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Automatisierte VerkehrsMengenErfassung (aVME) Sensoren ermitteln Daten für die Verkehrsplanung

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Die Erhebungen von Daten über das Verkehrsgeschehen sind die Grundlage für eine gute Planung, für die optimierte Steuerung und für einen wirtschaftlichen Betrieb der Verkehrsinfrastruktur. Nicht zuletzt sind Verkehrsdaten erforderlich, um die Bürger:innen möglichst gut über die Situation vor Ort zu informieren. Verkehrsmengen sind darüber hinaus eine wichtige Grundlage für andere Fachplanungen, wie beispielsweise die Lärmminderungsplanung und die Luftreinhalteplanung. Sie dienen der Prognose und Modellierung von Verkehren. Sie werden weiterhin herangezogen, um bei der Planung von Baustellen oder von Großveranstaltungen zu bewerten, welche Einschränkungen im Verkehr verträglich sind, wo Ausweichverkehre langfahren und wo Umleitungen ausreichend Kapazitäten aufweisen. Sie geben letztlich Aufschluss darüber, wie sich der Verkehr insgesamt über einen längeren Zeitraum auf konkreten Strecken entwickelt. Auf dieser Grundlage kann in Planungen entschieden werden, ob beispielsweise eine andere Straßenraumaufteilung zwischen motorisierten und unmotorisierten Verkehr möglich ist oder ob eine Straße langfristig ausgebaut werden muss.

Automatisierte Verkehrsmengenerfassung

Sensoren ermitteln Daten für die Verkehrsplanung

Ziel des Projektes aVME ist der Einstieg in eine hamburgweite, dauerhafte und automatisierte Verkehrsmengenerfassung an allen relevanten Knotenpunkten und die Ablösung des konventionellen System der Verkehrserhebung anhand von Handzählungen. Durch den Einsatz von Zählsystemen an bestehenden Lichtsignalanlagen (LSA) wird der Ausbau eines flächendeckenden Zählstellennetzes realisiert, wobei die Informationen als Echtzeitdaten und historisch als Tages-, Wochen- und Monats-Ganglinien vorliegen. Damit können statistische Ungenauigkeiten, die bisher durch die Hochrechnung der Handzählungen an einzelnen Tagen des Jahres entstehen, vermieden werden.

Die Realisierung der aVME erfolgte im Auftrag der Behörde für Verkehr und Mobilitätswende (BVM) durch den Landesbetrieb Straßen, Brücken und Gewässer (LSBG), den Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung (LGV) und die Hamburg Verkehrsanlagen GmbH (HHVA).

Standortauswahl

Im Rahmen des Projektes wurden insgesamt 420 Knotenpunkte mit aVME ausgerüstet.

Hierbei wurde insbesondere der Innenstadtbereich (City / Kernstadt) berücksichtigt. Dieser Bereich ist durch seine Komplexität von hohen verkehrlichen Belastungen geprägt und somit auch höheren Umweltbelastungen ausgesetzt.

Hinzu kommen Standorte in den sieben Bezirken Hamburgs, entlang der Radial- und Tangentialstraßen, an denen bereits heute jährliche Zählungen durchgeführt werden, die einen guten Überblick über die Nutzung des Gesamtstraßennetzes zulassen.

Um eine Ablösung der konventionellen Verkehrserhebung zu erreichen, sollten die Standorte miteinander korrelieren. Folglich wurden priorisiert Lichtsignalanlagen ausgerüstet, welche eine örtliche Nähe zu einem bereits vorhandenen jährlichen Pegel besitzen.

Technologieauswahl

Detektionssystem

Die Entscheidung für den Einsatz von Wärmebildkameras (WBK) erfolgte aufgrund von jahrelanger Erfahrung des in Hamburg für die Errichtung von Lichtsignalanlagen beauftragten Realisierungsträgers HHVA, ein zu 100% städtisches Unternehmen. HHVA verfügt über umfassende Kenntnisse der Lichtsignalanlagentechnologie sowie technisch möglicher alternativer Detektionsprinzipien (Induktivschleifen) und hat Zugriff auf eine sehr hohe Anzahl von getesteten Produkten und Systemen. Das Detektionssystem ist witterungsunabhängig, lässt sich einfach konfigurieren und verfügt über die uneingeschränkte Freigabe zur Integration an den von der FHH aktuell eingesetzten Lichtsignalsteuergeräten. Des Weiteren stellt das gewählte System den Baustandart in der FHH für den Bereich der Detektion an Lichtsignalanlagen dar und wird seit 2015 erfolgreich eingesetzt. Synergieeffekte zwischen Detektion und Verkehrszählung sind daher möglich und erwünscht.

