Verkehrsfluss digital optimieren

Digitale Technik soll den Verkehrsfluss in Stuttgart optimieren, die Verkehrssicherheit erhöhen und die Luftqualität verbessern. Seit März 2023 läuft das Projekt „Digitale Verkehrsflussoptimierung“ (DVFO) der Integrierten Verkehrsleitzentrale (IVLZ). Autofahrerinnen und Autofahrer können Teil der Referenzflotte werden.

Der Verkehrsfluss in Stuttgart soll digital optimiert werden.

Passgenaue Strategien entwickeln

In einem bundesweit einmaligen Projekt werden aktuelle Fahrzeug-, Verkehrs- und Umweltdaten intelligent miteinander verknüpft. Dadurch lassen sich laufend emissions- und sicherheitskritische Verkehrszustände ermitteln. Diese Daten veranschaulichen die Zusammenhänge von Verkehr, Fahrverhalten, Verkehrssicherheit, Klima und Wetter. Die IVLZ kann damit passgenaue Strategien entwickeln, die den Verkehrsfluss, die Verkehrssicherheit und die Luftqualität in Stuttgart verbessern.

Folgende Daten werden dafür verwendet:

Daten der städtischen Verkehrsmessstellen
Daten von Lichtsignalanlagen
Daten über Baustellen und Verkehrsstörungen
Floating-Car-Data (FCD)
Daten einer Referenzflotte

Arbeitsplatz in der Integrierten Verkehrsleitzentrale. Mitarbeier sitzt vor vielen Monitoren, auf denen das Verkehrsgeschehen in Stuttgart abgebildet wird.der Integrierte Verkehrsleitzentrale IVLZ

Die Integrierte Verkehrsleitzentrale in Bad Cannstatt steuert den Verkehr in Stuttgart.

Mitmachen: Die Referenzflotte

Die Referenzflotte liefert wichtige Daten, damit der Verkehrsfluss optimiert werden kann. Sie ist eine wichtige Grundlage für die Prognose von Emissions- und Sicherheitsparametern.

Dafür brauchen wir Ihre Unterstützung, denn die Referenzflotte soll aus etwa 500 privaten Fahrzeugen bestehen, die die Stuttgarter Straßen regelmäßig befahren. Nur dadurch kann ein möglichst genaues Abbild der Fahrzeugverteilung im Stuttgarter Straßennetz abgebildet werden.

Mit der repräsentativen Referenzflotte wird also das Ziel verfolgt, die Realität des Verkehrs im Stuttgarter Straßennetz möglichst gut abzubilden und daraus verlässliche Prognosemodelle für die zukünftige Verkehrssteuerung in Stuttgart zu entwickeln.

Die Daten der Fahrzeugflotte werden auf der enviroCar-Plattform (Öffnet in einem neuen Tab)gesammelt und anonymisiert und von dort dem DVFO-System zur Verfügung gestellt.

Ihr Fahrzeug registrieren

Die Referenzflotte soll aus privaten Fahrzeugen von interessierten Bürgerinnen und Bürgern bestehen, die das Stuttgarter Straßennetz regelmäßig befahren. Ihre Fahrzeugdaten werden zwischen dem 1. März und August 2023 anonym gesammelt und freiwillig für das Projekt zur Verfügung gestellt. Hierfür registrieren Sie sich auf der Plattform. Sie erhalten einen kostenlosen ODB II‐Adapter, den Sie an Ihrem Auto anbringen. Über Ihre Teilnahme freuen wir uns sehr!

Registrierung für die Referenzflotte (Öffnet in einem neuen Tab)

Auswertung der Daten

Seit einigen Monaten sammeln viele engagierte Teilnehmerinnern und Teilnehmern Daten für das Projekt "Digitale Verkehrsflussoptimierung". Nachfolgend finden Sie einige anschauliche Grafiken mit statistischen Auswertungen der Referenzflotte (Stand 31. August 2023). Wir danken allen Beteiligten für ihre Unterstützung.

Projektfortschritt, Durchschnittsgeschwindigkeit und Durchschnittsverbrauch

Detailansicht mit Trackanzahl, Streckendauer, gefahrene Strecke

Anzahl aufgezeichneter Fahrten und CO2-Emissionen

Über das Projekt

Der Verkehr in Stuttgart stellt aufgrund der topografischen Lage und des engen Verkehrsnetzes eine große Herausforderung dar. Durch die Digitalisierung können unterschiedliche Datenquellen verknüpft und ausgewertet werden. Dadurch lernen wir, den Verkehr in all seinen Facetten besser zu verstehen und können so noch effektiver planen und gezielter in den Verkehr eingreifen.

