UR:BAN (abgeschlossen)

Ziel von „UR:BAN“ ist die Optimierung der Verkehrseffizienz in urbanen Räumen bei gleichzeitiger Senkung des Emissionsausstoßes. Dieses Ziel soll durch den Ausbau von intelligenter Infrastruktur und deren Vernetzung mit intelligenten Fahrzeugen unter spezieller Berücksichtigung neuer Antriebskonzepte erreicht werden. Während des Projekts werden zudem Applikationen zur intelligenten Lenkung des Verkehrs sowohl unter Berücksichtigung der aktuellen und prognostizierten Nachfrage als auch unter Berücksichtigung von ökologischen Optimierungspotentialen entwickelt. Besonderes Augenmerk wird auf eine standardisierte, seriennahe Ausgestaltung der Systemarchitektur mit online Datenbereitstellung gelegt, um im Anschluss an das Projekt entsprechende direkte Optionen zum Übergang in den Produktivbetrieb zu gewährleisten.

Das Fachgebiet Verkehrstechnik und Transportlogistik arbeitet im Teilprojekt "Urbane Straße" an folgenden Themenschwerpunkten mit:

Im Fokus dieses Teilprojekts stehen innovative Fahrzeugfunktionen die in urbanen Straßennetzen zur Anwendung kommen um den motorisierten Individualverkehr in Städten verbrauchseffizienter zu gestalten. Dafür werden neue Fahrzeugfunktionen entwickelt die auf Basis von Ampelphasenvorausschau mittels Fahrerinformationen und angepasstem Energiemanagement im Fahrzeug, verbrauchsreduziertes Fahren durch das lichtsignalgesteuerte Stadtstraßenhauptnetz ermöglichen. Für eine möglichst umfassende Wirkung ist die Bereitstellung nicht nur einzelner sogenannter kooperativer Lichtsignalanlagen erforderlich, sondern die möglichst flächendeckende Verfügbarkeit der Lichtsignalschaltzeitpunkte der im städtischen Straßennetz befindlichen Lichtsignalanlagen. Dafür soll eine zentralenbasierte Lösung entwickelt und erprobt werden, bei der die Städte Kassel und Düsseldorf basierend auf den zentralenseitig vorhandenen Betriebsdaten der Lichtsignalanlagen, Lichtsignalzeitschaltpunke und deren Prognose zur Generierung von Serviceinformationen zur Verfügung stellen. Da aber heute eine Vorausschau auf die Schaltzeitpunkte von Lichtsignalanlagen fehlt, die lokal verkehrsabhängig gesteuert werden, müssen dafür Verfahren und Algorithmen entwickelt und im zentralen Verkehrsmanagementsystem der Städte eingesetzt werden. Um die Übertragbarkeit der Verfahren zur Schaltzeitprognose zu gewährleisten, wurden mit Düsseldorf und Kassel zwei Testfelder ausgewählt, in denen sehr unterschiedliche Steuerungsstrategien zum Einsatz kommen. In Düsseldorf wird vorrangig mit Festzeitsteuerung, welche statisch und verkehrsabhängig geschaltet wird, gearbeitet, wogegen in Kassel vorwiegend lokal verkehrsabhängig gesteuerte LSA eingesetzt werden. Durch die Entwicklung der Verfahren in den beiden sehr unterschiedlichen Testfeldern soll die Übertragbarkeit des Ansatzes sichergestellt werden.

Energieeffizientes und schadstoffminimales Fahren kann nur durch zuverlässig koordinierte Lichtsignalanlagen gewährleistet werden. Um die angestrebten verkehrlichen Wirkungen und die sich daraus ergebenden Entlastungen im Umweltbereich zu erzielen, dürfen nicht nur die Prognosedaten ins Fahrzeug zurückgespielt werden, sondern es müssen auch aus den sich dabei ergebenden Informationen der Fahrtverläufe Rückschlüsse auf die Steuerung gezogen werden. Zur Optimierung des Prozesses ist daher auch eine Anpassung der Steuerung erforderlich. Dabei soll konkret ermittelt werden, wie sich die Datenmodelle und definierte Anwendungsfälle in der Praxis bewähren und ob es gelingt, die erforderliche Betriebsqualität zu erreichen. Es werden Lichtsignalanlagen in einem Streckenzug in der Stadt Düsseldorf und in der Stadt Kassel in Bezug auf den motorisierten Individualverkehr berücksichtigt. Durch die Reduzierung von Halten und unnötigem Anfahren des motorisierten Individualverkehrs soll der Verkehrsfluss aufrechterhalten und die Schadstoffemission verringert werden.

Die Überquerung innerstädtischer Kreuzungen ist für alle Verkehrsteilnehmer mit Situationen verbunden, die schwer vorherzusehen sind. Wann schaltet die Lichtsignalanlage um? Wo ist der Verkehrsfluss gestört? Die aus den stadtseitig bereit gestellten Daten generierten Serviceinformationen werden über Mobilfunkdatenkanäle den Verkehrsteilnehmern übermittelt und in den Fahrzeugen direkt in die entsprechenden neuen Fahrzeugfunktionen umgesetzt. Die im Fahrzeug zu realisierenden Zielfunktionen sind dabei der Verzögerungsassistent (Heransegeln an die LSA, ggf. Einsatz der Bremskraftenergierückgewinnung) und der Grüne-Welle Assistent (Hindurchsegeln über mehrere LSA). Über die heutzutage sehr weit verbreitete Smartphonetechnologie werden dem Fahrer dabei Informationen zur optimalen Verzögerung vor der LSA angezeigt. In Anlehnung an die adaptive Start-Stopp-Automatik bekommt der Fahrer Hinweise, wann das Abstellen des Motors sinnvoll ist, und wann dieser danach wieder gestartet werden soll. Durchfährt das Fahrzeug eine Grüne Welle, visualisiert die Applikation die aktuelle virtuelle Lage des Fahrzeugs in dieser, um dem Fahrer somit die Entscheidungsgrundlage zum Verzögern oder Beschleunigen zu liefern, damit dieser die sich in der Koordinierung befindlichen LSA ohne Halt passieren kann.