Die Wissenschaftsstadt Darmstadt und ihre Projektpartner haben das vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr geförderte Projekt „Kooperative Leitzentrale – Reallabor Nieder-Ramstädter Straße“ abgeschlossen. In einer Pressekonferenz stellte Mobilitätsdezernent Michael Kolmer gemeinsam mit dem Mobilitätsamt und der Geschäftsleitung der Yunex Traffic die Ergebnisse des Förderprojekts und die Bedeutung des Ampelphasenassistenten für das Verkehrssteuerungssystem in Darmstadt vor.

„Nach Bekanntwerden des sogenannten ‚Dieselskandals‘ im Jahre 2017 hatte sich die Wissenschaftsstadt Darmstadt erfolgreich um Fördermittel aus dem von der Bundesregierung ins Leben gerufenen ,Sofortprogramm Saubere Luft 2017-2020‘ zur Erarbeitung eines ‚Green City Plans‘ beworben – mit dem Ziel, die Stickoxidbelastung deutlich zu reduzieren“, erläuterte Kolmer. „Im Zusammenwirken einer Vielzahl von städtischen Beteiligten unter Federführung des Umweltamts wurde daraufhin ein Green City Plan mit mehr als 200 Einzelmaßnahmen entwickelt. Auf dieser Basis haben das Mobilitätsamt, die Digitalstadt Darmstadt und HEAG mobilo Projekte entlang der Förderrichtlinie ‚Digitalisierung kommunaler Verkehrssysteme‘ des Bundes auf den Weg gebracht. Eines davon ist die Kooperative Leitzentrale mit dem Ampelphasenassistenten“, so Kolmer.

Bei der Beantragung der Förderprojekte standen sechs ,I‘ im Vordergrund: Mit den richtigen Ideen sollen Impulse für die Mobilitätswende gegeben werden. Das setzt voraus, dass Investitionen in Infrastruktur erfolgen und dann zielgerichtete Instrumente eingesetzt werden, um spürbare Ergebnisse zu erreichen und Innovationen auf die Straße zu bringen.

Auf der Basis eines von der Stadt und HEAG mobilo genutzten Echtzeit-Verkehrsleitrechners wurden in der Nieder-Ramstädter Straße weiterentwickelte Lichtsignalanlagen und Ampelsysteme an acht neuralgischen Kreuzungen erprobt und dauerhaft eingesetzt. „Das Ergebnis ist in jeder Hinsicht überzeugend. ÖPNV und motorisierter Individualverkehr (MIV) werden synchronisiert. Die Gesamtfahrzeit auf der Strecke wurde für den ÖPNV von rund 300 auf 160 bis 180 Sekunden reduziert. Teilstrecken konnten zur Lärmminderung und zur Erhöhung der Verkehrssicherheit auf Tempo 30 (vorher Tempo 50) ausgeschildert werden. Und das ohne Qualitätsverlust im ÖPNV, denn die Reisezeit war zuvor häufig deutlich langsamer. Die erzielten Effekte wurden wissenschaftlich evaluiert und von der Hochschule Darmstadt bestätigt“, betont Kolmer.

Die neue Verkehrstechnik und der multimodale, digitale Verkehrssteuerungsansatz auf der Hauptstrecke Nieder-Ramstädter Straße werden im Rahmen des Schwesterprojekts DAnalytics parallel und sukzessive auf die weiteren 21 definierten Hauptstrecken und damit auf das gesamte Stadtgebiet ausgeweitet. In Kombination mit weiteren Maßnahmen kann so nachhaltig und gleichzeitig eine Reduktion der Luftschadstoffe (insbesondere NO2) und des Lärms sowie ein Beitrag zum Klimaschutz (Reduktion CO2) und zur Verkehrssicherheit erreicht werden.

In der Folge ist 2021 der multimodale Ampelphasenassistent ausgeschrieben worden. Multimodal insbesondere deshalb, weil neben dem ÖPNV und MIV auch den Radfahrerinnen und -fahrern ein Instrument zur flüssigen Teilnahme an der Mobilität auf der Straße an die Hand gegeben wird. Da Darmstadt als Ergebnis jahre- bzw. jahrzehntelanger konsequenter Digitalisierung und Investitionen in die Verkehrsinfrastruktur über ein Verkehrssteuerungssystem verfügt, das in Echtzeit Informationen über Ampelphasen und Verkehrssituationen an Kreuzungen liefert, ist der Ampelphasenassistent für alle Verkehrsteilnehmerinnen und -teilnehmer von hoher Qualität. Zusätzlich wurden alle Kreuzungen in Darmstadt für die spätere stadtweite Anwendung auf die reale Situation vor Ort überprüft. Die gleichberechtigte Teilhabe am Verkehrsgeschehen stand im Fokus. Daher gibt es für alle Verkehrsteilnehmerinnen und -teilnehmer spezifische Ansichten und Fahrempfehlungen (u.a. Richtung, Fahrspur, empfohlene Geschwindigkeit).

