Sachstandsbericht über die verkehrstechnischen Anlagen der Landeshauptstadt Düsseldorf

OVA/044/2020 X öffentlich nicht öffentlich Informationsvorlage Betrifft: Sachstandsbericht über die verkehrstechnischen Anlagen der Landeshauptstadt Düsseldorf Fachbereich: 66 - Amt für Verkehrsmanagement Dezernentin / Dezernent: Beigeordnete Cornelia Zuschke Beratungsfolge: Gremium Sitzungsdatum Beratungsqualität Ordnungs- und Verkehrsausschuss 05.05.2020 Kenntnisnahme Sachdarstellung: Allgemeines In den letzten 20 Jahren wurde die Verkehrstechnik in Düsseldorf systematisch aus- gebaut. Mit der Errichtung neuer Systeme im Bereich Verkehrsrechner und Lichtsignalanlagen, Detektions-, Parkleit- und Anzeigesysteme sowie Verkehrslage und Strategiemanagement wurden die Grun dlagen für ein digitales Verkehrsmanagement geschaffen. Eine bedarfsgerechte Verkehrslenkung und Verkehrsinformation wird so immer besser möglich. Verkehrsrechnersystem Die Komponenten des Verkehrsrechnersystems werden im Rahmen der Wartungs - verträge aktualisiert und somit auf dem aktuellen Stand der Technik gehalten. Ferner wurde und wird fortlaufend im Rahmen von Forschungsprojekten (Dmotion, Ur:Ban, KoMoD, KoMoDnext) die Systemlandschaft mit neuen Komponenten erweitert. Die Weiterentwicklung der verkehrstechnischen Infrastruktur ist Teil des Green City Masterplans der Landeshauptstadt Düsseldorf und wird derzeit in verschiedenen, zum großen Teil im Rahmen des im Programm „Saubere Luft" des Bundesministeriums für Verkehr und Digitale Infrastruktur (BMVI) geförderten Projekten strukturell erarbeitet. Lichtsignaltechnik Auf dem Düsseldorfer Stadtgebiet befinden sich etwa 630 Lichtsignalanlagen, wovon sich 607 Anlagen in der Baulast der Stadt befinden. Die Lichtsignalanlagen haben ein durchschnittliches Alter von etwa 11 Jahren, über 90 % der Anlagen sind jünger als 20 Jahre. Ein Großteil der Anlagen stellt bereits heute Prozessdaten an den Verkehrsrechner zur Verfügung. Seite 2 Im Jahr 2014 wurde ein neues Steuerungsverfahren für Lichtsignalanlagen eingeführt, welches mehr Möglichkeiten in der verkehrsabhängigen Steuerung der Signaltechnik birgt. In diesem Zusammenhang wird seit 2015 verstärkt an der Beschleunigung des ÖPNV gearbeitet. Bis zum Jahr 2024 sollen alle Lichtsignalanlagen (etwa 550 LSA) entlang der Linienwege des Düsseldorfer ÖPNV - Netzes mit einer neuen ÖPNV -priorisierten Signalschaltung ausgestattet sein. Die Leistungsfähigkeit und der Verkehrsfluss für den Individualverkehr werden hierbei berücksichtigt. Die ÖPNV-Beschleunigung wird im Rahmen des Förd erprogramms „Saubere Luft" durch das BMVI gefördert. Insgesamt wurden seitens der Landeshauptstadt drei Förderanträge (Datenbereitstellung, ÖV-Beschleunigung I, ÖV-Beschleunigung II) für die Umrüstung/Erneuerung von insgesamt 281 Lichtsignalanlagen gestell t und bewilligt. Neben der Implementierung der ÖPNV-Bevorrechtigung sollen so zukünftig flächendeckend Prozessdaten sowie georeferenzierte Versorgungsdaten für die 281 LSA für Anwendungen des vernetzten Fahrens bereitgestellt werden. Zusätzlich werden die Anlagen für eine barrierefreie Nutzung mit akustischen und taktilen Signalgebern ausgestattet. Um dieses ambitionierte Ziel umsetzen zu können, wurde im letzten Jahr zusammen mit der Rheinbahn AG eine gemeinsame Arbeitsgruppe ins Leben gerufen. Die Schaffung der rechtlichen, organisatorischen, personellen und vergaberelevanten Rahmenbedingungen zur Einrichtung dieser neuartigen Kooperation zwischen Rheinbahn AG und Stadtverwaltung waren sehr aufwendig, so dass die gesteckten Ziele bisher nicht erreicht werden konnten. Auch konnte das Team erst im Frühjahr dieses Jahres komplettiert werden, da sich die Akquise von Fachpersonal schwierig gestaltete. Hiermit ist jedoch die Grundlage geschaffen, um die Umrüstung der Lichtsignalanlagen wie geplant voranzutreiben. Zukünftige Anforderungen an die Verkehrstechnik - C-ITS In den letzten Jahren hat die Bedeutung von C -ITS (Cooperative Intelligent Transport Systems) - kooperativer Systeme und vernetztes Fahren - deutlich zugenommen. Die Landeshauptstadt Düsseldorf hat in den letzten Jahren in verschiedenen Forschungsprojekten mitgewirkt, um als Infrastrukturbetreiber den Prozess der zunehmenden Automatisierung aktiv mitzugestalten und die