Automatisierte Verkehrsmengenerfassung 4.0

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Antrag auf Förderung im Rahmen der

Förderrichtlinie Digitalisierung kommunaler Verkehrssysteme des BMVI vom 18.01.2018

Gesamtvorhabenbeschreibung zum Projekt

Automatisierte Verkehrsmengenerfassung 4.0 in Hamburg (aVME-HH)

Kfz-Zählstellen in Hamburg (Ausschnitt City/Kernstadt, eigene Darstellung)

Projektlaufzeit:

01.12.2017 – 31.12.2019

Koordinator und Antragssteller:

Freie und Hansestadt Hamburg – Behörde für Wirtschaft, Verkehr und Innovation

Ansprechpartner:

Ludger Kühnhenrich

(ludger.kuehnhenrich@bwvi.hamburg.de, 040/42841-3551) Dr. Nina von der Heiden (nur während der Antragsphase) (nina.vonderheiden@bwvi.hamburg.de, 040/42841-3579)

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Inhalt

1. Erläuterungen zum Antragsteller ... 3

1.1. Organisationsstruktur und Qualifikation zur Durchführung des Vorhabens ... 3

2. Betroffenheit der Stadt hinsichtlich der NO2-Grenzwertüberschreitungen ... 4

2.1. Betroffenheit von einem Vertragsverletzungsverfahren der Europäischen Kommission aufgrund Überschreitung der NO2-Grenzwerte ... 4

2.2. Höhe der NO2-Grenzwertüberschreitung ... 6

3. Erläuterung der geplanten Maßnahme ... 7

3.1. Ziel der geplanten Maßnahme ... 7

3.2. Inhaltliche Beschreibung der geplanten Maßnahme ... 8

3.2.1. Standortauswahl ... 8

3.2.2. Eingesetzte Technologie und Installation ...10

3.3. Einordnung in die Themenschwerpunkte der Förderrichtlinie ...11

3.4. Erreichung der Förderziele...12

3.4.1. Reduktion der NO2-Belastung in der FHH und Anzahl der betroffenen Bürger ...14

3.4.2. Zeitliche Wirkung der NO2-Reduktion ...14

3.4.3. Einbettung in weitere Maßnahmen ...14

3.4.4. Kosten-/Nutzen-Verhältnis und Angemessenheit zwischen Aufwand und Zielen ....15

4. Übersicht Arbeits- und Zeitplan ...16

4.1. Detaillierte Beschreibung der Arbeitspakete ...16

4.2. Zeit- und Kostenpläne ...20

4.3. Übersicht und Erläuterungen zu Unteraufträgen ...22

5. Aussagen zur Nachhaltigkeit des Fördervorhabens ...23

6. Aussagen zu dauerhaft unter einer freien Datenlizenz zur Verfügung gestellten, im geförderten Vorhaben erhobenen Verkehrs- und Mobilitätsdaten ...23

6.1. Das Hamburger Transparenzgesetz (HmbTG)...23

6.2. Die Urban Platform Hamburg (HH_UP) ...23

6.3. Veröffentlichung der generierten Daten ...24

7. Bezüge zu anderen Förderbereichen oder früheren Fördermaßnahmen des Bundes, der Länder, der Kommunen oder der Europäischen Union ...24

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1. Erläuterungen zum Antragsteller

1.1. Organisationsstruktur und Qualifikation zur Durchführung des Vorhabens Wegen regelmäßiger und anhaltender Überschreitung der Stickstoffdioxidemissionen ge- hört die Freie und Hansestadt Hamburg (FHH) zu den im Sofortprogramm Saubere Luft 2017 – 2020 antragberechtigen Kommunen im Bundesgebiet.

Hamburg ist nach Berlin gemessen an der Einwohnerzahl die zweitgrößte Stadt Deutsch- lands. Als Stadtstaat ist Hamburg Bundesland und Stadt zugleich. Die Fachbehörden entsprechen den Ministerien in den Bundesländern. Sie planen strategisch, steuern und setzen die Politik des Senats um. Zusammen mit den Bezirken nehmen Sie darüber hinaus auch kommunale Aufgaben wahr.

Die Hamburger Behörde für Wirtschaft, Verkehr und Innovation (BWVI) ist eine von elf Fachbehörden der Freien und Hansestadt Hamburg und zuständig für die Wirtschafts- und Verkehrspolitik sowie die Innovationsförderung. Sie unterstützt das Wirtschafts- wachstum und den technischen Fortschritt am Standort Hamburg. Hierfür fördert sie zu- kunftsträchtige Branchen und Cluster, ermöglicht den Ausbau von Verkehrswegen und unterstützt Forschung und Entwicklung von innovativen digitalen Mobilitätslösungen. Die BWVI verantwortet auch die wesentlichen strategischen, konzeptionellen und planerischen Entwicklungen im Verkehrsbereich in Hamburg. Im Amt Verkehr und Straßenwe- sen werden neben den Grundsatzfragen (Verkehrsentwicklungsplanung, Bundesver- kehrswegeplanung, Verkehrswegefinanzierung) auch die Standards für Verkehrsdaten der Straßen- und Schieneninfrastruktur definiert und es wird sichergestellt, dass diese Daten erhoben, verlässlich aufgearbeitet und fortlaufend aktualisiert werden. Vor diesem Hintergrund hat die Behörde in Vertretung der Stadt bereits zahlreiche Projekte zur Ver- besserung der Luftqualität und zur Reduktion der Emissionswerte in Hamburg abgeschlossen (z.B. Hamburg-Wirtschaft am Strom (Leuchtturmprojekt BMVI) und ePowered Fleets Hamburg) bzw. in Umsetzung (z.B. Eko-HH und Ewi-HH). Im zunehmend wichtigen Themenfeld der „digitalen Mobilität“ sollen Projekte und Anwendungen angeschoben und wichtige Erfahrungen gesammelt werden, wie die Infrastruktur im Verkehrssektor in Zukunft aussehen sollte und welche Anwendungen im „Verkehr 4.0“ denkbar sind.

Mit der Verabschiedung einer ganzheitlichen Strategie zur strategischen Ausrichtung aller Themen rund um die Digitalisierung der Mobilität nimmt Hamburg eine Vorreiterrolle beim Thema Digitalisierung in Deutschland ein. Dass dieses Ansinnen bereits erste Er- folge zeigt, hat eine Studie der Unternehmensberatung PWC vom Mai 2017 eindrucksvoll bestätigt, da Hamburg von 24 untersuchten Städten in allen Kategorien der digitalen Mo- bilität einen Spitzenplatz einnimmt.[1] Der Hamburger Senat strebt an, Hamburg zur Mo- dellstadt für intelligenten Verkehr zu machen.

Die Freie und Hansestadt Hamburg hat neben den elf Fachbehörden mit den entsprech- nenden untergeordneten Fachämtern, die hauptsächlich administrative Aufgaben innerhalb der Stadt übernehmen eine Reihe von Landesbetrieben und stadteigene Unterneh- men für die Ausführung der operativen Tätigkeiten. Hierzu gehören z.B. der Landesbe- trieb Straßen Brücken und Gewässer (LSBG) und der Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung (LGV) sowie das stadteigene Unternehmen Hamburg Verkehrsanlagen GmbH (HHVA). HHVA ist als Dienstleister für die verkehrstechnischen Anlagen der FHH zuständig. HHVA ist somit gemeinsam mit dem LSBG unter anderem für alle Lichtsignal- anlagen, die zugehörigen Schleifen zur Erfassung des Verkehrs sowie das bisherige Netz an Dauerzählstellen der FHH verantwortlich.

Der LGV ist zuständig für die Datenhaltung und -bereitstellung der Stadt im Rahmen des Urban Data Hub und der Urban Platform (siehe dazu auch Punkt 3, 4 und 6).

[1] PwC-Studie „Digital mobil in deutschen Städten“ vom Mai 2017

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2. Betroffenheit der Stadt hinsichtlich der NO2-Grenzwertüberschreitungen Ein weltweit steigendes Verkehrsaufkommen, der Urbanisierungstrend, zugleich be- schränkte Ressourcen und notwendiges Handeln für den Umwelt- und Klimaschutz for- dern die Verkehrssysteme international in vielen Bereichen zugleich heraus. Hier kann die wachsende Vernetzung von Mobilität einen wichtigen Beitrag leisten: Intelligente Fahrzeuge können zusammen mit einer intelligenten Infrastruktur den Verkehr nachweis- lich sicherer, effizienter und vor allem umweltfreundlicher insbesondere in Bezug auf Luftschadstoffe gestalten.

In der gesamten Metropolregion Hamburg sind täglich 450.000 Pendler unterwegs, die ins Zentrum nach Hamburg ein- oder auspendeln. Laut der letzten MID-Studie von 2008 liegt der MIV-Anteil beim Modal-Split im engeren Verflechtungsraum der Metropolregion bei 40% und ein hoher Anteil der Pendler ist mit dem PKW unterwegs. Aber auch der in- nerstädtische Verkehr in Hamburg wird stark vom MIV geprägt. Dies hat erheblichen Ein- fluss auf die Luftreinhaltung im Hamburger Stadtgebiet. So treten in Hamburg an be- stimmten verkehrsbelasteten Straßenabschnitten Überschreitungen des Jahresmittel- grenzwertes für Stickstoffdioxid auf. Der Jahresmittelgrenzwert für NO2 wird an den vier verkehrsnahen Messstationen sowie gemäß durchgeführter Schadstoffmodellierung auch an weiteren Straßenabschnitten mit hoher Verkehrsbelastung und verminderter Belüftung überschritten.