Das Projekt DVFO besteht aus mehreren Modulen:

Daten: Sammlung und Qualitätssicherung
Berechnungsmodelle: Emissionen, Immissionen, Sicherheit, Verkehrsfluss
Oberfläche: Anzeige der Ergebnisse aus Modellen und Analysen
Analyse: Ausführung von Datenanalysen
Strategie: Entwicklung von Strategien und Maßnahmen
Simulation: Prüfung der Strategien und Maßnahmen
Maßnahmen: Auslösung von Strategien und Maßnahmen im Verkehr

Datenquellen

Verkehrs-, Emissions- und Sicherheitsmodell

Das Online-Verkehrsmodell ermittelt auf dem digitalen Straßennetz der Stadt Stuttgart die aktuelle Verkehrslage. Hierfür werden die städtischen Detektordaten, dynamische Daten der Lichtsignalanlagen, FCD (‚Floating-Car-Data‘), Flottendaten sowie Verkehrsereignisse (z.B. Baustellen) verwendet. Das Online-Verkehrsmodell liefert den Operatoren der IVLZ einen aktuellen Überblick über den Verkehrsfluss, Staus und Verkehrsstörungen. Realisiert wird dies mit der Software DRIVERS des Projektpartners GEVAS software.

Das Sicherheitsmodell nutzt die fahrdynamischen Daten aus der Fahrzeugflotte und weitere Daten, um regelmäßige sicherheitskritische Zustände auf Streckenabschnitten des Verkehrsnetzes abzuleiten.

Dafür werden aus den anonymen Fahrzeugdaten Beschleunigungen sowie Geschwindigkeiten ausgewertet. Vollbremsungen, überaus starkes Beschleunigen oder unruhiger Verkehr im Verkehrsfluss sollen erkannt werden, um auf Gefahrenstellen hinzuweisen. Die Ursachen könnten Hindernisse auf der Fahrbahn, Rückstau an einer Ampelanlage, aber auch unübersichtliche Kreuzungen sein. Zudem könnte das System auf Zusammenhänge zwischen Witterung (z.B. Gefahrenbremsungen an dieser Stelle treten immer bei Regen auf) oder einer zeitlichen Komponente (z.B. Stau immer zwischen 7:00 Uhr und 8:00 Uhr) hinweisen. Hierdurch sollen auftretende Gefahrenstellen schnell und zielsicher identifiziert und aufgelöst werden.

Im Emissionsmodell wird es möglich sein, die Schadstoffe der real in Stuttgart fahrenden Fahrzeuge zu modellieren und darüber hinaus Prognosen zu erstellen. Mit Hilfe des Modells werden die netzweiten Emissionen des Kfz-Verkehrs berechnet. Dazu werden in einem ersten Schritt aus den Daten des Online-Verkehrsmodells, den Echt-Daten der Referenzflotte (z.B. Beschleunigungen), den Daten der Zulassungsstatistik sowie den spezifischen Fahrzeugkennwerten aktuelle Emissionswerte berechnet und auf die digitale Karte verortet.

Für die Berechnung der Immissionen werden die Ergebnisse aus der Emissionsberechnung an das Amt für Umweltschutz (Öffnet in einem neuen Tab)übergegeben. Im städtischen Immissionsmodell werden die Immissionen berechnet und für die weiteren Analysen und Planungen zurück an das System DVFO geliefert.

Online-Tool

Planungs-Tool

Das Planungs-Tool umfasst das Analyse-Tool, das Strategieentwicklungs-Tool und die Verkehrsflusssimulation.

Analyse-Tool
Im Analysebereich der Software Dynamic Traffic Monitor (DTM) des Projektpartners Trafficon können über die historische Datenbasis Korrelationsanalysen und weitere flexible statistische Analysen zur Ermittlung von Mustern und Zusammenhängen durchgeführt werden. Diese dienen als Grundlage für die Entwicklung der verkehrlichen Strategien/Maßnahmen.

Strategieentwicklungs-Tool
Die Emissions-, Immissions- und Sicherheitshotspots sowie die Ergebnisse der Datenanalysen aus dem Analyse-Tool sind Grundlagen für die Entwicklung von Verkehrsmanagement-Strategien. Die Planungen erfolgen im Strategieentwicklungs-Tool TRAFF-X.plan. Dieses Tool wird vom Projektpartner PRISMA solutions realisiert.

Im Strategieentwicklungs-Tool werden von den Verkehrsexperten der IVLZ für verkehrliche und umweltrelevante Situationen Strategien entwickelt, welche detailliert die einzelnen Maßnahmen und Auslösefaktoren beinhalten. Für die betrachteten Situationen werden damit den OperatorInnen der IVLZ Verkehrsmanagement-Strategien an die Hand gegeben, um bei Eintritt der Situation eine geeignete Strategie mit konkreten Maßnahmen (z.B. Routenempfehlungen, geänderte Schaltungen der Lichtsignalanlagen) aktivieren zu können.

Verkehrsflusssimulation
Mit der mikroskopischen Verkehrsflusssimulation sollen die im Strategieentwicklungs-Tool entwickelten Strategien auf Ihre Wirkung geprüft werden. Es wird damit ermöglicht, die komplexen Zusammenhänge und die zu erwartenden Wirkungen einer Strategie in Bezug auf Verkehrsfluss, Verkehrssicherheit und Emissionsbelastung zu ermitteln und mögliche Optimierungspotenziale in der Strategie oder den Auslösekriterien zu erkennen. Zudem können Messdaten einzelner Fahrzeuge der Referenzflotte herangezogen und mit den Emissionsergebnissen der Simulation, aber auch dem Emissionsmodell abgeglichen werden. Beide Modelle können damit validiert werden.

Das mikroskopische Simulationsmodell wurde vom Projektpartner SSP Consult für die wesentliche Bereiche Stuttgarts aufgebaut.