Stadt Münster: Tiefbauamt - Bewegtes Licht

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Straßenbeleuchtung

Pilotprojekt mit der FH Münster

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Intelligente Straßenbeleuchtung im Test

Die fortschreitende Innovation im Bereich der technischen Straßenausstattung – insbesondere in der Beleuchtungstechnik – stellt die Entscheider vor neue Herausforderungen, wenn es darum geht, Zeitpunkt und Art von zukunftsweisenden Investitionen an 28.000 Lichtpunkten in Münster festzulegen. Im Bereich der öffentlichen Straßenbeleuchtung können durch innovative Lösungen Energiekosten eingespart werden. Das Tiefbauamt Münster zeigt, wie dies künftig funktionieren kann.

Ob und inwieweit die Umwelt durch Maßnahmen des Tiefbauamtes der Stadt Münster im Bereich der Straßenbeleuchtung entlastet werden kann, wurde in der Vergangenheit mit den Stadtwerken Münster und der FH Münster intensiv diskutiert und bearbeitet. Als Ergebnis wurde ein Pilotprojekt durchgeführt, in dessen Rahmen zwei adaptive Straßenbeleuchtungen auf ihre Praxistauglichkeit hin untersucht wurden, um für zukünftige große Projekte die geeignetste Technologie auswählen zu können.

Das wichtigste Ziel des Pilotprojektes war es, das hohe Niveau der Verkehrssicherheit bei gleichzeitiger Energieeinsparung halten zu können. Zudem besteht das Bestreben des Tiefbauamtes Münsters, den bei den Prüfungen der Gemeindeprüfungsanstalt Nordrhein-Westfalen erreichten ersten Platz u. a. durch dieses Projekt zu behaupten und als Vorreiter in der Straßenbeleuchtung die neuen Technologien auf den Prüfstand zu stellen. Gerade Infrastrukturprojekte im öffentlichen Raum stehen in besonderem Maße im Fokus der Öffentlichkeit, da sie direkten Einfluss auf die Mobilitätsgewohnheiten der Nutzer haben. Erfahrungen, die die Verkehrsteilnehmer mit dem neuen System gemacht haben, werden in zukünftige Projekte einfließen.
Münster zählt zu den Städten mit dem höchsten Radverkehrsaufkommen in Deutschland, weshalb ein Pilotprojekt auf einem Geh-/Radweg im Stadtgebiet Münsters umgesetzt wurde.


Sensortechnologie für passgenaue Beleuchtung

Die Stadt Münster setzt bereits modernste Sensorik in der Verkehrssteuerung, wie z. B. bei Radfahrerzählungen und Lichtsignalanlagen ein. Sensorik ermöglicht in vielen Bereichen eine auf die Verkehrsteilnehmenden zugeschnittene Regelung des Verkehrsablaufs.
Bei der Straßenbeleuchtung trägt die Sensorik in hohem Maße zur Energieeinsparung bei, da sie beispielsweise bei Wegen mit geringer nächtlicher Frequentierung die Leuchtintensität herunterregelt.
Entscheidend für einen Einsatz ist die fehlerfreie, witterungsunabhängige Detektion von Verkehrsteilnehmern. Sie soll die Verkehrssicherheit durch ein müheloses Sehen und Gesehenwerden gewährleisten und gleichzeitig durch ein entsprechendes Beleuchtungsniveau das Sicherheitsgefühl der Verkehrsteilnehmenden, besonders in Räumen mit geringer sozialer Kontrolle, garantieren.
Um zu analysieren, ob durch die Verwendung von Sensoren diese Ziele erreicht werden können, wurde ein ca. 680 m langer Geh-/Radweg als Teststrecke ausgewählt. Dieser erschließt sowohl ein Schulzentrum als auch ein Einkaufzentrum und hat darüber hinaus eine verbindende Funktion. Durch den geradlinigen Verlauf mit wenigen Zugängen (parallel verlaufende Bahntrasse), liegen ideale Testbedingungen vor, da die Erfassungsbereiche der Sensoren relativ einfach zu kalibrieren sind. Außerdem liegen über die gesamte Teststrecke gleiche Rahmenbedingungen für beide Systeme vor, was den Vergleich vereinfacht. Auf der Teststrecke kommen in einem Abschnitt sieben Leuchten mit Radarsensoren und in einem weiteren Abschnitt zwölf Leuchten mit Infrarotsensoren zum Einsatz. Hier wurde eine kostengünstige Sensortechnologie verwendet, um auch zukünftige Projekte im Bereich der adaptiven Straßenbeleuchtung zu ermöglichen.


Testauswertung

Sobald das Verkehrsaufkommen abnimmt (z. B. mit Schließen des Einkaufszentrums), zeigen die Aufzeichnungen nur noch gelegentliches Schalten in den Nachtstunden. So konnte durch den Einsatz des Sensorsystems in der Straßenbeleuchtung auf dem Geh-/Radweg eine Energieeinsparung von 70 % erreicht werden. Weitere Vorteile sind die individuellen Schaltungen (Einzellichtpunktsteuerung) sowie die Möglichkeit der Überwachung des Betriebszustandes der Leuchten.