eigenen Anforderungen in die Entwicklungen einfließen zu lassen. Auf Grund de r Integration der neuen Applikationen in den bestehenden Betrieb der Verkehrsrechner -Zentralen und Lichtsignalanlagen sind die Voraussetzungen einer baldigen Marktreife der entwickelten Applikationen und Technologien deutlich höher als bei einer reinen Anwendung in separaten Forschungsumgebungen. Im Rahmen der Forschungsprojekte wurden und werden neue Kommunikationswege zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur getestet. Dabei bestehen die Möglichkeiten, direkt zwischen Feldgerät und Fahrzeug eine Verbindung über Nahfeldkommunikation herzustellen, oder die Kommunikation zentralenseitig über den Verkehrsrechner durchzuführen. Die Kommunikation erfolgt dabei in beide Richtungen. Fahrzeuge können Informationen zu ihrem Standort mitteilen, die Infrastruktur aktuell e oder zukünftige Informationen wie die Grünzeit an einer Ampel. Hierdurch kann fahrzeugseitig durch Assistenzsysteme mehr Energieeffizienz und Verkehrssicherheit erreicht werden, infrastrukturseitig kann der Verkehr bedarfsgerechter abgewickelt werden. In KoMod wurde in diesem Zusammenhang zum Beispiel eine alternative Form der ÖPNV-Anmeldung getestet und soll in KoModnext weiter verfolgt werden. Seite 3 Als eine wichtige Applikation für einen Rollout ist aus diesen Projekten die Bereitstellung einer Grünzeitprognose für verschiedene Verkehrsteilnehmer hervor gegangen. Dem Verkehrsteilnehmer wird über eine App oder ein Bordsystem das zu erwartende Signalbild für seine Fahrtrichtung bei Ankunft an dem Kreuzungspunkt angezeigt. Hierdurch kann eine energiesparendere Fahrweise erreicht werden. Der Automobilhersteller Audi hat bereits auf Grundlage der städtischen Daten für seine Fahrzeuge Anfang dieses Jahres einen Prognosedienst an den ersten 150 LSA in Düsseldorf eingerichtet und wird diesen kontinuierlich erweitern. Das Amt für Verkehrsmanagement wird voraussichtlich im Sommer 2020 eine Grünzeitprognose flächendeckend für den Radverkehr zur Verfügung stellen. Um einen solchen Dienst zuverlässig dauerhaft anbieten zu können, sind strukturelle Anpassungen im Verkehrsrechnersystem notwendig sowie neue Prozesse zu implementieren. Datenbereitstellung Die bereitgestellten Daten sollen grundsätzlich allen Interessenten zur Verfügung gestellt werden. Durch verschiedene Anbieter werden Dienste schneller in die Fläche ausgerollt, so dass hier schnell Synergieeffekte für die städtische Verkehrsabwicklung erreicht werden können. Die Daten werden entsprechend den technischen Möglichkeiten über den Mobilitäts Daten Marktplatz (MDM) der Bundesanstalt für Straßenwesen zur Verfügung gestellt. Über diese Plattform ist es aktuell noch nicht möglich, Rohdaten (Grünzeiten) mit kurzer Latenz, wie z.B. Prozessdaten von Ampeln weiterzugeben. Diese Datenformate werden als Übergangslösung den Interessenten auf Anfrage über eine städtische Schnittstelle direkt zur Verfügung gestellt. Anforderung an ein zukunftsfähiges Verkehrsrechnersystem Die Landeshauptstadt Düsseldorf beteiligt sich derzeit zusammen mit mehreren an - deren deutschen Großstädten im Rahmen des Förderprojektes Di KoVe (Saubere Luft) an der Erstellung eines Leitfadens, in dem zukünftige Anforderungen an die System - landschaft dargestellt werden. Insbesondere werden hier die Anforderungen für eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur (kooperative System e) definiert. Diese Anforderungen werden unter anderem mit dem Bestandssystem der Stadt Düsseldorf verglichen, um hieraus notwendige Anpassungen abzuleiten. Das Projekt steht kurz vor dem Abschluss. Die Gap-Analyse im Rahmen dieses Projektes zeigt folgende zukünftige Handlungs- felder für die Landeshauptstadt Düsseldorf auf: - Aufbau eines zentralen Versorgungsdatenservers, um alle Systeme aktuell zu halten und aktuelle valide Daten zur Verfügung stellen zu können; - Reduzierung von Latenzzeiten für eine schnellere Übertragung von Daten; - Anpassung von Schnittstellen, um neue Daten über die bestehenden Wege übertragen zu können. Der Förderantrag für ein Folgeprojekt, in dem die Standardisierung von georeferenzierten Versorgungsdaten und dessen Bereitstell ung erarbeitet wird (DiMap, Programm „mFUND" des BMVI), wurde zusammen mit den Städten