Der Ampelphasenassistent wird als App (APHA) in einer Testversion bereits in einem Testring inklusive der Nieder-Ramstädter Straße eingesetzt und optimiert. Die App wird am Ende des ersten Quartals 2023 für alle Nutzerinnen und Nutzer in Darmstadt in den App-Stores zum Download verfügbar sein. Für den ÖPNV gibt es dann eigene spezifische Anzeigen, für den MIV ist neben der Nutzung als App eine eigenständige Integration in die Fahrzeugnavigation (z. B. über Apple Car Play oder Google Android Auto) vorgesehen. Für Radfahrerinnen und -fahrer wurde eine eigene Benutzeroberfläche in der App gestaltet, um die Verkehrssicherheit und Nutzbarkeit zu gewährleisten. In der Betriebsphase besteht eine stetige Rückkopplung mit der DAnalytics-Datenplattform, so dass der Entwickler und Betreiber, die Yunex Traffic, durch Einsatz künstlicher Intelligenz die App laufend weiterentwickeln und optimieren wird. „Die Mobilität in unseren Städten nimmt zu und so auch die Belastung der Umwelt und der Straßen durch erhöhtes Verkehrsaufkommen. Intelligente Verkehrssysteme wie der Ampelphasenassistent können dem entgegenwirken, indem sie eine situationsgerechte Verkehrsnutzung ermöglichen. Wir freuen uns deshalb sehr, dass wir dieses spannende Projekt gemeinsam mit der Wissenschaftsstadt Darmstadt realisieren dürfen und damit einen wichtigen Beitrag zu einer nachhaltigeren und effizienten Mobilität in der Stadt leisten”, so Stefan Eckert, Geschäftsleitung Yunex Traffic Deutschland.

„Die Wege zur Mobilitätswende und damit zu mehr Klima-, Umwelt- und Lärmschutz führen über eine intelligente, digitalisierte Infrastruktur und über die gleichberechtigte Beteiligung der Verkehrsteilnehmerinnen und -teilnehmer – sei es im Auto, auf dem Fahrrad, im ÖPNV oder zu Fuß. Die langjährigen Investitionen in die Digitalisierung des Verkehrsmanagements in Darmstadt tragen Früchte und diese werden mit Abschluss dieses Förderprojekts sichtbar: Im Reallabor haben wir die kooperative Verkehrslenkung in Echtzeit erprobt und können diese nun stadtweit ausrollen. Per App und umweltschonenden Grünzeitprognosen kommen die Darmstädterinnen und Darmstädter künftig schneller in und durch die Stadt – aber nicht nur im Auto, sondern auch im ÖPNV und mit dem Fahrrad. Das war und ist uns besonders wichtig. Und manchmal ist weniger mehr oder langsamer schneller: Trotz neuer Streckenzüge mit Tempo 30 kommen die Verkehrsteilnehmerinnen und -teilnehmer fast 50 Prozent schneller durch das Testgebiet – ohne Reisezeitverlust im ÖPNV. Die APHA-App unterstützt ein entspannteres Mobilitätsverhalten aller Verkehrsteilnehmerinnen und -teilnehmer durch informative und mitnehmende Echtzeit-Verkehrslageinformation. Es geht also darum, künftig in Darmstadt immer zu wissen, wann rot-gelb-grün ist und dass der Verkehr sicher, zuverlässig und umweltoptimiert gestaltet wird“, so Kolmer abschließend.

Die reale Testphase beginnt am 17. Januar 2023 auf einer eigens gestalteten Teststrecke – einem Rundkurs, der die Nieder-Ramstädter Straße einschließt. So wird nachhaltige Mobilität erfahrbar.

Die Wissenschaftsstadt Darmstadt entwickelt und installiert im Rahmen des Projekts DAnalytics (Advanced Analytics für die Wissenschaftsstadt Darmstadt – Darmstadt-Analytics) einen sogenannten „Ampelphasenassistenten“, der Echtzeit-Verkehrsdaten generiert und Verkehrsteilnehmerinnen und Verkehrsteilnehmer mithilfe einer App über die optimale Reisegeschwindigkeit für eine grüne Welle informiert. Das System gibt dem ÖPNV, Auto- und Fahrradfahrerinnen und Fahrradfahrern über die App „Signal2X“ die empfohlene Reisegeschwindigkeit für eine grüne Welle im Rahmen eines Reallabors zur kooperativen Verkehrssteuerung vor.

