TraffiStar S351

Die kontinuierliche Weiterentwicklung in der Verkehrsüberwachung ist unerlässlich, um den steigenden Anforderungen an Präzision und Flexibilität gerecht zu werden. Hierbei war das Laserscanner-Geschwindigkeitsmessgerät TraffiStar S350 der Jenoptik Robot GmbH ein etabliertes System, dessen Erstzulassung bereits am 18. Oktober 2013 erfolgte. Nach rund zwölf Jahren sahen die Entwickler eine notwendige Weiterentwicklung, die sowohl neue Hardware-Komponenten als auch optimierte Software-Algorithmen beinhaltet: das TraffiStar S351. Das Messsystem TraffiStar S351 befindet sich derzeit noch im Zulassungsprozess.

Der Vorgänger: TraffiStar S350

Das TraffiStar S350 ist ein Laserscanner-Geschwindigkeitsmessgerät, das auf dem Messprinzip der Laserpuls-Laufzeitmessung (LIDAR) basiert.

Die Anlage dient der Messung und Dokumentation der Geschwindigkeit vorbeifahrender Fahrzeuge und ist mehrzielfähig, das heißt, sie kann die Geschwindigkeiten mehrerer Fahrzeuge gleichzeitig erfassen. Die Messwerte zur Bestimmung der Geschwindigkeit werden für jedes detektierte Objekt in einem Messfeld von circa 10 Metern Länge gesammelt. Der Laserscanner RLS1000 tastet die Umgebung fächerförmig in einer Ebene mit einem Öffnungswinkel von circa 50° ab und liefert genaue Entfernungs- und Winkelinformationen für die erkannten Objekte.

Die Dokumentation der Messwerte und der Verkehrssituation erfolgt über die ROBOT SmartCamera IV, welche über zwei Bildsensoren (CCD-Sensoren) verfügt. Zur Verbesserung der Bildqualität, insbesondere zur Ausleuchtung des Fahrzeuginnenraums, kann das Gerät optional mit einer Blitzeinheit ausgestattet werden. Der zugelassene Messbereich des S350 liegt zwischen 10 km/h und 300 km/h. Messungen über 250 km/h werden dabei mit der Anzeige "> 250 km/h" angezeigt.

Das S350 kann in verschiedenen Varianten eingesetzt werden: stationär, beispielsweise im TraffiTower 2.0, semistationär (etwa in der SemiStation S350 oder SemiMobil S350), oder transportabel (etwa als Fahrzeugeinbau oder auf einem Stativ). Die erzeugten Vorfallsdaten werden im firmenspezifischen Dateiformat SBF abgelegt und sind digital signiert und verschlüsselt. Die Auswertung der Falldateien erfolgt über das Referenz-Auswerteprogramm BiffProcess.

Das Funktionsprinzip eines Lidars

Das Funktionsprinzip eines LIDAR-Sensors, wie dem RLS1000 bzw. RLS1000 1.1, der im Geschwindigkeitsüberwachungsgerät TraffiStar S350/S351 zum Einsatz kommt, beruht auf der Laserpuls-Laufzeitmessung. LIDAR steht für „Light Detection and Ranging“ und ermöglicht die präzise Erfassung von Entfernungen und Bewegungen durch die Messung von Lichtlaufzeiten.

Der Sensor arbeitet als horizontal scannender LIDAR, der kontinuierlich kurze Lichtimpulse aussendet. Für den Scanvorgang wird der Laserstrahl auf die Seitenfläche eines rotierenden Polygonspiegels gerichtet. Die Rotation des Spiegels ist synchron mit der Ansteuerung der Laserdiode gekoppelt, sodass die Laserimpulse bei exakt definierten Winkeln ausgelöst werden. Ein Impulsgeber am Polygonspiegel stellt diese präzise Winkelkopplung sicher. Trifft ein ausgesendeter Laserimpuls auf ein Fahrzeug oder ein anderes reflektierendes Objekt, wird das zurückgeworfene Signal von der Messeinheit detektiert. Aus der gemessenen Laufzeit des Lichtimpulses – also der Zeit zwischen Aussendung und Empfang – wird die Distanz zum Objekt berechnet. Durch die Kenntnis des jeweiligen Ausstrahlwinkels lassen sich so sowohl die Entfernung als auch die Richtung des reflektierenden Objektpunktes bestimmen, sodass die Position des Fahrzeugs im Raum exakt erfasst wird.

