Am Puls des Stadtverkehrs

Wirtschaftswachstum und Lebensqualität waren für städtische Behörden und Stadtplaner schon immer schwer unter einen Hut zu bringen. Verkehrsstaus gelten als unvermeidliche Nebenerscheinung wirtschaftlichen Wachstums. Doch Staus und Wartezeiten sind sehr teuer und stellen daher auch eine ernsthafte Bedrohung für das Wirtschaftswachstum dar. Einer Schätzung der US-amerikanischen Umweltschutzbehörde U.S. EPA zufolge werden durch längeres Stehen mit laufendem Motor jährlich rund vier Milliarden Liter Dieselkraftstoff verschwendet – im Wert von mehr als 5 Mrd. USD. Darüber hinaus führen Staus zu Frustration bei den Verkehrsteilnehmern, verstärkten Emissionen, stärkerer Umweltverschmutzung und einem erhöhten Gesundheitsrisiko. 

Bahn frei für „Smart Cities“

Neben der Förderung von öffentlichen Verkehrsmitteln und Fahrgemeinschaften greifen städtische Behörden immer häufiger auf intelligente Technologien zurück, damit der Stadtverkehr reibungsloser und effizienter rollt. Eine Maßnahme, die sich in vielen Städten als sehr effizient erwiesen hat, ist die Installation von Verkehrssensoren zur Steuerung von Ampelanlagen. Durch Überwachung des Verkehrs an Kreuzungen lassen sich Ampelschaltungen an das Verkehrsaufkommen anpassen, um Wartezeiten zu reduzieren und den Verkehrsfluss zu verbessern. So gibt der britische Automobilverband beispielsweise an, dass durch eine Verkürzung der Wartezeit an drei Hauptverkehrsstraßen um lediglich eine Minute pro Tag mehr CO2 eingespart werden kann als durch das Ausschalten von 2.000 Straßenlampen.

Die Nutzung von Verkehrssensoren wie dem Wärmesensor FLIR TrafiOne fügt sich in die größere Vision sogenannter „Smart Cities“ ein. Diese Vision zielt darauf ab, die öffentliche Infrastruktur einer Stadt einschließlich Verkehr, Polizei, Kraftwerke, Krankenhäuser und weiterer Elemente besser zu verwalten, um die Lebensqualität zu erhöhen. Die Integration smarter Technologien zur Echtzeiterfassung von Verkehrsdaten in die Infrastruktur einer Stadt bildet die Grundlage für bessere Entscheidungen in Bereichen wie Verkehr, Parken, Stadtplanung und Energieverwaltung.

Die Nutzung von Verkehrssensoren wie dem Wärmesensor FLIR TrafiOne fügt sich in die größere Vision sogenannter „Smart Cities“ ein.

Smart City-Sensoren

FLIR Systems stellt bereits seit vielen Jahren intelligente Sensoren für Verkehrsbehörden bereit, mit denen diese Echtzeitdaten an typischen Verkehrsengpässen wie Kreuzungen und Hauptverkehrsstraßen erfassen können. Die intelligenten Sensoren von FLIR beruhen auf visuellen Überwachungskameras und Wärmebildtechnik. Sie messen zahlreiche verschiedene Parameter und bieten so wertvolle Informationen über den Verkehrsfluss. FLIR-Videosensoren sind eine äußerst zuverlässige und präzise Alternative zu Induktionsschleifen und anderen Erkennungstechnologien für die Regelung und Überwachung ampelgesteuerter Kreuzungen. Die integrierten visuellen Sensoren von FLIR liefern Informationen
zu Fahrzeugen, die sich einer Kreuzung nähern oder an ihr warten, und ermöglichen so eine effizientere Ampelsteuerung. Fußgängerdetektionssensoren können Fußgängern die erforderlichen Grünzeiten und die entsprechende Sichtbarkeit bieten. Dadurch gewährleisten sie die Mobilität und Sicherheit von Autofahrern ebenso wie die von schlechter geschützten Verkehrsteilnehmern.

Wärmebildsensoren unterscheiden Fahrzeuge und Radfahrer anhand der von diesen abgestrahlten Wärmeenergie, so dass die Länge der Grünphasen an die jeweiligen Verkehrsteilnehmer angepasst werden kann. Mit Verkehrssensoren können auch viele andere Informationen wie Verkehrsaufkommen, Durchschnittsgeschwindigkeit und Auslastung erfasst werden. 

Mehr Informationen für bessere Entscheidungen

Durch die Erfassung unterschiedlicher Verkehrsinformationen können zuständige Behörden und Stadtplaner fundiertere Entscheidungen in verschiedenen Bereichen treffen.

Verkehrsüberwachung an Kreuzungen

Verkehrsinformationen helfen, Ampeln effektiver zu steuern und an das Verkehrsaufkommen angepasste Ampelschaltungen einzurichten. Zuständige Behörden können Echtzeitdaten nutzen, um den Verkehrsfluss zu optimieren und variable Geschwindigkeitsbegrenzungen oder dynamische Grünphasen zu implementieren. Schon kleine Änderungen der Ampelzeiten an Kreuzungen auf Grundlage
von historischen Daten können großen Einfluss auf die Wartezeiten von Fahrzeugen haben. So ergibt sich beispielsweise die Möglichkeit, Signalzeiten tageszeitabhängig anzupassen, um zu Stoßzeiten die Grünphasen in einer bestimmten Richtung zu verlängern. Echtzeit-Verkehrsdaten können auf elektronischen
Schildern oder über Pendler-Apps kommuniziert werden, damit Autofahrer bei Bedarf ihre Route ändern. Alternativ lassen sich Ampelschaltungen auch zugunsten von Fußgängern einstellen, beispielsweise in der Nähe von Schulen oder Stadien. Wärmebildsensoren können sogar zwischen Fahrzeugen
und Fahrrädern unterscheiden, so dass zuständige Behörden individuelle Signalpläne für Radfahrer festlegen können, um  diesen ein sicheres Überqueren von Kreuzungen zu ermöglichen.