„Wenn mehr Autos, der ÖPNV und Fahrräder auf der grünen Welle fahren, müssen weniger Fahrerinnen und Fahrer an Ampeln abbremsen und anfahren. Da Stop-and-go-Situationen für einen Großteil der Verkehrsemissionen verantwortlich sind, trägt der Ampelphasenassistent zur Verbesserung der Luftqualität in Städten und so zum Schutz der Umwelt bei“, erklärt dazu Mobilitätsdezernent Michael Kolmer. „Zusätzlich werden die Daten aus dem Ampelphasenassistenten permanent an die Analytische Plattform von DAnalytics zurückgespielt. Dort stehen sie sowohl für den zentralen Verkehrsrechner in Echtzeit als auch für die Verkehrsplanung als Datenbasis zur Verfügung und ermöglichen ein aktives, umweltsensitives Verkehrsmanagement, das auch die Lebensqualität in der Stadt erhöht“, so Kolmer. 

Der Ampelphasenassistent berechnet mithilfe intelligenter Algorithmen die optimale Geschwindigkeit für eine Fahrt auf der grünen Welle. Die Sicherheit der Prognose liegt laut Anbieter bei bis zu 99,8 Prozent. Ein Gütefaktor, der aktuelle Bedingungen und plötzliche Ereignisse in die Berechnungen einbezieht, hilft die Zuverlässigkeit einzuschätzen. Die Grünzeitprognosen erhalten Auto- und Fahrradfahrerinnen und Fahrradfahrer sowie Busse und Straßenbahnen in Echtzeit über die Smartphone-App „Signal2X“. Langfristig sollen die Geschwindigkeitsempfehlungen nicht nur über eine App verfügbar sein, sondern über ein Cloud-System in gängige Navigationssysteme integriert werden. 

Auf Basis des Green City Plans der Wissenschaftsstadt Darmstadt wird seit 2018 das digitale Verkehrsmanagement mit einem umweltorientierten, proaktiven Gesamtkonzept zur echtzeitfähigen Verkehrssteuerung schrittweise und modular ausgebaut. Neben Investitionen in passgenaue Verkehrstechnik, insbesondere in Sensoren und Kameras, sollen den Bürgerinnen und Bürgern verkehrsrelevante Informationen zur Verfügung gestellt werden – zum Beispiel über Apps. Im ersten Halbjahr 2023 wird daher eine Lösung zur Planung der persönlichen Mobilität in Echtzeit entwickelt und erprobt.

Hintergrund:

Das Projekt DAnalytics zählt seit Beginn 2018 in Deutschland zu den innovativsten Projekten im Bereich des umweltsensitiven Verkehrsmanagements und bildet die Grundlage für eine nachhaltige und emissionsarme Mobilität in der Wissenschaftsstadt Darmstadt. Dazu wurde auch ein spezialisiertes Projektteam im Mobilitätsamt eingerichtet. Ziel des vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) geförderten Projekts ist es, die Möglichkeiten von Big-Data-Analysen auch im Bereich des Verkehrsmanagements auszuschöpfen, damit Verkehrsteilnehmerinnen und Verkehrsteilnehmer sowie die Umwelt gleichermaßen profitieren. Im Mittelpunkt steht dabei die Reduktion der Schadstoffemissionen des Verkehrs, insbesondere der Stickstoffoxide. Zu den wichtigsten Projektzielen gehört daher die Schaffung eines datengetriebenen Verkehrsmanagements in Echtzeit, das auf Basis von aktuellen Zahlen, Daten und Fakten der Stadt Darmstadt die Grundlagen für ereignis- und umweltorientierte Entscheidungen in Bezug auf die Steuerung des Verkehrs schafft. Dabei wird auch die emissionsorientierte Verbesserung des Modal-Splits an den einzelnen Knotenpunkten sowie eine aktive Reduktion der Gesamtemissionen durch Verkehrsmittel betrachtet, die durch fossile Brennstoffe betrieben werden. Darüber hinaus wird ein ganzheitliches, netzorientiertes Verständnis für den Verkehr in Darmstadt, unter anderem als Basis für die langfristige Verkehrsplanung, Mobilitätsmanagement, Logistiksteuerung und Parkraummanagement, angestrebt. In der Nieder-Ramstädter Straße wurde ein ebenfalls vom BMDV gefördertes Reallabor zur kooperativen Verkehrssteuerung eingerichtet, in dem zum Beispiel die ÖPNV- und Verkehrsflussoptimierung simuliert und getestet wird. Im Rahmen des Projekts werden smarte Sensoren und intelligente Verkehrstechnik installiert, die Echtzeitdaten im Verkehr generieren und auf deren Basis effektive Verkehrssteuerungsmaßnahmen entwickeln. Ein zentrales Element der Gesamtmaßnahme ist der neue multimodale Ampelphasenassistent. 