Düsseldorf, Hamburg, Kassel, Köln, München und Stuttgart gestellt. Seite 4 Versorgungsdatenserver und Schnittstellen Ein Förderantrag zur Implementierung eines Versorgungsdatenservers wurde bereits über das Förderprogramm „Saubere Luft" gestellt und ist Ende März dieses Jahres positiv beschieden worden. In diesem Projekt sollen die Schnittstellen zwischen den einzelnen Teilsystemen angepasst werden und ein zentra ler Server zur Verteilung der Versorgungsdaten aufgebaut werden. Das Projekt soll voraussichtlich im Jahr 2022 abgeschlossen werden. Latenzzeiten Latenzzeiten entstehen steuergeräteseitig sowie auf der Seite des Verkehrsrechners und stehen einer „Echtzeit-Prognose" entgegen Im Rahmen von KoMod wurden erste Optimierungen am Verkehrssystem durchgeführt. Die Latenzzeiten an den Steuergeräten der Lichtsignalanlagen sollen durch angepasste Ausführungsmerkmale bei neuen Geräten minimiert werden. Ferner ist perspektivisch spätestens im Rahmen einer Digitalisierung der ÖPNV - Anforderungssysteme eine Umstrukturierung des Verkehrsrechners vorgesehen. Digitalisierung ÖPNV-Anforderungssysteme Das derzeitige ÖPNV-Anmeldesystem an Lichtsignalanalgen erfolgt über ein analoges Funk-Bake-System. Die Bundesnetzagentur hat jedoch eine Kündigung der für dieses System notwendigen Frequenzen zum Ende des Jahres 2028 angekündigt. Hier ist perspektivisch zusammen mit der Rheinbahn AG ein neues System auf den Erfahrungen und Ergeb nissen von KoMod, KoModnext aber auch anderen Forschungsprojekten wie Veronika in Kassel zu entwickeln. Durch die Kommunikation in beide Richtungen bestehen durch einen Systemwechsel aber auch Chancen. Zum Beispiel wäre eine Effizienzsteigerung des ÖPNVs möglich. Aus diesem Grund wurde bereits ein Einplanungsantrag für GVFG -Mittel an den VRR gestellt, um eine mögliche zukünftige Förderung schon heute vorzubereiten. Umweltsensitive Steuerungen Die frühzeitige Erkennung von Zeitbereichen mit erhöhten Schad stoffemissionen ist komplex und mit den bisherigen Modellansätzen nur bedingt für den Verkehrsbereich anwendbar. Ferner ist auf dem Markt erhältlichen Sensorik nicht ausreichend erprobt und die Verwertbarkeit der Daten noch nicht erschöpfend betrachtet wor den. Aus diesem Grund wird im Rahmen des Projektes Zukunftsviertel mögliche Sensorik zur Erfassung von Schadstoffemissionen im Feld getestet. Sollten die Tests sowie die Grundlagenermittlung positiv verlaufen ist eine umweltsensitive Steuerung, bestehend aus einer modellbasierten adaptiven Steuerung und einer Spursignalisierung auch für Düsseldorf denkbar. Mehrere Städte in Deutschland sind ebenfalls im Aufbau eines modernen Verkehrsmanagementsystems. Ein Beispiel hierfür wäre Wuppertal. Die Stadt möchte eine umweltsensitive Verkehrssteuerung aufbauen sowie Teile des Ampelsystems durch Auswertung von Echtzeitdaten adaptiv steuern. Die Stadtverwaltung ist in verschiedenen Gremien (Fachkommissionen und Arbeitskreise des Städtetages, Arbeitskreis Lichtsignalregelung Nordrhein-Westfalen, Open City Association (OCA e.V.)) im ständigen Austausch mit diesen Städten Hier werden aktuelle Entwicklungen diskutiert sowie Erfahrungen zu konkreten Projekten geteilt. Besonders hervorzuheben sind hier die Bestrebungen der OCA e.v.. Über diesen Verein haben sich insgesamt 39 deutschsprachige Städte und Landesbetriebe organisiert, um sich zu verschiedenen, hauptsächlich verkehrstechnischen Themen, Seite 5 auszutauschen und herstellerunabhängige Standards zu entwickeln Düsseldorf ist hier unter Anderem ständiges Mitglied des Anwenderkreises „Intelligente Verkehrssysteme (IVS)". In diesen Gremien, informieren sich die Mitglieder über nationale und internationale IVS-Aktivitäten und deren Auswirkungen auf die Städte und Kommunen. Hierdu rch soll ein nationales und internationales IVS-Informationsnetzwerk aufgebaut werden. In diesem Zusammenhang wird derzeit ein Wegweiser mit dem Titel "Kooperative intelligente Verkehrssysteme (C-ITS) - Chancen und Herausforderungen für die Kommunen" erstellt. Die Gremienarbeit ist ein Grundstein für die fachlich fundierte Abwägung der Einsatzmöglichkeiten neuer Systeme und Verkehrssteuerungsansätze. Die Erkenntnisse fließen direkt in den Prozess der Weiterentwicklung des Verkehrsmanagementsystems für die Stadt Düsseldorf ein.