2.1. Betroffenheit von einem Vertragsverletzungsverfahren der Europäischen Kommission aufgrund Überschreitung der NO2-Grenzwerte

In Deutschland und Europa gilt ein strenger Grenzwert für Stickstoffdioxid in der Außen- luft: 40 Mikrogramm pro Kubikmeter als Jahresmittelwert. Der Kurzzeitwert für die Außen- luft, der im Jahr 18-mal überschritten werden darf, liegt bei 200 Mikrogramm pro Kubik- meter je Stunde. Diese Grenzwerte hat die Europäische Union für ganz Europa festge- legt. Sie basieren auf Werten der Luftqualitäts-Richtlinien der Weltgesundheitsorganisati- on.

In 28 Regionen in Deutschland ist die Belastung mit gesundheitsschädlichen Stickstoffdi- oxiden dauerhaft höher als erlaubt, darunter auch in der Freien und Hansestadt Hamburg (siehe auch Bild 2.1).

Deshalb hat die Europäische Union gegen Deutschland ein Vertragsverletzungsverfahren eingeleitet. Zudem liegen bei 16 Gerichten Einzelklagen wegen fortlaufender Überschrei- tung der Grenzwerte in verschiedenen Städten vor.

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Bild 2.1: Belastung mit Stickstoffdioxiden in Deutschland (Quelle: Umweltbundesamt)

In Hamburg hat das Verwaltungsgericht die Stadt im Jahr 2014 aufgrund von Klagen von Bürgern und Umweltorganisationen angewiesen, zeitnah einen Luftreinhalteplan mit wirksamen Maßnahmen zu erstellen. Eine Beschwerde der Landesregierung gegen diese Entscheidung wurde vom Oberverwaltungsgericht im März 2017 zurückgewiesen und ein Zwangsgeldverfahren angedroht.

Am 30. Juni 2017 wurde durch die Behörde für Umwelt und Energie die 2. Fortschrei- bung des Luftreinhalteplans für Hamburg veröffentlicht. Dieser bildet auch eine wichtige Grundlage bei der Erstellung des Masterplans "Saubere Luft in Hamburg", welcher mo- mentan erarbeitet wird. Für die Erstellung des Luftreinhalteplans wurde durch ein Gut- achterbüro ermittelt, welche der durch die FHH geplanten Maßnahmen technisch, wirtschaftlich und rechtlich möglich seien, um die NO2-Belastung in Hamburg möglichst kurzfristig auf den Jahresmittelgrenzwert abzusenken. Bei der Betrachtung wurden auf der Grundlage von vorliegenden Messergebnissen, Modellen und Maßnahmenpaketen die aktuellen Immissionen sowie deren zukünftige Entwicklung und ihr Zusammenhang mit den kommunalen NOx-Quellen ermittelt. Die in dem Luftreinhalteplan ermittelte Ist- Situation weist eine jährliche Emission von 5949 t NOx allein durch den Straßenverkehr aus. Dabei sind 50% der Emissionen des Verkehrs Pkw und leichten Nutzfahrzeugen zu- zurechnen. Daher ist es neben vielen anderen Maßnahmen dringend geboten, mit konkreten Maßnahmen direkt beim Verkehr anzusetzen mit dem Ziel, Luftschadstoffe durch Verstetigungen zu erzielen.

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2.2. Höhe der NO2-Grenzwertüberschreitung

Hamburg ist eine der Kommunen, die den seit 2010 einzuhaltenden NO2- Jahresmittelgrenzwert in Höhe von 40 μg/m³ an vier verkehrsnahen Luftmessstationen überschreitet. Die Messergebnisse zeigen, dass insbesondere in direkter Nähe zur Fahr- bahn erhöhte NO2-Konzentrationen festzustellen sind. Zwar stammt der dominierende Anteil der NOx-Emissionen neben dem Kfz-Verkehr (knapp 30%) aus dem Schiffsverkehr und der Industrie. Jedoch ist bei der Analyse der Immissionsbelastung zu beachten, dass der Schiffsverkehr und die industriellen Quellen überwiegend im Industrie- und Hafenge- biet lokalisiert sind. Die Emissionen des Kfz-Verkehrs verteilen sich hingegen als Linien- quellen über das gesamte Stadtgebiet, innenstadtnah häufig in Bereichen mit dichter Wohnbebauung. Insbesondere an Straßen mit starkem Verkehrsaufkommen kann dieses lokal zu hohen Immissionen führen. Die Emissionen tragen also nicht mit gleichen Antei- len zu den lokal gemessenen Immissionsbelastungen bei.

Für die vier Hamburger verkehrsnahen Messstationen mit NO2-Überschreitungen wurden die Verursacheranteile der einzelnen Emittenten bestimmt. Im Ergebnis bestätigt sich, dass der lokale Straßenverkehr der Hauptverursacher der hohen Belastung ist. In der folgenden Abbildung sind die NO2-Werte an den vier Hamburger Messstellen dargestellt.

Bild 2.2: NO2-Langzeitentwicklung an verkehrsnahen Messstationen (Quelle: Luftreinhalteplan Hamburg 2017)

Im Rahmen seiner Gesamtstrategie zur Umstellung auf eine umweltfreundliche Mobilität verfolgt der Senat verschiedene Stränge in den relevanten Feldern der Mobilität. Dazu gehören unter anderem die verbindliche Umstellung der Linienbusse auf emissionsfreie Antriebe ab 2020 oder Vereinbarungen mit Anbietern von CarSharing wie Car2Go und DriveNow, ihre Flotten auf Elektrofahrzeuge umzustellen. Dazu wird die öffentliche Lad- einfrastruktur von 600 auf über 1.000 Ladepunkte bis Anfang 2019 ausgebaut. Parallel zu der Umstellung auf saubere Antriebe, wurden Initiativen gestartet, um durch neue digitale Mobilitätsangebote statt einer reinen Nutzung von Pkw eine bewusstere Wahl des jeweils geeigneten Verkehrsmittels anzuregen. Weitere Maßnahmen wie das Projekt aVME, die die Verkehrseffizienz erhöhen, sind aber dringend erforderlich, damit die Stickstoffoxidbe- lastungen der Grenzwerte reduziert werden können.

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3. Erläuterung der geplanten Maßnahme 3.1. Ziel der geplanten Maßnahme

Die Erhebungen von Daten über das Verkehrsgeschehen sind die Grundlage für eine gute Planung, für die optimierte Steuerung und für einen wirtschaftlichen Betrieb der Ver- kehrsinfrastruktur. Nicht zuletzt sind Verkehrsdaten erforderlich, um die Bürgerinnen und Bürger möglichst gut über die Situation vor Ort zu informieren. Verkehrsmengen sind darüber hinaus eine wichtige Grundlage für andere Fachplanungen, wie beispielsweise die Lärmminderungsplanung und die Luftreinhalteplanung. Sie dienen der Prognose und Modellierung von Verkehren. Sie werden weiterhin herangezogen, um bei der Planung von Baustellen oder von Großveranstaltungen zu bewerten, welche Einschränkungen im Verkehr verträglich sind, wo Ausweichverkehre langfahren und wo Umleitungen ausrei- chend Kapazitäten aufweisen. Sie geben letztlich Aufschluss darüber, wie sich der Ver- kehr insgesamt über einen längeren Zeitraum auf konkreten Strecken entwickelt. Auf dieser Grundlage kann in Planungen entschieden werden, ob beispielsweise eine andere Straßenraumaufteilung zwischen Kfz und Radverkehr möglich ist oder ob eine Straße langfristig ausgebaut werden muss.

Aus all diesen Gründen gehören in Hamburg Informationen zu Verkehrsmengen zu den am meisten erfragten Informationen überhaupt. Das betrifft sowohl Planungsdienststel- len, Ingenieurbüros, Entwickler und andere Fachplaner als auch politische Interessens- träger, Bürgerinnen und Bürger oder Verbände wie den ADAC oder den ADFC. Gute, verlässliche und qualitativ hochwertige Daten sind die Voraussetzung dafür, dass das Verkehrssystem möglichst optimal geplant und genutzt wird.

Stand der Technik in Deutschland und damit auch in Hamburg ist die Erhebung der Ver- kehrsmengen mittels Sensorik, z.B. als Dauerzählstelle im Straßenquerschnitt oder an Lichtsignalanlagen. In der Regel kommen dafür Induktionsschleifen, Kameras und/oder Radar zum Einsatz. Maßgebliche Anwendungsfälle sind Erhebungen zur statistischen Auswertung der Verkehrsentwicklung oder Detektionen des Verkehrs an Lichtsignalanla- gen oder anderen Verkehrsleitsystemen wie Netz- und Streckenbeeinflussungsanlagen zur verkehrsabhängigen Steuerung. Nur in sehr seltenen Fällen wird die Sensorik dabei für diese unterschiedlichen Zwecke gemeinsam genutzt. Für Zwecke der Verkehrszäh- lung hält Hamburg insgesamt 30 Dauerzählstellen im Stadtstraßennetz vor.

