Moderne Verkehrs-Zentrale bringt auch Erkenntnisse für die Zukunft Künstliche Intelligenz bei Ampeln am Vormarsch – Verkehrsleitzentrale ist sicher gegen Hacker

Die Modernisierung kam „geheim“: Unbemerkt von den Autofahrerinnen und Autofahrern sowie sonstigen Verkehrsteilnehmer*innen wurde in mehreren Etappen der Verkehrssignalleitrechner der Stadt Linz in der Mozartschule erneuert. Der aus dem Jahr 1996 stammende Rechner wurde umfassend modernisiert. Der Linzer Mobilitätsreferent Vizebürgermeister Mag. Martin Hajart, MBA überzeugte sich gemeinsam mit dem Siemens-Niederlassungsleiter für Oberösterreich, Günther Schallmeiner, von der Funktionalität des erneuerten Systems, das technisch nun „up to date“ ist. 

Im Zuge des Meetings wurde auch die Idee geboren, das Verkehrsleitprojekt SENIOR mit smarter Sensorik auszubauen und auch eine Erweiterung im Bereich von Schulen zu evaluieren. Somit könnte die Sicherheit für die älteren und auch die jüngsten Verkehrsteilnehmer*innen noch erhöht werden. 

Neues Technisches Herz für alle Linzer Ampeln

 Von der VLSA-Zentrale-Linz (VZL) aus werden alle der insgesamt 204 Linzer Ampeln gesteuert. Ein Hauptvorteil der im Auftrag der Stadt Linz umfassend modernisierten Anlage liegt neben der Ausfallssicherheit - Störungen und Ampelausfälle werden automatisch gemeldet und können so rascher behoben werden - auch in der Möglichkeit, flexibler auf den Verkehr zu reagieren. 

Neben den umfangreichen Funktionen der aktuellen Technik zeigte sich Vizebürgermeister Hajart bei seinem Besuch vor allem auch von der Komplexität Grüner Wellen mit gleichzeitigen ÖPNV Beeinflussungen im Innenstadtbereich beeindruckt. 

„Mit der erneuerten Technik wird es künftig möglich sein, die ,Grünen Wellen‘ im Linzer Stadtgebiet besser zu koordinieren und auch auf Groß-veranstaltungen besser zu reagieren. Die Vorteile liegen auf der Hand: Weniger Stau weniger Zeitverlust, weniger Umweltbelastung durch Abgase“, betont Hajart. 

Operation am „offenen Herzen“

Der Austausch der gesamten technischen Basis des Linzer VLSA-Systems erfolgte unter Beibehaltung des Vollbetriebs der Linzer Ampelsteuerung. Zur Umschaltung der einzelnen Signalsteuergeräte von der alten Basiseinheit auf die neue Anlage wurde ein Parallelbetrieb von alter und neuer Systemeinheit eingerichtet. Anschließend erfolgte schrittweise die Anbindung der einzelnen Signalsteuergeräte. Nach Fertigstellung der Umbauarbeiten wurde die alte Basiseinheit von der neuen Anlage abgetrennt. 

Ende 2021 ging mit der Erneuerung der Basiseinheit die neue VZL in Vollbetrieb, die nun neben umfassenden Sekuritäts- und Funktionsoptionen einen sicheren und effizienten Betrieb des gesamten VLSA-System in Linz gewährleistet.

Prognosen für Verkehrsplanung und -entwicklung

Ein Hauptvorteil der neuen Anlage liegt neben der „Ausfallssicherheit“ – Störungen und Ampelausfälle werden automatisch gemeldet und können so rasch behoben werden – auch in der Möglichkeit, durch Signalsteuerschleifen monatliche Verkehrszählungen und -auswertungen durchführen zu können.

Dies ermöglicht gleichsam ein Röntgenbild mit Momentaufnahmen der einzelnen Verkehrsströme in Linz und liefert Rückschlüsse auf allfälligen Adaptierungsbedarf.

Die Verkehrsplaner können daraus neue Erkenntnisse über Schwachstellen im Linzer Verkehrssystem und Optimierungen des Verkehrsflusses im Zuge verbesserter Signalsteuerungen gewinnen.

Dabei kommuniziert die auf virtualisierten Servern basierende Zentrale, sowohl mit smarten Signalsteuergeräten der aktuellen Generation als auch mit Steuereinheiten älteren Typs im fortgeschrittenen Alter, deren Baujahr vereinzelt bis in die 1980er Jahre zurückreicht.

Die einzelnen VLSA sind über ein eigenes, isoliert aufgebautes Leitungsnetz, im gesamten Stadtgebiet, an die neue VZL angebunden. 

Dabei werden im hochverfügbaren, abgesicherten Datennetzwerk, Verkehrsdaten sowie Betriebs- und Statusdaten über Weitbereichsmodems (LWL und Datenleitungen) mit bis zu 1GB/s übertragen und Verkehrsabläufe optimiert. 