Links: Die visuellen Sensoren von FLIR erkennen Fahrzeuge, die sich Kreuzungen nähern oder an ihnen warten. Rechts: Mit Fußgängerdetektionssensoren können Fußgängern angemessene Grünzeiten eingeräumt werden.

Vorrang für öffentliche Verkehrsmittel und Einsatzfahrzeuge

Maßnahmen zur Verbesserung der Lebensqualität in Städten kollidieren häufig mit der Förderung von öffentlichen Verkehrsmitteln. Intelligente Technologien können diese Vision unterstützen, indem die Fahrzeuge des öffentlichen Personennahverkehrs Priorität erhalten. Hierzu gehören unter anderem Bussonderfahrstreifen und spezielle Signalpläne für Busse. Auch Einsatzfahrzeugen kann Vorrang gewährt werden, um Verzögerungen zu reduzieren. So können beispielsweise Lichtsignalanlagen so angepasst werden, dass Einsatzfahrzeuge eine grüne Welle erhalten und schnellstmöglich am Ziel eintreffen, ohne über Rot fahren zu müssen.

Energiemanagement

19 Prozent der weltweit verbrauchten Energie wird für Beleuchtung aufgewendet. Sie ist für 6 Prozent aller globalen Treibhausemissionen verantwortlich. Lichtverschmutzung ist ein globales Problem, das durch den ineffizienten, übermäßigen und unnötigen Einsatz von künstlichem Licht verursacht wird. Mit intelligenter Beleuchtung kann effizient Energie gespart und die abgestrahlte Lichtmenge an Verkehrsstraßen reduziert werden. Intelligente Auslastungssensoren ermöglichen die Anpassung der öffentlichen Straßenbeleuchtung an die Bewegungen von Fußgängern, Fahrradfahrern und Fahrzeugen. Intelligente oder adaptive Straßenbeleuchtung wird gedimmt, wenn keine Aktivität stattfindet, und erhellt, sobald eine Bewegung erkannt wird. Dies führt zu beachtlichen Energieeinsparungen.

Stadtplanung

Verkehrs- und Stadtplanung sind Koordinationsprozesse, an denen zahlreiche Akteure wie verschiedene Behörden, die Öffentlichkeit und private Unternehmen beteiligt sind. Historische Verkehrsdaten können wesentlich zur Entscheidungsfindung bei der Planung von Straßen und Radwegen aber auch zu wirtschaftlichen Aktivitäten beitragen, die erheblichen Einfluss auf die Nachhaltigkeit der Stadtentwicklung haben können.

Fallstudie: Echtzeitinformationen zu Verkehrsstaus in Hamburg

Ein hervorragendes Beispiel für intelligente Sensortechnik liefert die Stadt Hamburg: Gemeinsam mit FLIR Systems hat sie eine Machbarkeitsstudie für eine Lösung gestartet, bei der intelligente visuelle Sensoren und Wärmesensoren und intelligente WLAN-Verfolgungstechnologie zum Einsatz kommen. Das kombinierte System wurde entwickelt, um hochwertige hochauflösende Daten an Kreuzungen in Hamburg zu erfassen. Das Unternehmen installierte visuelle und Wärmebildsensoren an verschiedenen Kreuzungen in der Stadt, um Fahrzeuge zu erkennen und Informationen zum Verkehrsaufkommen zu liefern. Die Fahrzeugerkennungssensoren sind mit einer ausgefeilten WLAN-Verfolgungstechnologie ausgestattet. Durch Überwachung der WLAN-MAC-Adressen von WLAN-fähigen Geräten wie Smartphones können Fahrt- und Streckenzeiten entlang der einzelnen Straßensegmente erfasst werden. Anhand von WLAN-Signalstärkeinformationen lassen sich relative Entfernungen bestimmen und Wartezeiten an Kreuzungen messen.

Während die Erkennungssensoren Daten von einem bestimmten Punkt an einer Kreuzung erfassen, stellt die WLAN-Verfolgungstechnologie Informationen zum Geschehen zwischen verschiedenen Punkten bereit. Anhand der WLAN-Erkennung wird die Bewegung der Fahrzeuge festgehalten, die sich einer Kreuzung nähern, halten und sie wieder verlassen. Durch Zuordnung der MAC-Adressen an verschiedenen Kreuzungen kann die Fahrtzeit in Echtzeit berechnet werden. Die Informationen verschiedener Sensoren können zur weiteren Verkehrsanalyse mit der Cloud-basierten Analyseplattform von FLIR erfasst, kombiniert und abgerufen werden. Intelligente Analysefunktionen verwandeln die Daten
in nützliche Verkehrsinformationen, die unerlässlich sind, um die Auslastung des Straßennetzes nachvollziehen zu können. Über das benutzerfreundliche Dashboard sind alle Tools zur Erstellung von Berichten und bedarfsgerechten zur Einleitung von Maßnahmen
für Verkehrsingenieure mit einem Klick erreichbar.

Durch Überwachung der WLAN-MAC-Adressen von WLAN-fähigen Geräten wie Smartphones kann der FLIR Fahrt- und Streckenzeiten entlang der einzelnen Straßensegmente erfassen.

Die Informationen verschiedener Sensoren können mit der Cloud-basierten Analyseplattform von FLIR zur weiteren Verkehrsanalyse erfasst, kombiniert und abgerufen werden.