Die Testergebnisse hinsichtlich der Verkehrssicherheit und Fehleranfälligkeit fallen sehr unterschiedlich aus.
Das Infrarot-System funktioniert in dem Anwendungsfall unabhängig von Witterungsbedingungen zuverlässig. Fehlschaltungen, ausgelöst durch Kleintiere, sind allerdings vorhanden und offenbar trotz entsprechendem Rechenalgorithmus nicht vollständig zu vermeiden. Die individuell einstellbaren Detektionsbereiche können sich gut den vorliegenden Gegebenheiten anpassen. Verkehrsteilnehmer werden unabhängig von ihrer Geschwindigkeit regelmäßig detektiert.
Das im Zuge des Pilotprojektes verwendete Radar-System funktioniert ebenfalls witterungsunabhängig. Die Radarsensoren reagieren jedoch auf unerwünschte Dopplersignale, hervorgerufen durch sich im Wind bewegende Bäume und Sträucher. Daher ist im Außenbereich eine sorgfältige Positionierung vorzunehmen und die Vegetation zurückzuschneiden, was Kosten in der betrieblichen Unterhaltung verursacht. Außerdem sind auch hier Fehlschaltungen durch Kleintiere möglich.
Optimierungsbedürftig erscheint  bei den Radar-Sensoren, dass die Beleuchtung bei langsamen bis mittleren Geh-Geschwindigkeiten nicht aufdimmt. Angesichts der Vielzahl älterer Verkehrsteilnehmer/innen und dem damit einhergehenden Wunsch nach Barrierefreiheit muss eine Straßenbeleuchtung jedoch auch auf langsamere Verkehrsteilnehmer reagieren. Radar-Sensoren reagieren jedoch bauartbedingt erst bei Geschwindigkeiten von ca. 2,8 km/h, weshalb diese für Gehwege schlechter geeignet sind als Infrarot-Sensoren.
Die adaptive Straßenbeleuchtung stellt den Nutzenden ein partiell höheres, bedarfsgerechtes Beleuchtungsniveau innerhalb einer mitwandernden Lichtwabe bereit. Durch diese unmittelbare Reaktion auf die Nutzenden wird das Sicherheitsgefühl unterstützt.


Befragung der Verkehrsteilnehmer/innen

Wichtig ist bei Infrastrukturprojekten (besonders mit innovativen Komponenten) das Einbeziehen der Öffentlichkeit. Deshalb wurde vor Ort einerseits mit Hilfe von Informationstafeln, der Presse und der Homepage der Stadt informiert, zum anderen wurden über vier Monate hinweg die Eindrücke und Erfahrungen der Nutzer online und vor Ort abgefragt. So konnten die Verkehrsteilnehmer beide  Systeme bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen testen und bewerten.
Die Nutzer beurteilen die Systeme als sehr zuverlässig und halten die Leuchtdauer und Reaktion des Systems für ausgewogen. Die bereitgestellte Ausleuchtung und Sichtweite wird als gut befunden und auch das Sicherheitsempfinden konnte insgesamt gesteigert werden. Lediglich langsamere Verkehrsteilnehmer kritisierten, dass teilweise das Licht herabgedimmt wurde bzw. die Sensoren erst gar nicht auslösten.
Insgesamt fielen die Befragungsergebnisse positiv aus. Es wurden die Vorteile der Systeme (wie z. B. die Ressourceneffizienz und die verbesserte soziale Sicherheit) erkannt. Auch die Bereitschaft der Stadt, neue Technik in einer Versuchsstrecke zu testen wurde vielfach gelobt.
Aus den negativen, kritischen Anmerkungen wird deutlich, dass Nutzer/innen auch Kleinigkeiten bemerken und hinterfragen. Daraus lassen sich zwei wichtige Schlüsse ziehen: Zum einen ist es ratsam, bei der Neueinführung einer adaptiven Beleuchtung ein begleitendes, umfassendes Informationskonzept aufzubauen. Zum anderen ist die sorgfältige Einstellung der Sensorbereiche und Leuchtdauern für eine positive Wahrnehmung von großer Bedeutung. Wie in anderen Bereichen der Verkehrsplanung und -technik gilt auch hier der Grundsatz, dass die Infrastruktur für die Nutzenden begreifbar und selbsterklärend sein muss. Fehlschaltungen und mangelhafte Einstellungen von Sensoren führen zu Irritationen und sinkender Akzeptanz.

Neben der Nutzerumfrage wurden auch die Eindrücke der Anwohner mit ausgewertet. Diese stehen der adaptiven Beleuchtung mehrheitlich neutral bis positiv gegenüber. Das Sicherheitsempfinden erhöhte sich, wenngleich nächtliche Fehlschaltungen bemerkt wurden.


Positive Bilanz

Grundsätzlich konnten die Sensoren sowohl im Nutzerempfinden als auch in der Fehleranalyse überzeugen. Weitere Einsatzbereiche der adaptiven Straßenbeleuchtung wie z. B. in Wohn- und Gewerbegebieten sind für 2018 geplant. Hier gestalten sich die Detektionsbereiche allerdings deutlich komplexer, was weitere Untersuchungen erfordert.

Unabhängig vom gewählten System und den Rahmenbedingungen des Streckenabschnittes wird empfohlen, eine sehr sorgfältige Einstellung der Sensoren und Kalibrierung der Parameter vorzunehmen und die Funktionalität durch Begehungen und Tests überprüfen zu lassen.
Insgesamt ist die Bilanz sehr positiv, so dass die Stadt Münster bei neu geplanten Geh-/Radwegen die adaptive Straßenbeleuchtung einsetzen wird.


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Andreas Groot-Körmelink
Tel. 02 51/4 92-69 15