Die ermittelten Positionsdaten werden in hoher Frequenz neu aufgenommen und einem Auswertealgorithmus zugeführt. Dabei fasst der Messrechner die Rohdaten zu erkannten Objekten zusammen und verfolgt deren Bewegung über den gesamten Erfassungsbereich hinweg. Dank dieser mehrzielfähigen Objektverfolgung können gleichzeitig mehrere Fahrzeuge erfasst und deren Geschwindigkeit berechnet werden. Für die Geschwindigkeitsbestimmung werden die Positionsdaten eines Fahrzeugs über ein Messfeld von etwa zehn Metern Länge gesammelt. Daraus wird die mittlere Geschwindigkeit berechnet, die anschließend an die Dokumentationseinheit ausgegeben wird.

Das System tastet Fahrzeuge auf Entfernungen von bis zu rund siebzig Metern ab, wobei der horizontale Scanwinkel etwa fünfzig Grad beträgt. Dadurch ist die Überwachung mehrerer Fahrstreifen gleichzeitig möglich.

Die Neuerungen im TraffiStar S351

Das TraffiStar S351 bringt signifikante Upgrades mit, die auf der langjährigen Erfahrung mit dem S350 aufbauen.

Hardware und Messbereich

Die Messeinheit ist grundsätzlich mit leistungsstärkeren Komponenten ausgestattet, insbesondere was die SmartCamera IV 1.4 betrifft: Diese umfasst einen schnelleren Prozessor (4 x 1,91 GHz), 8 GB RAM und einen 64 GB SSD-Speicher, ergänzt durch ein integriertes Sicherheitsmodul TPM 2.0.

Ein wesentliches Update betrifft die Messreichweite und die Messhöhe der Anlage. Die Messfeldlänge wurde von den bisherigen circa 10 Metern des S350 auf nun 12 Meter erweitert. Dadurch lassen sich pro Objekt mehr Messdaten erfassen, was insbesondere für die zuverlässige Detektion von Motorrädern von Vorteil ist. Gleichzeitig steigt die maximal zulässige Aufstellhöhe des Messgerätes von 1,4 Metern beim S350 auf 1,6 Meter. Diese Erhöhung erleichtert den Einsatz in Außengehäusen wie dem TraffiTower 2.0 sowie in SemiStationen und Fahrzeugeinbauten erheblich.

Flexible Dokumentation und Motorrad-Vorfälle

Das neue S351-System bietet erweiterte Funktionen zur Dokumentation komplexer Verkehrssituationen. Besonders hervorzuheben ist die optimierte Sekundärkamera für Messungen von Motorrädern, die speziell auf diese Einsatzszenarien zugeschnitten ist. Das System erstellt zunächst ein ankommendes Vorfallsbild und ergänzt dieses mit einem abfließenden Bild, um das Kennzeichen zu erfassen. Die Aufnahme des abfließenden Bildes erfolgt nach einer geschwindigkeitsabhängigen Zeitverzögerung. Unterstützt wird diese Funktion durch eine Weitwinkelkamera, die den Bereich zwischen Front- und Heckbild überwacht. Bei Bedarf kann eine Sequenzbildaufnahme mit bis zu 16 Bildern in gleichmäßigen Zeitabständen durchgeführt werden. Sämtliche zugehörigen Daten werden in einem gemeinsamen Vorfallscontainer direkt auf dem Messsystem gespeichert.

Darüber hinaus verfügt das S351 über einen variablen Fotopunkt, der eine flexible Positionierung bei der Bildaufnahme ermöglicht. Im Gegensatz zum S350, bei dem der Abstand zwischen Messfeld und Fotoauslösung auf maximal fünf Meter begrenzt ist, kann die Position des Fahrzeugs beim S351 während der Auslösung variieren. Das Objekttracking wird dabei über das Messfeld hinaus fortgesetzt, sodass die Lücke zwischen der letzten Sichtbarkeit des Objekts und der Fotoauslösung maximal fünf Meter beträgt.