Die Umsetzung der Projektziele orientiert sich zum einen an den bereits erarbeiteten Maßnahmen des Green City Plans Darmstadt (Masterplan – Maßnahmen und Maßnahmenbündel zur Reduzierung der NO₂-Belastung vom 31. Juli 2018), zum anderen an den abgeleiteten Erkenntnissen des datengetriebenen, aktiven und umweltsensitiven Verkehrsmanagements (AUVM), dessen Entwicklung und Aufbau Kern dieses Projekts ist.

Große Hitze in den Sommermonaten, dicke Schnee und Eisschichten im Winter: Die Oberfläche einer Straße ist witterungsbedingt beständig sehr strapaziösen Momenten ausgesetzt und bedarf im Ernstfall zügiger Instandsetzungsmaßnahmen. Um diese Aufgabe künftig gezielter und auch schneller zu bewerkstelligen, gibt es in der Digitalstadt Darmstadt seit wenigen Wochen ein weiteres Pilotprojekt im Rahmen des sogenannten ‚smart lighting‘ Konzeptes (www.digitalstadt-darmstadt.de/story-energie/). Dieses erprobt unter anderem den Benefit verschiedener Sensoren, die an die bestehenden Straßenbeleuchtungsmasten angebracht werden. In der Erbacher Straße am Rande des Oberfelds gibt es jetzt einen neuen Fahrbahnbelagssensor, der die Temperatur an der Fahrbahnoberfläche misst. Er liefert dadurch frühzeitig Auskunft über mögliche Gefahren für die Nutzer der Straße, etwa durch drohendes Glatteis oder durch Löcher im Belag aufgrund zu hoher Temperaturen, wie in den derzeit heißen Sommertagen.

Darmstadts Oberbürgermeister Jochen Partsch erklärt: „Die Straßentemperatur zu messen und zu beobachten, ist in der Digitalstadt Darmstadt eine Maßnahme, die Straßenbewirtschaftung intelligent weiterzuentwickeln, vor allem aber auch eine Maßnahme des aktiven Klima- und Umweltschutzes. Denn wenn wir im Winter Streusalz gezielter einsetzen und im Sommer Asphaltschädigungen frühzeitiger abschätzen können, dann sparen wir an Einsatzfahrten, eingesetzten Instandhaltungsmaterialien und allen weiteren Folgekosten – und reduzieren so letztendlich Umweltbelastungen.“

Und José David da Torre Suárez, Geschäftsführer der Digitalstadt Darmstadt erklärt weiter: „Der Sensor scheint vielleicht zunächst wenig aufregend, ist aber ein Schritt in die Richtung klimaresiliente Stadt. Sich verlängernde Hitzewellen im Sommer haben beispielsweise auch massive Auswirkungen auch auf alle Oberflächen, die wir in der städtischen Infrastruktur finden. Ob bei Straßen- oder Gebäudeoberflächen, die intelligente und smarte Sensorik kann diese Infrastruktur schützen.“

Der temperaturmessende Sensor wurde mit speziell entwickelten Akkus ausgestattet, damit er rund um die Uhr messen kann. Da die Straßenbeleuchtung tagsüber aus ist und der Sensor deswegen nicht die Stromversorgung des Mastes nutzen kann, mussten neue Akkus her: „Der Sensor misst tagsüber, wenn der meiste Verkehr auf der Straße ist und diese am meisten beansprucht wird, die Oberflächentemperatur der Straße. Die Daten werden über ein Dashboard direkt an den Darmstädter Eigenbetrieb für kommunale Aufgaben und Dienstleistungen (EAD) gesendet. Dieser kann dann bei Temperatureinbrüchen frühzeitiger und gezielter agieren als zuvor. Die Einsatzgebiete der smarten Oberflächentemperaturmessung sind damit aber wahrscheinlich noch lange nicht abgedeckt. Überall da, wo weitere Anwendungsfälle für den Oberflächentemperatur-Sensor identifiziert werden, etwa bei Bepflanzungen und Grünstreifen der Straßen oder auch bei temperatursensitiven Fassaden, da könnte die neue Sensorik nützlich werden,“ so da Torre weiter.

Projektpartner des smart lighting Projektes in der Erbacher Straße sind ICE-Gateway (ICE-Box und Sensor), Urban Lighting Innovations (Akku) sowie e-netz Südhessen AG (Montage). Das smart lighting Projekt wird unterstützt durch das Land Hessen.