Technik: Aus welchen Komponenten besteht eine Ampelanlage?
Steuerungszentrale (1)
Die Steuerungszentrale für die Freiburger Ampelanlagen ist beim Garten- und Tiefbauamt im Rathaus im Stühlinger angesiedelt.
Die direkte Zuständigkeit liegt beim Sachgebiet Verkehrssteuerung. Hier sind die Arbeitsplätze der Verkehrsingenieure zur Bedienung der beiden Verkehrsrechner, des Parkleitsystems und weiterer verkehrstechnischer Anlagen eingerichtet. Hier werden auch die Zählwerte über das Verkehrsaufkommen im Stadtgebiet erhoben, gespeichert und bei Bedarf ausgewertet.
Zentraler Verkehrsrechner (2)
Ein zentraler Verkehrsrechner ist eine übergeordnete Steuerungsebene, auf der die angeschlossenen Ampelanlagen koordiniert, bedient und überwacht werden.
Der Verkehrsrechner besteht aus mehreren Computereinheiten, die zusammen mit zahlreichen Modems in mannshohen Schränken untergebracht sind. Über armdicke Fernmeldekabel (3), die aus bis zu 800 Einzeladern bestehen, sind rund 80 % der Ampelanlagen in Freiburg an einem der beiden Verkehrsrechner angeschlossen. Einer davon befindet sich im Keller der ehemaligen Karlskaserne beim Siegesdenkmal, der andere in einem Betriebsgebäude der VAG bei der Wendeschleife Paduaallee/ Sundgauallee. Beide können jeweils vor Ort, aber auch von der Steuerungszentrale im Technischen Rathaus, mit allen Funktionen bedient werden.
Eine zusätzliche Bedien- und Überwachungsmöglichkeit hat die Verkehrspolizei in der Heinrich- von-Stephan-Straße. Die dortige 24-Stunden-Bereitschaft benachrichtigt auch nachts und am Wochenende bei Störungen den Wartungsdienst. Weiterhin ist die Freiburger Verkehrs AG an den Verkehrsrechner angeschlossen, um die Qualität der Bus- und Bahnbevorrechtigung auswerten zu können. Die turnusmäßige Wartung und Entstörung der Ampelanlagen wird in Freiburg von der jeweiligen Herstellerfirma im Rahmen eines Wartungsvertrages durchgeführt.
Welche Möglichkeiten bietet ein modernes Verkehrsrechnersystem?
Neben der Überwachung und Bedienung der Signalanlagen bietet ein modernes Verkehrsrechnersystem wie das Freiburger auch umfangreiche Analyse- und Diagnosemöglichkeiten. Die typischen Aufgaben eines Verkehrsrechners sind:
- Schalten von Signalanlagen: Ein-, Aus- und Umschalten nach programmierten Tages-, Wochen- und Jahresplänen; Aktivieren von Sonderprogrammen, etwa bei SC- Spielen oder Veranstaltungen auf der Messe.
- Steuern und Synchronisieren: Übertragen von Steuerbefehlen und Zeitsynchronisation zwischen Signalanlagen und Verkehrsrechner.
- Überwachen: Anzeige von Störungen und Ausfällen der einzelnen Anlagen.
- Dokumentation: Sämtlicher Betriebszustände, Störungen, Änderungen und manuelle Eingriffe müssen vorschriftsgemäß für 10 Jahre gespeichert werden. Diese können z. B. bei Unfalluntersuchungen vor Gericht eine wichtige Rolle spielen.
- Überwachung von Grün-, Rot- und Wartezeiten.
- Auswerten von ÖPNV- Eingriffen (zum Beispiel die rechtzeitige Freigabe einer Kreuzung nach einer Stadtbahnfahrt).
- Überprüfung der Auslastung von Fahrspuren.
- Erkennen von Fehlfunktionen.
- Überprüfen der optimalen Abstimmung der Ampeln untereinander ("Grüne Welle").
- Überwachen des korrekten Ablaufs der Programmlogik usw.
- Verkehrstechnische Planungen: Im Verkehrsrechnersystem enthalten sind ferner verschiedenen Anwenderprogramme zur Planung von neuen Signalanlagen oder bei zeitweiligen Änderungen (beispielsweise wegen Baustellen oder für Umleitungen). Die neuen oder geänderten Signalprogramme können dann über das Steuerkabelnetz an die Steuergeräte übertragen und aktiviert werden.
Steuergerät (4)
Das Herzstück jeder Ampelanlage ist das Steuergerät: ein Kunststoffschrank, meist im unmittelbaren Kreuzungsbereich platziert, gefüllt mit Elektronik und Kabeln. Die dort gespeicherte Software enthält alle verkehrstechnischen und sicherheitsrelevanten Vorgaben.
Hier gehen die Informationen von den Detektoren über die aktuelle Verkehrslage ein, und hier wird entschieden, welcher Verkehrsstrom wann und wie lange GRÜN bekommt. Sämtliche im Kreuzungsbereich vorhandenen Signalgeber sind über Kabel mit dem Steuergerät verbunden.