Datenmanagement und Konfiguration

Mit dem S351 wurde die Bedienung und der Datenaustausch weiterentwickelt und um netzwerkbasierte Funktionen ergänzt, die über die Standard-USB- und Ethernet-Verbindungen des Vorgängermodells S350 hinausgehen. So können Vorfallsdaten nun per FTP Push aktiv über das Netzwerk an ein definiertes Ziel übertragen werden – eine komfortable Alternative zum Speichern auf einem USB-Stick oder zur nachträglichen Abfrage durch ein Backoffice. Zudem ermöglicht die Integration von SNMP-Nachrichten, dass Statusmeldungen, beispielsweise aus dem Eventlog, direkt und automatisiert an eine Gegenstelle übermittelt werden.

Auch die Verwaltung von Geschwindigkeitslimits wurde im S351 erheblich vereinfacht. Zeitgesteuerte Geschwindigkeitslimits lassen sich über komfortable Profile definieren, anstatt einzelne Werte und Zeiträume manuell festzulegen. Die aktuell aktive Konfiguration wird dabei übersichtlich dargestellt, sodass sich Änderungen und Überprüfungen schnell umsetzen lassen. Darüber hinaus bietet das S351 spurselektive Auslöse- und Blitzeinstellungen. Hierbei können sowohl die Blitzintensität über die Begrenzung der Brenndauer der Blitzlampe als auch Belichtungszeit und Verstärkung direkt in der System-GUI angepasst werden. Insgesamt führt dies zu einer flexibleren und effizienteren Bedienung im Messbetrieb.

Einrichtungsunterstützung und Datenschutz

Für die Justierung des Messsystems bietet das S351 verbesserte Hilfsmittel, um die korrekte Ausrichtung des Messgerätes zu erleichtern. Auch wenn der Einrichtungsprozess gegenüber dem S350 wohl unverändert ist, besteht im Nachgang eine bessere Kontrollmöglichkeit: Pro Überfahrt wird eine Qualitätsangabe angezeigt, zusammen mit den Daten der letzten fünf Überfahrten pro Spur, wie es auch Vitronic mit der PoliScan-Speed-Familie umgesetzt hat. Zusätzlich wird eine Empfehlung für den horizontalen und vertikalen Korrekturwinkel angezeigt.

Im Bereich des Datenschutzes integriert das S351 die Blurring-Technologie: Dabei bleibt der Bereich um die Messmarkierung klar, während andere Bereiche unscharf gestellt werden. Sowohl die Stärke des Blurrings als auch die Größe des Bereichs sind einstellbar. Zudem können zusätzliche manuell gesetzte Bereiche, wie beispielsweise Verkehrsschilder, klar bleiben.

In den nachfolgenden Abbildungen wird ein solcher Blurring-Effekt an einem typischen Messfoto eines S350 demonstriert.

Aus sachverständiger Sicht ist die vorliegende Blurring-Funktion besonders kritisch zu bewerten. Der entscheidende Punkt liegt darin, dass der Umfang der Unschärfe frei durch das Bedienpersonal gewählt werden kann und die so erzeugten Bildinformationen unmittelbar und unveränderlich gespeichert werden. Es erfolgt somit kein nachträglicher Bearbeitungsprozess, sondern die Bilder werden in der vom Personal vor Ort festgelegten Form persistiert.

Dieser Umstand kann erhebliche Auswirkungen auf die gutachtliche Überprüfung haben. Insbesondere fotogrammetrische Analysen, wie die Kontrolle des Aufstellwinkels oder die Berechnung der Aufstellhöhe, werden dadurch deutlich erschwert oder unter Umständen sogar vollständig verhindert. Die konfigurierbare Blurring-Technologie birgt somit ein erhebliches Risiko, da sie die Beweiskraft der Messung durch die Bildinformationen im Messfoto nachhaltig beeinträchtigen kann.

Wann das S351 die Baumusterprüfbescheinigung der PTB erhält, ist noch unklar. Der Zulassungsprozess soll sich jedoch bereits in der Endphase der Prüfung befinden.