Neben der Erfassung des Verkehrs an Dauerzählstellen werden in Hamburg Verkehrs- stärken häufig noch durch manuelle Zählungen an sogenannten Pegeln einmal jährlich und zusätzlich an weiteren Zählstellen anlassbezogen erhoben. Alleine die jährlichen Zählungen finden an rund 300 Stellen im Straßennetz statt. Auf dieser Grundlage werden die an einem Tag in der Regel von 6-19 Uhr gezählten Verkehrsstärken statistisch auf das Jahr hochgerechnet. Obwohl diese Vorgehensweise alles andere als innovativ an- mutet, stellt dieses den Stand der Technik dar: das Verfahren richtet sich nach den Emp- fehlungen für Verkehrserhebungen (EVE) der Forschungsgesellschaft für Straßen und Verkehrswesen.

Insgesamt sind die Erhebung, Hochrechnung und Aufbereitung der Daten und die Erfas- sung in entsprechenden Datenbanksystemen mit hohem personellem Aufwand verbun- den.

Ziel des Projektes aVME ist der Einstieg in eine hamburgweite, dauerhafte und automatisierte Verkehrsmengenerfassung an allen relevanten Knotenpunkten und die Ablösung des konventionellen System der Verkehrserhebung anhand von Handzählungen. Durch den Einsatz von Zählsystemen und WLAN- oder Blutooth-Erfassungseinheiten an bestehenden Lichtsignalanlagen (LSA) oder anderen geeigneten Standorten (z.B. Brennstel- len) soll der Ausbau eines flächendeckenden Zählstellennetzes realisiert werden, wobei die Informationen als Echtzeitdaten und historisch als Tages-, Wochen- und Monats-

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ganglinien vorliegen. Damit können statistische Ungenauigkeiten, die bisher durch die Hochrechnung der Handzählungen an einzelnen Tagen des Jahres entstehen, beseitigt werden. Durch moderne Technik in Verbindung mit innovativer Auswertesoftware kann eine Fahrbahn- und soweit aufgrund der Geometrie möglich Nebenflächen-scharfe klas- sifizierte Verkehrsmengenerfassung in der Klassifizierung PKW, LKW und Radverkehr sowie eine netz- und streckenbezogene Reisezeitermittlung, Ermittlung von Quelle-Ziel- Relationen und Verkehrsbeobachtung bereitgestellt werden.

Folgende Einzelziele sollen erreicht werden:

- Erfassung von Verkehrsstärken, Geschwindigkeiten und Belegungsdaten, die u.a. in der Analyse einen Überblick über tageszeitliche, saisonale oder z.B. baustellenbe- dingte Schwankungen ermöglichen,

- Ableitung von Echtzeit-Verkehrslagen anhand der erfassten Daten,

- Veröffentlichung der erfassten und abgeleiteten Daten historisch und in Echtzeit in der OpenData Plattform der Stadt (Urban Platform) und über entsprechende Schnittstellen auch über weitere „Vertriebswege“ wie die mcloud und vergleichbare offene Plattformen, sodass sie

- sowohl für die planenden und steuernden Dienststellen der Stadt als auch für Dritte jederzeit verfügbar sind und für diverse Anwendungen aus dem Bereich der Ver- kehrsplanung und Verkehrsmanagements genutzt werden können.

Dabei werden im Rahmen des vorliegenden Projektes in einer ersten Phase im Wesentli- chen die Knotenpunkte im näheren Innenstadtbereich (City und Kernstadt) um- bzw.

ausgerüstet. Damit können in einem ersten Schritt bis Ende 2019 die o.g. Ziele in dem Bereich der Stadt umgesetzt werden, der besonders komplex ist und der hohen verkehrlichen Belastungen und damit auch höheren Umweltbelastungen ausgesetzt ist. Hinzu kommen Standorte in den 7 Bezirken Hamburgs, an denen bereits heute jährliche Zäh- lungen durchgeführt werden, um einen möglichst guten Überblick über die Nutzung des Gesamtstraßennetzes zu gewinnen.

3.2. Inhaltliche Beschreibung der geplanten Maßnahme

Hamburg wird in den kommenden Jahren einen Großteil der Lichtsignalanlagen mit Ver- kehrserfassungssystemen ausstatten und die dazugehörige Software- und Datenban- kensysteme umsetzen, um die vorgenannten Ziele flächendeckend zu realisieren. Ziel- größe sind etwa 860 Lichtsignalanlagen. Das entspricht rund der Hälfte der bestehenden Lichtsignalanlagen in Hamburg.

In einem ersten Schritt, der Bestandteil dieses Antrags ist, sollen die Innenstadt und die unmittelbaren Gebiete um die innere Stadt sowie ausgewählte Standorte in den 7 Bezir- ken Hamburgs ausgerüstet werden. Das bedeutet, dass mit dem vorliegenden Antrag in einem ersten Schritt rund 220 Lichtsignalanlagen mit entsprechenden Erfassungssyste- men ausgerüstet werden.

3.2.1. Standortauswahl

Ein Ziel der Verkehrserhebung ist es, die Verkehrsentwicklung zu beobachten. Damit die konventionelle, manuelle Verkehrserhebung abgelöst werden kann und trotzdem die Verkehrserhebungsdaten als Informationsquelle für die Verkehrsentwicklung herangezogen werden können, müssen die Standorte der konventionellen Verkehrserhebung und der dauerhaften, automatisierten Verkehrserfassung miteinander korrelieren. Nur auf diese Weise ergibt sich ein sinnvoller Netzzusammenhang.

Es werden folglich die Lichtsignalanlagen prioritär ausgerüstet, welche eine örtliche Nähe zu einem Dauerpegel besitzen und so eine Korrelation ermöglichen. Auf diese Weise

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kann eine Ablösung der konventionellen Verkehrserhebung bei weiterhin kongruenter Datenbasis für die Verkehrsentwicklung an diesen Standorten gewährleistet werden.

Um darüber hinaus einen möglichst großen Mehrwert für die Verkehrssteuerung und - lenkung zu generieren, wird die Ausrüstung von Lichtsignalanlagen in einem geschlosse- nen und verkehrsbelasteten Gebiet priorisiert, sodass für dieses Gebiet die Echtzeit- Verkehrslage entwickelt werden kann. Als prioritäres Gebiet bietet sich die Hamburger Innenstadt an.

Folglich werden zunächst die Lichtsignalanlagen in der Hamburger Innenstadt, welche aufgrund ihrer Lage eine Korrelation zu den City-Pegeln (rot hinterlegt in Bild 3.1) ermög- lichen, für eine dauerhafte, automatisierte Verkehrsmengenerfassung ausgestattet. Im Anschluss folgen die LSA, welche durch ihre Lage eine Korrelation zu den Kernstadt- Pegeln (orange hinterlegt in Bild 3.1) ermöglichen, ehe die LSA mit Bezug zu den übrigen Pegeln in Abhängigkeit vom zugehörigen Bezirk in der folgenden Reihenfolge bearbeitet werden:

1. Bezirk Mitte 2. Bezirk Altona 3. Bezirk Eimsbüttel 4. Bezirk Nord 5. Bezirk Wandsbek 6. Bezirk Bergedorf 7. Bezirk Harburg

Bild 3.1: Lage der Kfz-Pegel

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3.2.2. Eingesetzte Technologie und Installation

Nach aktuellem Projektstand wird der Einsatz von Infrarot(=Wärmebild)-Kameras zur Er- fassung des Verkehrs favorisiert. Dies liegt vor allem an guten Erfahrungen mit der De- tektion von Fahrzeugen zur Steuerung von Lichtsignalanlagen, die an einigen Knoten- punkten in Hamburg bereits Anwendung findet und an einem bereits durchgeführten Pi- lotversuch an drei LSA zur Erfassung der Verkehrsstärken. Außerdem sind im Vergleich zu anderer Kameratechnik keine datenschutzrechtlichen Bedenken vorhanden. Die Technik mit Schleifen in der Fahrbahn, die in Hamburg auch noch an vielen Stellen zu finden ist, soll aufgrund des hohen Installations- und Wartungsaufwands langfristig abge- schafft werden. Der Installations- und Wartungsaufwand von Überkopfgeräten, die an LSA-Masten oder Masten der öffentlichen Beleuchtung angebracht werden, wie es z.B.

bei Wärmebildkameras der Fall wäre, ist deutlich geringer.

In der Wärmebildkamera befindet sich ein Sensor, der Infrarotstrahlung (Wärmestrah- lung) empfängt. Aus der Infrarotstrahlung wird ein kontinuierliches Wärmebild des Stra- ßenraums abgeleitet und in ein für das menschliche Auge sichtbares Bild umgewandelt.

Dieses Bild stellt die unterschiedlichen Temperaturen der Objekte dar (vgl. Bild 3.2).