Über Fernmeldekabel hat das Steuergerät eine teils kilometerlange Verbindung zum zentralen Verkehrsrechner. Von dort kommen Befehle, wie das Ein- und Ausschalten sowie das Umschalten in das jeweils richtige Signalprogramm. Das Steuergerät wiederum sendet wichtige Informationen wie Verkehrsdaten oder Störungen und sämtliche Betriebsmeldungen zurück an den Verkehrsrechner.
Signalgeber (6)
Über die Signalgeber werden die vom Steuergerät gesendeten Signale in die Farben ROT, GELB und GRÜN umgesetzt. Schablonen, im Fachjargon auch "Masken" genannt, ermöglichen die Darstellung verschiedener Sinnbilder wie Fußgänger, Radfahrer oder Pfeile.
Als Leuchtmittel finden bei neuen Anlagen seit einigen Jahren ausschließlich LEDs Verwendung. Diese sind in der Anschaffung zwar etwas teurer, verbrauchen aber deutlich weniger Strom als die bislang eingesetzten Lampentypen. So liegt die mittlere Leistungsaufnahme einer LED-Ampel bei ca. 8 Watt gegenüber ca. 20 Watt bei den in Freiburg seit etwa 1990 eingesetzten Halogen-Sparlampen. Die nur noch in wenigen Alt-Anlagen vorhandenen speziellen Glühlampen haben noch eine Leistungsaufnahme von 40 bis 60 Watt.
Ein weiterer Vorteil ist der nicht mehr erforderliche regelmäßige Lampenwechsel, der bei Glühlampen mehrmals im Jahr notwendig war. Durch die Modernisierung des Steuergeräts und Umrüstung auf LED- Signalgeber können an einer Kreuzung durchschnittlich 60 % an Wartungs- und Stromkosten eingespart werden. Zusätzlich haben LED- Signalgeber den Vorteil, dass sie heller leuchten als herkömmliche Signalgeber, wodurch sie auch bei starkem Sonnenlicht besser zu erkennen sind. Dies ist ein wesentlicher Beitrag zur Verkehrssicherheit.
Verkehrs-Detektoren (7,8,9)
Detektoren erfüllen bei der Verkehrssteuerung mehrere Aufgaben: Zum einen werden sie zur statistischen Zählung des Verkehrs eingesetzt, zum anderen erfassen sie das aktuelle Verkehrsaufkommen. So können Ampeln mit verkehrsabhängiger Steuerung entsprechend der Verkehrslage geschaltet werden.
Je nach Verkehrsart kommen in Freiburg unterschiedliche Detektorarten zum Einsatz. Zur Erfassung von Fußgängern werden zum Beispiel Drucktaster verwendet. Stadtbahnen melden sich über "Koppelspulen" an der nächsten Ampel an. Busse der Freiburger Verkehrs AG machen dies teilweise mittels Funksignalen, welche an genau festgelegten Positionen auf der Fahrroute abgesendet und vom Steuergerät empfangen und ausgewertet werden.
Beim Kfz- und Radverkehr kommen in die Fahrbahndecke eingelassene Induktionsschleifen, Videokameras, Radar- sowie Infrarotdetektoren zum Einsatz. Jede dieser Detektorarten hat abhängig von Einsatzort und Aufgabe Vor- und Nachteile. Entsprechend können innerhalb einer Kreuzung verschiedene Detektortypen notwendig werden, um einen optimalen Verkehrsablauf zu gewährleisten.
Detektoren von Signalanlagen, die nicht am zentralen Verkehrsrechner angeschlossen sind, können jedoch nicht überwacht werden. Hier ist die Aufmerksamkeit der Verkehrsteilnehmer gefragt, damit Fehlfunktionen schnell erkannt und behoben werden können. Störungen können jederzeit über die Nummer 0761/ 201-4669 mitgeteilt werden.
Insgesamt sind an Freiburgs Signalanlagen für den Fahrverkehr über 1500 Detektoren verschiedener Technik sowie ungefähr 650 Fußgängertaster installiert. Wie bei jeder technischen Einrichtung kann es auch hier zu Störungen und Ausfällen kommen. Je nach Funktion des Detektors kann dies zu einer erheblichen Verschlechterung der Verkehrsqualität führen.
Deshalb ist es wichtig, dass Defekte schnell erkannt und behoben werden. Der überwiegende Teil der Verkehrsdetektoren wird über den zentralen Verkehrsrechner überwacht. Störungen werden an die Steuerungszentrale im Garten- und Tiefbauamt unmittelbar auf den Überwachungsbildschirmen angezeigt, damit eine Reparatur in die Wege geleitet werden kann.
Wichtig: Bei der Verkehrserfassung über Videokameras werden keinerlei Bilder gespeichert. Die Auflösung wäre ohnehin zu gering, um Kennzeichen oder Personen erkennen zu können.