Zählsystem an vorhandenen Lichtsignalmasten

Die Infrarotdetektoren wurden in der Regel an den vorhandenen Masten der Lichtsignalanlage installiert. Die Detektoren erfassen den Verkehr über die Wärmeabstrahlung der einzelnen Verkehrsteilnehmenden. Die Auswertung der vorliegenden Infrarot-Bilder zur Zählung der Verkehrsteilnehmenden erfolgt unmittelbar in der verwendeten Kamera, eine Übertragung der Infrarot-Bilder zur zentralen Verarbeitung ist nicht notwendig. Mit QVGA (320x240 Pixel) wurde bewusst eine geringe Auflösung gewählt. Diese Verfahren unterstützen die hohen Anforderungen an den Datenschutz im Projekt. Alle für den Betrieb der Kamera und die Datenübertragung in das Mobilfunknetz notwendigen Komponenten sind witterungsgeschützt im Lichtsignalsteuergerät untergebracht. Die für den Betrieb benötigte Energieversorgung wird ebenfalls vom Lichtsignalsteuergerät zur Verfügung gestellt.

Vorstudie zum Projekt

Die positiven Erfahrungen mit der verwendeten Technologie und die Verwendbarkeit für den geplanten Anwendungsfall konnten innerhalb einer Projektvorstudie (Modellversuch) an mehreren Standorten uneingeschränkt bestätigt werden.

Datenaufbereitung und -Auswertung

Mit dem Daten-Auswertesystem (DAS) wurde ein System beschafft, dass bereits alle Basis-funktionen zur Datenaufbereitung und -auswertung beinhaltet. Es stellt die Schnittstelle zur Verfügung, über die die Daten an die Urban Data Platform Hamburg (HH_UDP) übertragen werden.

Verkehrsdaten

Bereitstellung der Verkehrsdaten

Wie in der FHH üblich, werden der Öffentlichkeit alle erhobenen Daten diskriminierungsfrei zur Verfügung gestellt. Dies erfolgt für aVME unentgeltlich über den OGC Standard der SensorThings API, der über den Metadaten-Verbund METAVER beschrieben und angeboten wird. Der Datensatz umfasst die Echtzeit-Verkehrsstärken aller mit aVME ausgerüsteter Standorte in Hamburg, an denen der Kraftfahrzeugverkehr (Kfz-Verkehr) mittels Infrarotdetektoren an 24h am Tag und allen Tagen des Jahres erfasst wird.

Die ersten Daten konnten der interessierten Öffentlichkeit im November 2020 zur Verfügung gestellt werden.

Abrufintervalle

Die Daten werden an für den Straßenquerschnitt zusammengefassten Zählstellen in 15-Minuten, Stunden-, Tages- und Wochen-Intervallen zur Verfügung gestellt. Ebenfalls verfügbar sind alle Daten für die vorausgegangenen sieben Tage in 15-Minuten-Intervallen, alle Daten für den vorausgegangenen Monat in Stundenintervallen, alle Daten für das aktuelle und das vorausgegangene Jahr in Tagesintervallen, sowie alle Daten seit Beginn der Erfassung in Wochenintervallen.

Visualisierung der Standorte und Verkehrsdaten

Unter dem Dienst „Verkehrsdaten Kfz (Infrarotdetektoren) Hamburg“ werden diese z.B. im Geoportal der FHH zur Ansicht und zum Abruf komfortabel und unentgeltlich öffentlich über eine Internetseite bereitgestellt. Zur besseren Übersicht sind die Daten hierbei i.d.R. in sog. Zählstellen (Counting-Stations) zusammengefasst, die den innerhalb der FHH bereits definierten jährlichen Pegeln folgen. Die Zähldaten können an jeden Standort für die jeweils gewünschte Fahrtrichtung sowie für den Gesamtwert am Zählquerschnitt (beide Fahrtrichtungen) dargestellt oder heruntergeladen werden.

Darstellung von Ganglinien

Die Visualisierung der aVME-Daten in den Geoportalen der FHH erfolgt in Ganglinien. Dem Nutzenden stehen dabei Tages-, Wochen- und Jahresganglinien zur Verfügung, die beliebig miteinander verglichen werden können. Die Ganglinien geben darüber Auskunft, wie sich der KFZ-Verkehr innerhalb der genannten Zeiträume verteilt.

Datenschutzkonzept

Die Wahrung des gesetzlich geschuldeten Datenschutzes wurde bereits in einer sehr frühen Phase des Projektes betrachtet. So konnte das ausgearbeitete Datenschutzkonzept dem Hamburgischen Beauftragten für Datenschutz und Informationsfreiheit bereits im März 2019 vorgelegt werden und veranlasste ihn, das Konzept in seinem „28. Tätigkeitsbericht Datenschutz 2019 HmbBfDI“ auf S.122 zu erwähnen (Zitat):

„Verkehrszählungen geben Aufschluss über die Auslastung der Straßen und bieten hierdurch eine wertvolle Grundlage dafür, Verkehrsplanung wirtschaftlich und effektiv auszugestalten. Manuelle Erfassungen des Verkehrs sind eine datensparsame Alternative, jedoch mit hohem Personaleinsatz verbunden und selten geeignet, den Verkehrsfluss des gesamten Tages hinreichend wiederzugeben. Es ist daher nachvollziehbar, dass man im Bereich der Städteplanung ein hohes Interesse daran hat, derartige Aufgaben zu automatisieren.