Bild 3.2: Beispielbild der Infrarotkamera

Der Sensor „kann nicht durch Glas schauen“, kann keine Nummernschilder lesen oder erkennen sowie kann keine Personen identifizieren, so dass faktisch bereits an der Quel- le ausschließlich anonymisierte Daten erfasst werden.

Per Konfiguration über den Service-Zugang an der lokalen Schnittstellenbaugruppenein- heit (SBE) werden in dem Wärmebild die Datenerfassungsfelder definiert. Die Konfigura- tionsdaten werden in der Wärmebildkamera gespeichert. In der Wärmebildkamera wird

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das Verkehrsobjekt in den Datenerfassungsfeldern ausgewertet und es werden Detekti- ons-Impulse erzeugt.

Die Definition der Verkehrsobjekte ist konfigurierbar (z. B. anhand der Länge und Breite, Form sowie Richtung). Zunächst erfolgt eine Differenzierung in Fahrzeugklassifizierung:

- Zweirad-ähnlich (Fahrrad, Motorrad)

- PKW-ähnlich (PKW, Pkw mit Anhänger, Lieferwagen, Sprinter) - LKW-ähnlich (LKW, LKW mit Anhänger, Sattelkraftfahrzeug, Bus)

Die erfassten Daten werden per Mobilfunkmodem über eine VPN-Verbindung an den Da- tenauswerteserver gesendet und dort den Projektpartnern bereitgestellt.

Um die Wärmebildkameras an Lichtsignalanlagen nutzen zu können, muss im Vorwege eine umfangreiche Prüfung der Lichtsignalanlage durch die Hamburg Verkehrsanlagen GmbH (HHVA) erfolgen. Bei dieser Prüfung wird festgestellt, ob der Schaltgerätetyp sich eignet, ob entsprechende Masten für einen geeigneten Kamerastandort zur Verfügung stehen und ob noch genügend freie Adern in den Erdkabeln vorhanden sind.

Anschließend wir die Lichtsignalanlage entsprechend des Hamburger Standards durch HHVA projektiert (Änderung des Lageplans, Anschaltpläne usw.) und zur Montage vorbereitet.

Nach der Montage der Kameras und der zugehörigen Komponenten an der Lichtsignal- anlage vor Ort, werden die Wärmebildkameras für die Datenerfassung ausgerichtet und kalibriert (vergleichbar zur aktuellen Nutzung bei verkehrsabhängigen Steuerungen mit Wärmebildkameras). Anschließend werden die virtuellen Detektionsfelder zur Erfassung eingestellt und parametriert, sowie die VPN Verbindung zum Datenauswerteserver eingerichtet. Nach erfolgreicher Installation im Feld und Parametrierung wird die Anlage in Da- tenauswerteserver eingebunden und steht damit als weitere Verkehrsmengenerfassung betrieblich zur Verfügung.

Die Ausrüstung enthält alle software- und hardwareseitigen Komponenten, die für den Austausch, die Haltung, die Auswertung und die Bereitstellung von Daten erforderlich sind.

3.3. Einordnung in die Themenschwerpunkte der Förderrichtlinie

Im Rahmen des Projektes aVME-HH werden in dem unter Punkt 3.2 dargestellten Pro- jektraum (City und Kernstadt) Mobilitätsdaten des motorisierten Individualverkehrs (MIV) und ergänzend an ausgewählten Stellen für den Radverkehr erhoben. Hierzu gehören Verkehrsstärken, Geschwindigkeiten und Belegungsinformationen an Lichtsignalanlagen und auf ausgewählten Streckenzügen. Aus diesen Daten können weitere Informationen z.B. zur Verkehrslage (z.B. frei, zähflüssig, gestaut) abgeleitet werden. Das Projekt dient hierbei als Einstieg für eine flächendeckende Verkehrsmengenerfassung im gesamten Stadtgebiet, die bis Ende 2021 realisiert werden soll.

Die im Rahmen des Projektes erhobenen Daten dienen als notwendige Grundlage für eine Vielzahl verschiedener Anwendungen, die zum Ziel haben, den Verkehr flüssiger zu machen und somit Schadstoffbelastungen zu reduzieren. Sie können zudem mit einer Vielzahl weiterer Daten, wie z.B. Floating Car Daten oder Mobilfunkdaten verschnitten werden, um noch genauere Verkehrslageinformationen zu liefern.

Die Vernetzung von Daten unterschiedlicher Quellen bildet die Grundlage eines verbes- serten Verkehrsmanagements, in dem durch intelligente Verkehrssteuerung bzw. Ver- kehrsbeeinflussung Verkehrsströme verbrauchs- und auslastungsoptimiert gelenkt bzw.

knappe Infrastrukturkapazitäten bedarfsgerecht zugewiesen werden können.

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Die Daten und Informationen werden über die Urban Platform Hamburg als Open Data jedem Interessierten auf einfachem Weg zur Verfügung gestellt, um sie entweder als Un- terstützung für die persönliche Mobilitätsplanung oder für Entwicklungen eigener Anwen- dungen und Apps im Mobilitätsbereich zu nutzen (siehe Punkt 6).

Die erhobenen Daten liefern FHH-intern wichtige Informationen für die Verkehrsentwick- lungsplanung, da die Entwicklung des MIV sehr detailliert, z.B. in Tages-, Wochen-, Mo- nats- und Jahresganglinien nachvollzogen werden kann. So können frühzeitig (negative) Trends z.B. hinsichtlich einer Fahrzeugzunahme an ohnehin stark schadstoffbelasteten Stellen erkannt und Strategien zur Verlagerung dieser Verkehre entwickelt werden. Wei- terhin werden die Daten nicht nur historisch sondern auch in Echtzeit bereitgestellt, sodass sie von verschiedenen städtischen Akteuren, allen voran der Verkehrsleitzentrale, zur Unterstützung im aktiven Verkehrsmanagement genutzt werden können, um Staus zu vermeiden. Ebenso können die erfassten und bereitgestellten Informationen mit dem gleichen Ziel zur optimierten Steuerung der Lichtsignalanlagen verwendet werden.

ÖPNV-Unternehmen können die Daten nutzen, um z.B. die Fahrtzeiten ihrer Busse zu prognostizieren. Auch private Anbieter von z.B. Navigationsanwendungen können diese zusätzliche Datenquelle für eine optimierte Steuerung des Verkehrs verwenden. Anbieter von Mobilitätsapps können die Daten nutzen, um dem Verkehrsteilnehmer bei hoher Ver- kehrsbelastung Empfehlungen für alternative Verkehrsmittel (in erster Linie schienenge- bundener ÖPNV oder Fahrrad) zu geben.

Dadurch leistet das Vorhaben aVME einen wichtigen Beitrag für ein effizientes Ver- kehrsmanagement und unterstützt damit die Ziele der Förderrichtlinie im Themenfeld Verkehrsdatenerfassung optimal.

3.4. Erreichung der Förderziele

Die im Projekt gewonnenen Daten und Informationen bilden in ihrer Qualität und Quanti- tät die Grundlage für eine Vielzahl weiterer Anwendungen, die den Verkehrsablauf optimieren, den Verkehr reduzieren und Staus vermeiden sollen. Damit haben sie Einfluss auf die Reduzierung verkehrsbedingter Schadstoffe und entsprechen den Förderzielen.

Verkehrsmengenzahlen sind die Grundlage für nahezu alle verkehrlichen Planungen einer Kommune. Je besser und aktueller diese Zahlen sind, desto größer ist der Effekt auf die konkreten Maßnahmen. Durch das Projekt aVME-HH werden für ein größeres Gebiet um die innere Stadt Hamburgs herum die Erkenntnisse über die Verkehrsmengen auf allen relevanten Strecken vorliegen: in Echtzeit, fahrstreifengenau, kategorisiert nach LKW, PKW und Radverkehr und als Ganglinien verteilt auf die verschiedenen Tageszeiten und Wochentage. Eine solche Qualität an Verkehrsdaten bietet vielfältige Möglichkeiten, die auch direkt oder indirekt Einfluss auf die verkehrsbedingten Umweltauswirkungen haben.

Eine unmittelbare Wirkung können diese Erkenntnisse in der Steuerung und Lenkung der Verkehre erzielen: Die erhobenen Sensordaten werden genutzt, um die Lichtsignalanla- gen verkehrsabhängig zu steuern. Dabei ist die erzielte Qualität gegenüber Schleifen und anderen Sensoren mit der voraussichtlich eingesetzten Wärmebildkamera ungleich hö- her. Dieses hat ein erster Feldversuch im Jahr 2017 an drei Standorten in Hamburg ergeben. Durch bessere Daten kann demnach auch die Lichtsignalanlage bedarfsgerechter gesteuert werden. Dieses hat einen positiven Effekt auf den Verkehrsfluss und damit unmittelbar auch auf die lokal emittierten Schadstoffe aus den Fahrzeugen, insbesondere an Verkehrsknotenpunkten.

