Intelligente Ampelsysteme Keine roten Ampeln mehr für Einsatzfahrzeuge

Für Feuerwehr und Polizei zählen im Einsatz jede Sekunde. Doch zwischen den Einsatzkräften und dem Ziel steht meist ein unberechenbares Hindernis - Straßenkreuzungen mit roten Ampeln. Trotz Blaulicht und Martinshorn müssen die Einsatzkräfte ihre Fahrzeuge kräftig abbremsen, um sich und anderen Verkehrsteilnehmern keinem Risiko auszusetzen. Wäre die Ampel dagegen schon kurz vor ihrem Eintreffen grün, könnten sie die Kreuzung sicher und zügiger passieren.

Die Lösung für eine unfallfreie und zügige Einsatzfahrt liefern spezielle Signale des europäischen Satellitennavigationssystems Galileo. Diese Lösung erläutert René Kleeßen, Direktor für Organisationen und Infrastruktur in der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR: „HALI-Berlin ist weltweit das erste und bisher einzige Projekt, in dem die Satellitensignale und operationelle Galileo-PRS-Empfänger im realen Einsatz verwendet werden. Diese Kombination aus Galileo-PRS-Empfängern in Einsatzfahrzeugen und moderner Kommunikations- und Verkehrstechnik in Ampeln hat nun ihren ersten Praxistest gemeistert. Durch die grün zeigenden Ampeln verliefen die Fahrten gleichmäßiger. Die Satellitennavigationstechnologie wird in Zukunft das Leben von Einsatzkräften und anderen Verkehrsteilnehmern schützen und gleichzeitig die Einsatzfahrten beschleunigen. Raumfahrt leistet so ihren Teil, um den Verkehr auf der Erde sicherer zu machen.“ Zudem konnten die ausgerüsteten Einsatzfahrzeuge dank Galileo PRS-Technologie und Sensorfusion trotz Häuserschluchten, Tunneln und Brücken genau geortet werden.

Hoher Schutz vor äußeren Eingriffen

Der Begriff "HALI" leitet sich aus der Abkürzung des Finnischen "HälytysAjoneuvojen LIikennevaloetuudet" ab, was übertragen "Ampelsteuerung für Einsatzfahrzeuge" bedeutet. Anders als bei der ursprünglichen Systemidee aus Finnland kommt bei HALI-Berlin allerdings eine genaue und zugleich stör- und täuschungssichere Positionsbestimmung auf Grundlage des Galileo-Public-Regulated-Service (PRS) für eine grüne Welle für Einsatzfahrzeug zum Einsatz.

Eine leistungsfähige Verschlüsselung verhindert, dass Zeitsignal und Position absichtlich verfälscht werden. Darüber hinaus erschwert PRS die gezielte Unterbrechung oder Überlagerung der Signale durch eine Störquelle. „Diese doppelte Sicherheit macht eine Vielzahl sicherheitskritischer und anspruchsvoller Anwendungen überhaupt erst möglich. Außerdem bieten das spezielle Signaldesign und die Verwendung verschiedener Frequenzen maßgebliche Vorteile unter schwierigen Umgebungsbedingungen wie innerstädtische Häuserschluchten mit Abschattungen. Galileo PRS ist damit ideal geeignet, um in einem anspruchsvollen Szenario, wie bei der Ampelsteuerung für Einsatzfahrzeuge durch die Berliner Feuerwehr und Polizei, eingesetzt zu werden“, erklärt Hendrik Osenberg, HALI-Projektleiter bei der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR.

Neue Ausstattung für Einsatzfahrzeuge

„Damit das HALI-System in einen Realbetrieb übergehen kann, wurden die bisher unter Laborbedingungen betriebenen PRS-Empfänger weiterentwickelt, um zuverlässiger und robuster zu arbeiten. Im Einsatzalltag müssen die Spezialempfänger den harten Witterungsbedingungen sowie Stoß- und Beschleunigungsvorgängen im Fahrzeug widerstehen können. Ebenso wurden sie mit Blick auf Größe und Gewicht optimiert, da in den Einsatzfahrzeugen oftmals nur wenig Platz vorhanden ist“, erklärt Alexander Rügamer, HALI-Projektleiter beim Fraunhofer IIS.

Weil die Stromversorgung über das Bordnetz abgedeckt wird, mussten die Entwickler außerdem den Energieverbrauch der Empfänger senken, bevor die Geräte für den Praxiseinsatz genutzt werden konnten. Insgesamt fünf Einsatzfahrzeuge wurden mit diesen weiterentwickelten Empfängern ausgerüstet - davon drei Streifenwagen der Polizei Berlin sowie ein Rettungswagen und ein Lösch- und Hilfeleistungsfahrzeug der Berliner Feuerwehr. All diese Fahrzeuge sind regelmäßig im Stadtteil Moabit im Einsatz, der das Testfeld für HALI-Berlin bildet.

Intelligente Ampelsysteme

„Eine präzise und sichere Positionsbestimmung über Galileo-PRS allein beschert dem Einsatzfahrzeug noch keine grüne Welle. Auch die Ampeln müssen technisch so ausgerüstet sein, dass sie von den Einsatzwagen angesprochen werden können. Sie müssen dafür einen sogenannten Bevorrechtigungswunsch erkennen und umsetzen können“, sagt Robert Oertel, HALI-Projektleiter beim DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik.

Aus diesem Grund wurden acht Anlagen im Testgebiet zusätzlich mit spezieller Kommunikations- und Verkehrstechnik ausgestattet. „Dadurch können sich die nähernden Fahrzeuge an diesen Ampeln mit einem zeitlichen Vorlauf anmelden, woraufhin diese dann automatisch auf Grün schalten. So wird ein möglicher Rückstau bereits im Vorfeld vermieden. Die Einsatzfahrzeuge können so sicher und mit höherer Geschwindigkeit über die Kreuzung fahren“, erklärt Oertel weiter.

Die Koordination einer Einsatzroute über mehrere Ampeln hinweg übernimmt dabei ein intelligentes Backend. Der zentrale HALI-Server empfängt von den Einsatzleitsystemen der Feuerwehr und Polizei zunächst Informationen zu den Einsatzzielen der ausgerüsteten Fahrzeuge. Die Einsatzrouten entsprechen dabei den von Feuerwehr und Polizei am häufigsten gewählten Strecken. Gleichzeitig wird - zum Nutzen aller - der übrige Verkehr möglichst wenig behindert.