So sahen das auch die Projektbeteiligten der Behörde für Wirtschaft, Verkehr und Innovation (BWVI), des Landesbetriebs für Geoinformation und Vermessung (LGV) und der Hamburger Verkehrsanlagen (HHVA), die den Trend aus anderen Großstädten zur automatisierten Erfassung aufgriffen und dem HmbBfDI anzeigten, an 420 Kreuzungen den motorisierten Verkehr (ITS-Projekt „Automatisierte Verkehrsmengen-erfassung“) und an 40 weiteren Orten den Radverkehr (ITS-Projekt „Hamburger Radverkehrszählnetz“) automatisiert erfassen zu wollen. Hierzu sollte die Stadt mit 2000 Wärmebildkameras an Lichtsignal- und Laternenmasten ausgestattet werden, die Verkehrsteilnehmerinnen und Verkehrsteilnehmer klassifiziert als Pkw, Lkw oder Radfahrer erfassen können. Gleichzeitig sollten die so erhobenen Daten auf der OpenData-Plattform (Urban Platform) des LGV bereitgestellt werden und damit auch von privaten Akteuren genutzt werden können.

Das Echo in der Presse war groß. Den HmbBfDI erreichten irritierte Nachfragen, was vermutlich der hohen Zahl der zu installierenden Kameras geschuldet war. Datenschutzrechtliche Bedenken stellten sich jedoch in diesem Zusammenhang nicht. Vielmehr hatten die Projektbeteiligten den Aspekt des Datenschutzes von Beginn an konsequent in ihre Planungen mit einbezogen. Aufgrund der eingesetzten, niedrig auflösenden Wärmebildkameras konnte man bereits an der Personenbeziehbarkeit der Aufnahmen zweifeln, da auf den Bildern im Wesentlichen nur die Zahl der Verkehrsteilnehmer und ihre Kategorie erkannt werden konnten. Bereiche wie Hauseingänge sollten von den Kameras etwa durch entsprechende Ausrichtung oder den Einsatz von Filtern nicht erfasst werden. Die Projektbeteiligten hatten bei der Entwicklung des Datenschutzkonzepts jedoch noch einen anderen wesentlichen Aspekt berücksichtigt, der im Ergebnis jegliche Bedenken ausräumte: So wurden die Bilder der Kameras nach Auszählung der Verkehrs-teilnehmerinnen und Verkehrsteilnehmer gelöscht. Damit ließ sich auch nachträglich, etwa durch entsprechendes Zusatzwissen, kein Personenbezug herstellen.“

[28. Tätigkeitsbericht Datenschutz 2019, Seite 122]

Erfolgreicher Fördermittelantrag

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) mit rund zehn Mio € im Rahmen der Förderrichtlinie „Digitalisierung kommunaler Verkehrssysteme“ als Teil des Sofortprogramms „Saubere Luft 2017-2020.“ gefördert. Weitere rund zehn Mio € Förderung trägt der IT-Globalfonds der Senatskanzlei der Freien und Hansestadt Hamburg bei.

Weiterer Ausbau nach Projektende

Das Projektende ist gemäß der aktuellen Planung am 30. September 2021. Ein weiterer Ausbau der aVME ist derzeit nicht geplant. Es ist möglich, weitere Zählstellen anlassbezogen zu realisieren.

Transparenter Umgang mit den Daten

Die Freie und Hansestadt Hamburg (FHH) ist hinsichtlich der Bereitstellung und Veröffentlichung von nicht personenbezogenen Daten sehr transparent. Die Daten werden mit der Bezeichnung „Verkehrsdaten Kfz (Infrarotdetektoren) Hamburg“  u.a. über das Hamburger Transparenzportal (http://transparenz.hamburg.de/), den Metadaten Verbund (https://metaver.de/), das Geoportal (https://geoportal-hamburg.de/geo-online/) und das Verkehrsportal (https://geoportal-hamburg.de/verkehrsportal/) zur Verfügung gestellt. Die Grundlage dieser Portale bildet die Urban Data Platform Hamburg (UDP), die vom Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung (LGV) betrieben wird. Die Plattform fasst alle städtischen Daten zusammen und bereitet diese für die weitere Verwendung über verschiedene Schnittstellen auf.

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