Gleichzeitig dienen die Zähldaten, die aus aVME gewonnen werden, als Planungsgrund- lage. So greifen beispielsweise Baustellenplanungen, Umleitungsplanungen und mikro- skopische Verkehrsmodellierungen auf diese Zahlen zurück. So wird beispielsweise auf Grundlage der Zähldaten entschieden, ob eine Baustelle in einer vierspurigen Straße mit

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einseitigen Sperrungen verträglich abgewickelt werden kann, ob sogar eine Vollsperrung möglich ist oder ob (mindestens in den Hauptverkehrszeiten und soweit es der Bauablauf zulässt) ggf. unter Zuhilfenahme von Verschwenkungen in den Seitenraum die Anzahl der Fahrstreifen möglichst beibehalten werden muss. Auf dieser Basis kann außerdem beurteilt werden, auf welchen anderen Straßen Ausweich- bzw. Umleitungsverkehre ver- träglich abgewickelt werden können. Je besser die Datengrundlage ist, die diesen Be- trachtungen zugrunde liegt, desto besser ist die Planung und desto schneller wird der Verkehr im Bauzustand abgewickelt. Das hat unmittelbar zur Folge, dass die Verkehre flüssiger ablaufen und damit weniger Schadstoffe lokal ausgestoßen werden.

Ergänzend zu diesen Punkten werden die Verkehrsmengen auch bei übergeordneten Planungen wie der Verkehrsentwicklungsplanung, der Luftreinhalteplanung, der Nahver- kehrsplanung u.v.m genutzt. Verkehrsmengen sind beispielsweise Grundlage für Prog- nosen und Berechnungen, die der Luftreinhalteplanung zugrunde liegen. Die Maßnah- men eines Luftreinhalteplans werden dahingehend überprüft, welchen Einfluss sie auf die Verbesserung der Luftreinhaltung haben. Dieses sind in der Regel Berechnungen, die durch komplexe Modelle abgebildet werden. Dafür werden verschiedene Eingangsgrö- ßen verwendet, von denen die Verkehrsstärken auf relevanten Straßen eine wichtige In- formation darstellen. Je höher die Qualität dieser Zahlen ist, desto genauer kann die Wir- kung einzelner Maßnahmen im Rahmen der Modellierung und Prognose bewertet werden. Damit haben Verkehrszahlen, wie sie durch aVME gewonnen werden sollen, einen unmittelbaren Effekt auf die Effektivität der im Rahmen übergeordneter Planungen vor- gesehenen Maßnahmen. Oder anders ausgedrückt: je besser die Verkehrsdaten einer Kommune sind, umso besser und gezielter können Maßnahmen der Luftreinhaltung geplant und umgesetzt werden.

Nicht zuletzt können die erhobenen Daten auch dazu eingesetzt werden, die Wirkung verschiedener Maßnahmen, die u.a. aus Gründen der Luftreinhaltung oder der Lärmmin- derung eingesetzt werden, zu evaluieren. Beispielweise wird derzeit (außerhalb des Pro- jektes aVME-HH) geplant, mit der eingesetzten Software und Wärmebildkameras die Wirksamkeit von Tempo-30 in der Nacht an ausgewählten Hauptverkehrsstraßen zu evaluieren.

Insgesamt werden die durch aVME-HH gewonnen Daten – selbstverständlich unter Wah- rung des gesetzlich geschuldeten Datenschutzes – nicht nur von der Stadt selbst verwendet werden. Über die Urban Platform Hamburg sollen Daten und Informationen, soweit es rechtlich zulässig ist, auch Dritten zur Verfügung gestellt werden. Auf diese Weise können die gewonnen Verkehrsdaten auch von (dritten) Unternehmen genutzt werden, um ihre eigenen Produkte zu verbessern und/oder neue Mobilitätsanwendungen zu kreieren. Damit tritt eine große Multiplikatorwirkung ein, die sich ebenfalls positiv auf die Luftschadstoffe auswirken kann: Die Daten werden u.a. für Navigationsanwendungen und multimodale Verkehrsinformationen nutzbar gemacht.

Dass die Bereitstellung von Daten einen positiven Einfluss auf die Luftqualität in Städten haben kann, wird an unterschiedlichen Stellen argumentativ gestützt. So verfolgt das zu- ständige Bundesministerium für Verkehr und Digitale Infrastruktur (BMVI) beispielsweise durch die Bereitstellung von Daten und Informationen über Plattformen wie den MDM der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) oder die mcloud das Ziel, „neue Möglichkeiten im Bereich des Verkehrsmanagements und Serviceangebote“ zu schaffen (www.bmvi.de zum MDM) resp. „neue digitale Mobilitätslösungen zu entwickeln“ (www.bmvi.de zur mcloud) und damit auch einen Beitrag zur Luftreinhaltung zu leisten. Das zeigt u.a. der Anfang März 2018 durchgeführte 3rd BMVI Data-Run, bei dem Entwickler und Program- mierer aufgefordert waren, „Intelligente emissionsarme Mobilitätslösungen in Städten“ zu kreieren.

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Dieses zeigt, dass die Daten und Informationen aus aVME-HH nicht nur einen Mehrwert vor Ort haben werden. Sie können mit anderen Daten verschnitten werden und dadurch ein besseres Gesamtbild über die Verkehrssituation ermöglichen. So können die Ver- kehrsteilnehmer frühzeitig über Stausituationen oder andere Ereignisse informiert werden. Auf Basis dieser Informationen können sie dann entscheiden, ob sie eine Fahrt überhaupt antreten wollen oder ihre Fahrt ggf. auf einer anderen Strecke oder mit einem anderen Fahrzeug gestalten. Die frühzeitige und umfangreiche Information hilft demnach auch immer, unnötige Verkehre zu vermeiden oder diese auf andere, umweltfreundliche- re Verkehrsträger zu verlagern. Dieses hat unmittelbaren Effekt auf die Schadstoffbelas- tung.

3.4.1. Reduktion der NO2-Belastung in der FHH und Anzahl der betroffenen Bürger

Im langfristigen Rahmen des Projektes aVME ist eine flächendeckende Ausstattung mit Wärmebildkameras im gesamten Stadtgebiet geplant. In einem ersten Schritt, der Be- standteil dieses Antrags ist, sollen die Innenstadt und die unmittelbaren Gebiete um die innere Stadt ausgerüstet werden. Hier werden die maßgeblichen Effekte erwartet und zugleich sind die Auswirkungen der NO2-Belastung in Hamburg in der Innenstadt höher als in den städtischen Randgebieten. Die erhobenen Daten haben somit das Potential den Verkehrsablauf in der gesamten Stadt zu optimieren und Verkehr in der gesamten Stadt auf den Umweltverbund zu verlagern. Sowohl in der Verkehrsentwicklungsplanung, die mittel- bis langfristig auf erhöhte Verkehrsmengen reagieren kann als auch im kurz- fristigen Verkehrsmanagement auf Grundlage dieser Daten ist deshalb ein erhebliches Potential zur Reduktion der NO2-Belastung zu sehen. Die erhobenen Daten bilden die Grundlage für eine Vielzahl weiterer Anwendungen, die den Verkehrsablauf optimieren, den Verkehr reduzieren und Staus vermeiden sollen. Zuverlässige Informationen zur Verkehrslage werden außerdem zur Verlagerung von Verkehr auf den Umweltverbund führen, was ebenfalls eine erhebliche Reduktion der NO2-Belastung zur Folge hat.

Grundsätzlich wird deshalb aufgrund der flächendeckenden Informationen jede Bürgerin und jeder Bürger der FHH von diesen Daten und der damit indirekt einhergehenden Schadstoffreduzierung profitieren.

3.4.2. Zeitliche Wirkung der NO2-Reduktion

Die Wirkung der Reduktion von NO2-Belastungen tritt dann ein, wenn die erhobenen und zur Verfügung gestellten Daten im Verkehrsmanagement, in der Planung, im Verkehrs- modell, in Mobilitätsanwendungen wie Apps und Navigationsanwendungen, in Verkehr- sportalen oder anderen Medien Nutzen finden. Da die Erfassungstechnik nicht zeitgleich sondern nach und nach installiert wird, werden erste Effekte voraussichtlich sehr zeitnah auftreten und sich dann immer weiter verstärken. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass die Wirkungen während aber auch noch nach Abschluss des Projektes kontinuier- lich zunehmen, da mit jeder Anwendung, die die Daten verwendet und die den Verkehrs- fluss optimiert oder den Verkehr verlagert eine weitere NO2-Reduzierung zu erwarten ist.

