig. Zu Beginn des Projekts wurden die Ziele identifiziert. Anschließend suchte die Stadt passende Standorte für die LED-Tafeln und beauftragte die LED-Schilderhersteller. Im nächsten Schritt wurde die Hardware installiert und in der Software die benötigten Schnittstellen programmiert. Eine Woche vor Beginn des Projekts testete die Stadt den gesamten Aufbau.Der Verkehr wurde über Infrarotkameras aufgezeichnet, welche die Fahrzeugmenge, -geschwindigkeit und die Staulängen registrierten. Darüber hinaus wurden die Belegungsdaten der Parkhäuser und Parkplätze erfasst. Auf der Smart-City-Plattform liefen alle erfassten Daten zusammen. Abhängig von der Verkehrssituation wiesen LED-Tafeln an sechs Hauptverkehrsstraßen den Autofahrenden den optimalen Weg in die Innenstadt. Wärmebildkameras, GPS-Daten und Echtzeitdaten der Parkhäuser lieferten hierbei die Datengrundlage. Somit wurden die Fahrzeuge durch intelligentes Steuern so effizient wie möglich in die Innenstadt und zu freien Parkmöglichkeiten geleitet. Bei erhöhter Staugefahr leiteten die Tafeln beispielsweise zu Park-and-Ride-Parkplätzen, um die Besucherströme bereits frühzeitig abzufangen und effizient zu lenken. Von dort hatten sie die Möglichkeit, mit dem Öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) weiter in die Innenstadt zu gelangen.Die aus dem Pilotprojekt gewonnenen Erkenntnisse fließen nun in weitere Anwendungsfälle. In Planung ist unter anderem eine Verkehrs- und Parkraumoptimierung, die Steuerung der Straßenbeleuchtung sowie ein Umweltmonitoring.
Durch das intelligente Verkehrsleitsystem wurde das Leben der Bürgerinnen und Bürger vereinfacht. Besuchende ersparten sich durch das intelligente Verkehrsleitsystem viel Zeit bei dem Navigieren durch die Stadt sowie bei der Parkplatzsuche.
Zudem hat sich der Verkehr durch die systematische Steuerung verringert und dadurch den Ausstoß von Emissionen reduziert. Das gezielte Umleiten zu Park-and-Ride-Parkmöglichkeiten erhöhte die Nutzung des Öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV). Das Projekt trägt somit zur Erreichung der Klimaschutzziele der Stadt bei. Außerdem gewann die Stadt aus den gesammelten Daten erste Erfahrungen und Erkenntnisse, die sie zukünftig in weiteren Projekten anwendet.
Das Projekt entsprach den Bestimmungen der Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO). Die eingesetzten Detektionskameras erfassten keine sensiblen Daten, wie Personen oder Kennzeichen.

Kommunen

Das Projekt wird in folgenden Kommunen umgesetzt:

Karlsruhe, Baden-Württemberg

100.000 bis 500.000 Einwohner

Stadt

Das Projekt reduzierte das Verkehrsaufkommen in der Innenstadt. Die Vermeidung von Parksuchverkehr und von Staus resultierten in einer Reduktion von Lärm und Schadstoffen. Luftschadstoffe, wie CO2, Feinstaub und NOx wurden mithilfe der intelligenten Verkehrssteuerung verringert.

Nicht nur die Bürgerschaft, dessen unmittelbares Lebensumfeld lebensfreundlicher gestaltet wurde, profitierte von dem Projekt. Maßnahmen der intelligenten Verkehrssteuerung helfen im globalen Kontext auch, aktiven Umweltschutz zu betreiben. Das Projekt zeigte, dass die Bürgerschaft das Konzept gut annahm. Die gewonnen Erkenntnisse sowie die ermittelten urbanen Daten dienen als Grundlage für weitere nachhaltige Smart-City-Projekte.

 

Dieses im Karlsruher Stadtgebiet umgesetzte Konzept ist in hohem Maße auf andere Regionen/Städte/Stadtwerke übertragbar. Die offene Architektur der Stadtwerke ermöglicht die Zusammenarbeit mit anderen Stadtwerken, um weitere Smart-City-Projekte umzusetzen.

Auch eine Weiterentwicklung der dynamischen Verkehrslenkung ist realisierbar. Möglichkeiten zur Erweiterung des Verkehrskonzepts beziehen sich auf den fließenden und ruhenden Verkehr. Beispiele hierfür sind Verkehrs- oder Parkraumuntersuchungen, ein umweltorientiertes Verkehrsmanagement, Anwendungen zum Thema Verkehrssicherheit, Verkehrsdynamisierungen, Parkraumdigitalisierung oder -beobachtung.

Beteiligte Projektpartner

Weiterführende Informationen