Sicherer gegen „Hacker“

Die VZL benötigt für ihren aktiven 24/7 Betrieb keine Verbindungen zu externen Fremdsystemen (Mobilfunk, Drittanbietern, Internet usw.) Dadurch wird in Kombination mit dem absolut eigenständigen, hermetischen Aufbau des Leitungsnetzwerks systembedingt eine hohe IT Sicherheit erreicht, was in der aktuellen Zeit mit Hackerangriffen wie z.B. beim Land Kärnten immer wichtiger erscheint.

Die neue Zentrale ist für einen Ausbau von bis zu 224 VLSA konzipiert. Die eingesetzten Sensoriken arbeiten nach unterschiedlichsten, physikalischen Funktionsprinzipien. Klassische Induktionsschleifen und bewährte Radardetektoren, ausgetüftelte Magnetfeld- und Ultraschallsensoren, wie auch LASER-, Wärmebild- und Videodetektoren sind standardisierte Bauelemente und Komponenten in der bestehenden Linzer Verkehrstechnik und werden je nach kreuzungsspezifischen Gegebenheiten und technischen Anforderungen eingesetzt. Diese Sensoren ermöglichen eine dynamische Steuerung auf Basis der aktuellen Verkehrsströme im Netz.

Linzer Ampeln „denken“

Momentan werden schon mehr als 85 Prozent der VLSA in Linz verkehrsabhängig beeinflusst, sind also „intelligent“. Davon profitiert auch besonders der Öffentliche-Personen-Nahverkehr (ÖPNV) der durch das LIBE System (LInzer BEschleunigungssystem) bei mehr als 130 Anlagen priorisiert wird. Das Spektrum dieser intelligenten Ampeln in Linz umfasst neben dieser Verkehrsbeeinflussung im Rahmen des Linzer Beschleunigungsprogramms „LIBE“ auch Fußgänger- und Radfahrampeln, die mittels Radar-Bewegungsmeldern auf Grün schalten.

Durch Individuallösungen wie z.B. der Ampel mit künstlicher Intelligenz (KI) bei dem Kompetenzzentrum für Hör- und Sehbildung Kapuzinerstraße und weiteren laufenden Projekten ist das Ziel, durch smarte Systeme künftig Gefahrenpotentiale weiter zu reduzieren und noch bessere situationsoptimierte Verkehrslenkung auf Basis der aktuellen Verkehrsbelastung zu ermöglichen.

Etwa 70 Ampeln und damit fast ein Drittel aller Verkehrslichtsignalanlagen sind zudem mit akustischen Einrichtungen für Blinde und Sehbehinderte ausgestattet. 

„Linz ist bei der Einführung dieser zukunftsweisenden Technologien bereits jetzt weit vorne. Durch den technischen Feinschliff bzw. die vollständige Erneuerung der VLSA-Zentrale wird es künftig noch besser möglich sein, individuelle Lösungen und innovative, smarte Systeme für die Linzer Ampeln zu forcieren“, so Mobilitätsreferent Vizebürgermeister Mag. Martin Hajart.   

Geschichtliches:

Die Geschichte der Verkehrslichtsignalanlagen in Linz beginnt im Jahr 1934. Die erste Ampelanlage wurde im Bereich Volksgarten aufgebaut. Bei diesem Vorläufer zu den heutigen Anlagen wurde die Umschaltung der einzelnen Phasen per Hand, mittels eines Kurbelschalters von einem Polizisten, vorgenommen. Erst einige Jahre später, nämlich 1937, ging an der Mozartkreuzung die erste, mit einer Schaltautomatik ausgerüstete Ampelanlage in Betrieb. 

Im Laufe der Jahre und Jahrzehnte nahm der Straßenverkehr stark zu, was auch einen erhöhten Bedarf zur Errichtung weiterer Verkehrslichtsignalanlagen bedingte. Mit der permanent steigenden Anzahl von VLSA wurde der Ruf nach einer Abstimmung der einzelnen Anlagen untereinander laut, um eine möglichst kontinuierliche Durchfahrt auf mitunter schon recht dicht verampelten Straßenzügen zu ermöglichen. Die technische Lösung dieser Forderung bestand im Einsatz sogenannter Master-Geräte an ausgewählten VLSA-Kreuzungen, welche definierte Gruppen von Ampelanlagen betreuten und dadurch eine erste Möglichkeit einer einfachen Koordinierung von einzelnen Anlagen ermöglichte. 

Schließlich kam es im Jahr 1985 zur Einrichtung der ersten Ampel-Zentrale. Als Standort wurde aufgrund der prädestinierten Lage ein städtisches Gebäude im Innenstadtzentrum von Linz gewählt: die Mozartschule, die nun das neue Herzstück für das „Ampel-Leben“ in Linz beherbergt.