3.4.3. Einbettung in weitere Maßnahmen

Aktuelle und belastbare Verkehrsinformationen leisten einen wichtigen Beitrag dazu, die Verkehrsteilnehmerinnen und Verkehrsteilnehmer bei ihren Mobilitätsentscheidungen und der Steuerung von Wirtschaftsverkehren sowie logistischen Prozessen zu unterstüt- zen. Der größte Mehrwert entsteht dann, wenn Verkehrs-, Reise-, Routen- und Fahrgast- informationen sowie Informationen über Störungen bzw. Fahrplanabweichungen für mög- lichst viele bzw. alle Formen der Mobilität (Kfz, Bahn, ÖV, Radfahren, zu Fuß gehen, Schiff/Binnenschiff etc.) verknüpft und dargestellt werden können. Die Freie und Hanse- stadt hat die systematische Nutzung urbaner Daten als ein strategisches Kernthema der Digitalen Stadt identifiziert und diesen Themenstrang unter die Federführung des Urban Data Hub Hamburg (UD-HUB) gestellt. Der UD-HUB betreibt als Kompetenz-Zentrum die urbane Datenplattform Hamburgs (HH_UP) und koordiniert die Integration und Vernet-

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zung von standardisierten Daten und Webdiensten für Hamburg auf dem Weg zur Digita- len Stadt. (siehe dazu auch Kapitel 6)

Die Digitalisierungsstrategie der Freien und Hansestadt Hamburg (FHH) impliziert dabei das Bereitstellen digitaler Daten zur Informationsgewinnung sowie zur Entscheidungsun- terstützung. Die Voraussetzung für eine intelligente Stadt sind also Daten, die interope- rabel und performant für alle Lebenslagen einer Metropole bereitstehen.

Im Rahmen des Projekts aVME und der damit verbundenen Datenerhebung plant der Antragsteller deshalb eine Zusammenarbeit mit dem Urban Data Hub Hamburg, insbesondere eine Integration der gewonnenen Daten und eine Verknüpfung mit den dort bereits aus anderen Anwendungen bereit gestellten Informationen. Damit wird datenseitig die Voraussetzung für vertiefende analytische und planerische Maßnahmen geschaffen, die bislang aufgrund der einzelnen, segregierten Datenbasen noch nicht möglich sind.

3.4.4. Kosten-/Nutzen-Verhältnis und Angemessenheit zwischen Aufwand und Zielen

Die Kosten stehen im Verhältnis zu unterschiedlichen Nutzen, die insgesamt hoch bewertet werden müssen:

Zunächst einmal sind Daten und Informationen über die Infrastruktur und deren Nutzung die Grundlage dafür, dass eine optimierte Auslastung der Verkehrswege erreicht werden kann. Verkehrswege – insbesondere im urbanen Umfeld – können sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus Platzgründen nicht unendlich erweitert werden. Zugleich ist es un- wirtschaftlich, die Verkehrswege nach ihrer Spitzenauslastung zu dimensionieren, Dieses hätte zur Folge, dass die öffentliche Hand mit sehr großem betrieblichen Aufwand belas- tet würde, dem keine Einnahmen durch Gebühren oder vergleichbare Quellen im selben Maße gegenüber stünden. Deswegen ist es aus wirtschaftlicher Sicht unerlässlich, die Verkehrswege so effizient wie möglich zu nutzen. Durch die Daten, die aus dem Projekt aVME-HH gewonnen werden, kann der Verkehrsfluss „vor Ort“ durch eine optimale Steuerung bestmöglich gewährleistet werden. Zugleich wird in der mittel- und langfristigen Planung auf hochwertige Datengrundlagen zurückgegriffen und es kann bedarfsgerecht auf die Situation reagiert werden. Und zuletzt sind die Daten aus dem Projekt aVME-HH Grundlage dafür, Verkehre durch gute und vorausschauende Informationen zu vermeiden oder diese zeitlich oder räumlich auf weniger belastete Bereiche zu verlagern.

Das führt insgesamt zu einer besseren Auslastung der Verkehrswege, zu weniger Staus und damit zu niedrigeren Umweltbelastungen. Die Folge sind geringere volkswirtschaftli- che Belastungen bzw. ein hoher Nutzen der Maßnahme.

Des Weiteren können innerhalb der Hamburger Verwaltung und der zugehörigen Organi- sationen Daten und Informationen bereitgestellt werden, die sich jeder einzelne Bereich ggf. teuer und aufwändig am freien Markt einkaufen müsste.

Zudem soll perspektivisch durch das Projekt aVME ein Großteil der Zählungen abgelöst werden, die derzeit manuell erfolgen. Alleine für diese „Handzählungen“ werden in Ham- burg derzeit über 500 T€ p.a. an Fremdleistungen kalkuliert. Hinzu kommt der Aufwand für die Erfassung in Datenbanken und die Auswertung der Daten. Insgesamt ist von einem Betrag von rd. 1 Mio. € p.a. auszugehen. Mit diesem Projekt werden bereits rund 220 der insgesamt etwa 300 Dauerpegel, an denen jedes Jahr mit hohem Aufwand manuell gezählt wird, „automatisiert“. Also rund 75%. Im Übrigen macht der finanzielle Auf- wand an den Dauerpegeln grob geschätzt rund 80% des Gesamtaufwands aus. Insoweit könnte über aVME der Aufwand von insgesamt 1 Mio. € p.a. um schätzungsweise 600.000 € p.a. reduziert werden. Das hieße, dass, sich die kalkulierten Kosten in Höhe von etwa 12 Mio. € bereits nach rund 20 Jahren amortisiert hätten.

Letztlich werden die erhobenen und der Allgemeinheit zur Verfügung gestellten Daten Grundlage für eine Vielzahl weiterer Anwendungen sein. Dadurch werden Innovationen

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am Wirtschaftsstandort Deutschland gefördert und können zu einem indirekten Nutzen herangezogen werden.

Der Aufwand kann demnach im Vergleich zu den damit erreichbaren Zielen als gering angesehen werden. Der langfristige Nutzen wird die Kosten deutlich übertreffen.

4. Übersicht Arbeits- und Zeitplan

Nachfolgend ist der Projektstrukturplan für das Projekt aVME-HH mit insgesamt 5 Arbeitspa- keten dargestellt. Ein Balkenplan, eine Meilensteinübersicht und die kalkulierten Kosten folgen im Anschluss an die Beschreibung der einzelnen Arbeitspakete.

Bild 4.1: Projektstrukturplan

4.1. Detaillierte Beschreibung der Arbeitspakete

Nachstehend werden die Arbeitspakete mit ihren wesentlichen Inhalten erläutert. Diese stellen die Grundlage für die Umsetzung des Projektes dar.

Projektstrukturplan aVME-HH Verantwortlicher

(ggf. weitere Beteiligte)

Arbeitspaket 1 Arbeitspaket 2 Arbeitspaket 3 Arbeitspaket 4 Arbeitspaket 5

Grundlagen und

Projektmanagement Planung Infrastrukturausrüstung Datenmanagement Fortschreibung

LSBG HHVA HHVA LGV LSBG

Task 1.1 Task 2.1 Task 3.1 Task 4.1 Task 5.1

Projektkoordination und Ressourcenplanung

Status Quo (Zustands- Clusterung)

Projektierung und Bauzeitenkostenplan

Datenarchitektur und

Datenmodelle Evaluation

LSBG (HHVA) HHVA LSBG (HHVA) LGV (HHVA) LSBG (HHVA, LGV)

Bedarfsanalyse und Anforderungsdefinition

Strategische Knotenpunktsfestlegung

Arbeitsvorbereitung und Bauüberwachung

Datenübertragung und

Vernetzung Fortführungsstrategien

LSBG (HHVA / VD / BWVI) LSBG (BWVI) HHVA HHVA (Dataport, LGV) LSBG (BWVI, HHVA, LGV)

Controlling und Berichtswesen

Analyse Technik und

Wirtschaftlichkeit Installation

Schnittstellen und Anbindung an die HH Urban

Platform

Wissenstransfer

LSBG (BWVI, HHVA) HHVA (LGV) HHVA LGV (HHVA) LSBG (HHVA)

Task 1.4 Task 2.4 Task 3.4 Task 4.4

Öffentlichkeitsarbeit Festlegung und Freigabe Kalibrierung und Konfiguration

Dashboard (Statistik) / Datenauswertung

BWVI (LSBG, HHVA) LSBG (BWVI, HHVA) HHVA (LGV) HHVA (LGV)

Task 2.5 Task 3.5

Integrationsplanung

(Einbaurahmen) Betrieb

HHVA HHVA

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 AP 1: Grundlagen und Projektmanagement

Im Mittelpunkt des Arbeitspakets (AP) Grundlagen und Projektmanagement stehen die fachliche sowie administrative Koordinierung aller Projektaktivitäten und der Aus- tausch mit den verschiedenen Stake-Holdern des Projekts. Die Durchführung des AP Grundlagen und Projektmanagement ist insgesamt in vier Tasks unterteilt und besitzt einen Meilenstein (MS).

o Task 1.1 dient der Projektkoordination und Ressourcensteuerung. Durch regelmä- ßige Projekttreffen soll der Abgleich und Austausch zwischen den Projektpartnern gewährleistet werden. Diese finden sowohl auf Arbeits- als auch auf Steuerungs- ebene statt. Dieses Arbeitspaket bildet die Schnittstelle für die Projektpartner für alle technischen und administrativen Fragestellungen und ist auch das Bindeglied zu anderen technisch oder inhaltlich verbundenen ITS-Projekten.

o Die Bedarfsanalyse und Anforderungsdefinition wird in Task 1.2 behandelt. Ziel des Arbeitspakets ist es im engen Austausch mit den Bedarfsträgern deren Anfor- derungen zu spezifizieren, auf ihre technische Realisierbarkeit zu prüfen und die abgestimmten Bedarfe zu dokumentieren (MS1.1).

o Task 1.3 befasst sich mit dem Controlling und Berichtswesen des Projekts und be- inhaltet damit unter anderem die Überwachung von Projektzielen und der festge- legten Terminplanung, der Aktualisierung des Projektplanes, dem Nachführen von Arbeits- und Zeitplan sowie der Dokumentation. Zudem ist das Reporting gegen- über dem Fördermittelgeber Teil des Tasks.

o Die Öffentlichkeitsarbeit wird in Task 1.4 bearbeitet und befasst sich unter anderem mit der Pressearbeit sowie den politischen und Bürgeranfragen.

 AP 2: Planung

Im Rahmen des AP Planung werden alle wichtigen Vorarbeiten für eine im Projekt nachfolgende Infrastrukturausrüstung geschaffen. Diese planerischen Vorarbeiten sind essentiell für strategische und wirtschaftliche Festlegungen und ermöglichen in der Folge eine effiziente sowie zielgerichtete Projektdurchführung und Infrastruktur- ausrüstung. Die Durchführung des AP Planung ist insgesamt in 5 Tasks sowie 5 Mei- lensteine unterteilt.

o Im ersten Task 2.1 wird von HHVA der Status Quo der Lichtsignalanlagen (LSA) hinsichtlich technischer Detektionserweiterungen aufgenommen. Anschließend erfolgt ein Abgleich und eine Bewertung in Bezug auf die Anforderungsdefinitionen aus AP 1. Im Zuge einer Clusteranalyse wird die auszurüstende Infrastruktur dabei in Aufwandsgruppen unterteilt. Diese Aufwandsgruppen stellen dar, wie geeignet eine LSA für die geplanten Detektionserweiterungen ist. Dabei wird u.a. die Art der Steuergeräte, Maste und Verkabelung im Projektgebiet betrachtet. Durch Bewer- tung aller projektrelevanten LSA und abgeschlossener Aufwandsgruppenzuord- nung wird der Meilenstein MS2.1 erreicht.

o Nachfolgend erfolgt durch LSBG und BWVI in Task 2.2 eine strategische Knoten- punktfestlegung unter Berücksichtigung der Aufwandsgruppen. Aufgrund der hohen Verflechtung des innerstädtischen Straßenverkehrsnetzes können für die De- tektionserweiterungen unterschiedliche Priorisierungen für die Erhebung der Ver- kehrsdaten auftreten. Somit kann die Ausrüstung von Streckenzügen oder lokal verschiedenen Staupunkten von besonderem Interesse sein. Unter Berücksichti-

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gung dieser verkehrsstrategischen Kriterien sowie der Erkenntnisse der Auf- wandsgruppenzuordnung erfolgt eine Knotenpunktfestlegung (MS2.2).

o In Task 2.3 wird durch HHVA eine Analyse zum Stand der Technik von einsatzfä- higen Detektionstechniken an LSA durchgeführt. Ziel ist es für die lokal vorhande- nen Systemeigenschaften an LSA eine mit geringem Aufwand adaptierbare Tech- niklösung zu evaluieren, um effizient eine flächendeckende Erfassung zu ermögli- chen. Dabei stehen im speziellen Techniklösungen im Fokus, die bereits zur ver- kehrsabhängigen Steuerung von LSA nutzbar sind. Im Ergebnis werden die Tech- niklösungen nach Kriterien, wie u.a. Qualität, Integrationsaufwand, Datenverarbei- tung, Datenschutz sowie Kosten bewertet, wodurch Meilenstein MS2.3 erreicht wird.

o Im Zuge von Task 2.4 werden von LSBG, BWVI und HHVA die in Task 2.3 gewonnenen Ergebnisse nach strategischen sowie städteplanerischen Kriterien überprüft. Durch diesen zweiten Evaluationsschritt werden die höchst bewerteten Techniklösungen unter behördlichem Fokus final mit den zukünftigen Entwick- lungstrends der Freien und Hansestadt Hamburg (FHH) abgeglichen. Durch diesen Task wird abschließend mit Meilenstein MS2.4 die favorisierte Systemlösung bestätigt und eine Freigabe als weiterführender Baustandard der FHH abgestimmt.

o Mit dem Task 2.5 wird aufbauend auf den ersten Einschätzungen zum Integrati- onsaufwand (Task 2.3) zu der freigegebenen Systemlösung (Task 2.4) eine grund- legende Integrationsplanung für den Infrastrukturausbau von HHVA erstellt. Dabei werden die herstellerspezifischen Steuergeräte gemäß der Verwendung in der FHH abgeglichen, um eine einheitliche Integration in die verschiedenen Hambur- ger LSA zu ermöglichen. Ziel ist ein modularisierter, herstellerunabhängiger Ein- baurahmen, um skalierbar eine effiziente Infrastrukturausrüstung sowie einen leis- tungsfähigen Betrieb zu ermöglichen (MS2.5).

 AP 3: Infrastrukturausrüstung

Im Rahmen des Arbeitspakets Infrastrukturausrüstung erfolgt die Umsetzung der fa- vorisierten Techniklösung zur Verkehrsdatenerhebung an den LSA im Projektgebiet.

Die Durchführung des AP Infrastrukturausrüstung wird von HHVA übernommen und ist insgesamt in fünf Tasks sowie fünf Meilensteine unterteilt.

o In Task 3.1 werden die Projektierung für die Infrastrukturausrüstung sowie ein Bauzeitenkostenplan von HHVA und LSBG erarbeitet. Die LSA werden dabei ein- zeln sowie typenweise betrachtet und für eine Infrastrukturausrüstung durchprojek- tiert. Es erfolgt die Festlegung von Montageorten und Montagearten sowie Daten- und Energieanbindungsoptionen. Die individuell erforderlichen Ressourcen und Materialien werden aufgestellt, um die notwendigen Voraussetzungen für eine funktionierende Infrastrukturausrüstung zu ermitteln. Nach Durchführung der ersten Anlagenprojektierungen fließen die betrieblichen Erfahrungswerte in die Präzi- sierung und Finalisierung des Bauzeitenkostenplanes ein (MS3.1).

o Mit dem Task 3.2 werden von HHVA die Prozesse der Arbeitsvorbereitung und Bauüberwachung für die Infrastrukturausrüstung eingerichtet. Mittels der Arbeits- vorbereitung werden die verschiedenen, zu verbauenden Systemkomponenten für den Projekteinsatz aufbereitet und modular, gemäß der Planungsgrundlagen aus AP 2 Planung, zusammengesetzt. Des Weiteren werden die individuell benötigte Ressourcen und Materialien reserviert und den Anlagen zugeteilt. Die Bauüberwa- chung begleitet und überprüft die Montagearbeit und übernimmt die Abstimmun-

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gen mit den operativen Verkehrsbehörden (bspw. Polizei), um eine einheitliche und reibungslose Infrastrukturausrüstung zu gewährleisten. Nach Schulung durch den Bereich Technologienentwicklung erfolgt die Etablierung der Mitarbeiter für Arbeitsvorbereitung und Bauüberwachung (MS3.2).

o Im Rahmen von Task 3.3 erfolgt durch HHVA die Installation der Systemkompo- nenten an den LSA im Projektgebiet. In Abhängigkeit vom Anlagentyp werden diese Installationsarbeiten im Knotenpunktbereich unter Aufrechterhaltung der her- kömmlichen Verkehrsregelung oder durch gesonderte Verkehrsregelung der Ver- kehrspolizei durchgeführt. Die Ausführung der Installationsarbeiten wird von einer Kolonne Baumonteuren mit Hubarbeitsbühne (Mast-Arbeiten) sowie Monteuren für Lichtsignalanlagen (Schaltgerät-Arbeiten) übernommen und bis zum Projektmonat 24 (MS3.3) abgeschlossen.

o In Task 3.4 erfolgt die Kalibrierung und Konfiguration des Verkehrsdatenerfas- sungssystems durch HHVA. Dafür werden einerseits die Feldgeräte in Abhängig- keit ihrer Installationsart kalibriert und mit Sensorfeldern zur Datenerfassung sowie den zugeordneten Netzwerkdaten konfiguriert. Auf Seiten des zentralen Daten- auswerteservers erfolgt zudem die Einrichtung und Zuweisung der Feldgeräte zur Datenbank und der Aufbau eines Dashboards.

o Im Rahmen von Task 3.5 wird von HHVA der Prozess für den Projektbetrieb aufgestellt, eingerichtet und durchgeführt, um eine möglichst hohe Systemverfügbar- keit für die Projektpartner gewährleisten zu können. Über den zentralen Daten- auswerteserver wird ein Monitoring der Feldgeräte und Systemzustände erfolgen.

Dies ermöglicht ebenfalls eine Generierung von Störungsmeldungen im System, woraufhin eine Instandsetzung durch geschultes Einsatzpersonal erfolgen wird.

 AP 4: Datenmanagement

Die Durchführung des AP Datenmanagement ist insgesamt in 4 Tasks sowie 4 Mei- lensteine unterteilt.

o In Task 4.1 Datenarchitektur und Datenmodelle wird eine Bestandsaufnahme der bestehenden bisher eingesetzten Datenmodelle gemacht. Die Datenmodelle müs- sen ggf. an die Schnittstellen (z.B. SensorThingsAPI, vgl. Task 4.3) angepasst werden. Es wird ein Zieldatenmodell definiert. Neu zu integrierende Komponenten aus den Tasks 2.3 und 2.4 sowie die Integrationsplanung aus Task 2.5 werden be- rücksichtigt. Der Meilenstein MS4.1 ist die Beschreibung des Datenmodells.

o In Task 4.2 Datenübertragung und Vernetzung erfolgt die Anbindung der Sensoren an den zentralen Datenauswerteserver (IoT Platform, vgl. Task 3.4) . Bei der An- bindung werden die Themenfelder Authentifizierung und Autorisierung berücksich- tigt. Meilenstein MS4.2 ist die Anbindung der Sensoren an den zentralen Daten- auswerteserver (IoT Platform).

o In Task 4.3 erfolgt die Anbindung des zentralen Datenauswerteservers (IoT Plat- form) an die Urban Platform und die Bereitstellung der Daten über standardisierte Schnittstellen. Für die interne Anbindung der Sensoren werden auf Seiten des zentralen Datenauswerteservers (IoT Platform) Pull-APIs über HTTP sowie für Echtzeitdaten Push-API über MQTT benötigt. Die Veröffentlichung der Daten nach außen erfolgt über die standardisierten Schnittstellen der Hamburg Urban Plat- form. Dies sind für Kartendienste Web Map Services (WMS), für den Datenzugriff Web Feature Services (WFS) und für Echtzeitdaten die SensorThingsAPI. Meta- daten werden über Web Catalogue Services (CSW) im Hamburger Metadatenka-

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talog (HMDK) bereitgestellt. Das Transparenzgesetz regelt, welche Daten als offene Daten der Allgemeinheit zur Verfügung gestellt werden. Durch die Bereitstel- lung der Daten über OGC-konforme Schnittstellen wird der Meilenstein MS4.3 erreicht.

o In Task 4.4 werden die Daten von HHVA ausgewertet und gemeinsam mit dem LGV bedarfsgerechte Dashboards für die Bedarfsträger (BWVI, LSBG) aus den Analyseergebnissen erzeugt. Die einfachste Form eines Dashboards wäre die Darstellung der Verkehrsmengen und Verkehrsart auf einer interaktiven Karte im Web. Meilenstein MS4.4 wird erreicht, wenn die analysierten Daten in mindestens einem Dashboard visualisiert werden.

 AP 5: Fortschreibung

Das AP Fortschreibung befasst sich mit den Ergebnissen und Erkenntnissen, welche aus dem Projekt aVME gewonnen werden können, dem darauf basierenden Wis- senstransfer sowie dem weiteren Ausbau des Systems. Die Durchführung des AP Fortschreibung ist insgesamt in drei Tasks sowie einen Meilenstein unterteilt.

o Task 5.1 umfasst die Evaluation des Projektes. Das Hauptaugenmerk wird dabei auf die Auswertung und den Erkenntnisgewinn aus den erhobenen Verkehrsdaten und den implementierten Softwarelösungen gelegt. Darüber hinaus sollen auch betriebliche Erkenntnisse sowie der Datenfluss evaluiert werden. Die Ergebnisse werden in einem Bericht zusammen getragen (MS5.1).

o Auf Basis der Evaluationsergebnisse wird in Task 5.2 eine Strategie für den weiteren Ausbau des Systems auf die gesamte Stadt analysiert und vorbereitet. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der weitere Ausbau mit maximaler Wirt- schaftlichkeit erfolgen kann.

o Die gewonnen Erkenntnisse aus dem Projekt aVME sollen auch auf andere (ITS-) Projekte übertragen werden. Hierzu wird in Task 5.3 ein Austausch mit anderen Projekten geführt, welche z.B. mit vergleichbarer Sensorik oder Datenbasis arbeiten.

4.2. Zeit- und Kostenpläne

Die Umsetzung des Projektes erfolgt entsprechend dem nachstehenden Balkenplan (Bild 4.2) mit den jeweils in den einzelnen Arbeitspaketen und in Bild 4.3 ausgewiesenen Meilensteinen.

Das Projekt wird zum 31.12.2019 abgeschlossen sein. Eine optionale Erweiterung des Projekts um weitere Zählstellen und eine damit einhergehende Verlängerung bis 2020 oder 2021 wäre möglich. Unabhängig davon lassen sich die Projektergebnisse vollstän- dig allein und ohne Einschränkung für die mit diesem Vorhaben angestrebten Zwecke nutzen.

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Bild 4.2: Balkenplan

Bild 4.3: Übersicht Meilensteine

Bild 4.4 zeigt eine Übersicht zu den kalkulierten Gesamtkosten des Projektes. Danach ergeben sich insgesamt Kosten von rund 12 Mio. € und (bei einer Förderquote von 50%) ein erwarteter Förderbetrag von rund 6 Mio. €. Diese Darstellung ist zusätzlich auch dem Antrag beigefügt.

J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 AP 1 Grundlagen und Projektmanagement

Task 1.1 Projektkoordination und Ressourcenplanung

Task 1.2 Bedarfsanalyse und Anforderungsdefinition M

Task 1.3 Controlling und Berichtsw esen Task 1.4 Öffentlichkeitsarbeit AP 2 Planung

Task 2.1 Status Quo (Zustands-Clusterung) M

Task 2.2 Strategische Knotenpunktsfestlegung M

Task 2.3 Analyse Technik und Wirtschaftlichkeit M

Task 2.4 Festlegung und Freigabe M

Task 2.5 Integrationsplanung (Einbaurahmen) M

AP 3 Infrastrukturausrüstung

Task 3.1 Projektierung und Bauzeitenkostenplan M

Task 3.2 Arbeitsvorbereitung und Bauüberw achung M

Task 3.3 Installation M

Task 3.4 Kalibrierung und Konfiguration M

Task 3.5 Betrieb M

AP 4 Datenmanagement

Task 4.1 Datenarchitektur und Datenmodelle M

Task 4.2 Datenübertragung und Vernetzung M

Task 4.3 Schnittstellen und Anbindung an die HH Urban Platform M

Task 4.4 Dashboard (Statistik) / Datenausw ertung M

AP 5 Fortschreibung M

Task 5.1 Evaluation Task 5.2 Fortführungsstrategien Task 5.3 Wissenstransfer

AP/

Task Inhalt

2017 2018 2019

# MS1.1

MS2.1 Status Quo ist aufgenommen

MS2.2 Strategische Knotenpunktfestlegung ist erfolgt MS2.3 Mögliche Systemtechniken sind analysiert

MS2.4 Systemtechnik ist bewertet und als Baustandard freigegeben

MS2.5 Integrationsplanung für herstellerabhängige Steuergeräterahmen fertiggestellt MS3.1

MS3.2

MS3.3 Abschluss der Installationsarbeiten MS3.4 Kalibrierung und Konfiguration fertiggestellt MS3.5 Betriebsprozess ist eingerichtet

MS4.1 Die Beschreibung des Datenmodells ist erfolgt

MS4.2 Sensoren sind an den zentralen Datenauswerteserver (IoT Platform) angebunden MS4.3 Bereitstellung der Daten über OGC-konforme Schnittstellen erfolgt

MS4.4 Die analysierten Daten sind in mindestens einem Dashboard visualisiert MS5.1

4.4 25 LGV

Projektmonat 5

11 17

zuständig Meilensteine

Bezeichnung Task

1.1

2.5 3.1

LSBG

HHVA HHVA Dokumentation der Bedarfsanalyse

18

25 Projektierung ist aufgenommen und Bauzeitkostenplan ist erstellt

24 24

15 19 23 3.5

3.2

5.1 Arbeitsvorbereitung und Bauüberwachung sind etabliert

Evaluationsbericht

3.3 3.4

4.1 4.2 4.3

LGV HHVA

LSBG

18 HHVA

2.1 2.2 2.3 2.4

3 6 7 9

HHVA HHVA HHVA HHVA/LSBG

HHVA HHVA

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Bild 4.4: Übersicht Kalkulierte Kosten

4.3. Übersicht und Erläuterungen zu Unteraufträgen

Die Behörde für Wirtschaft, Verkehr und Innovation nimmt für die Freie und Hansestadt Hamburg die Koordination des Projektes aVME-HH wahr.

Bei der Umsetzung des Projekts greift die BWVI auf weitere Organisationseinheiten innerhalb der Stadt zurück. Diese sind insbesondere der Landesbetrieb Straßen Brücken und Gewässer (LSBG) und der Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung (LGV) sowie das stadteigene Unternehmen Hamburg Verkehrsanlagen GmbH (HHVA). HHVA ist gemeinsam mit dem LSBG unter anderem auch für alle Lichtsignalanlagen, die zuge- hörigen Schleifen zur Erfassung des Verkehrs sowie das bisherige Netz an Dauerzähl- stellen der FHH verantwortlich.

Der LSBG ist ein rechtlich unselbstständiger Organisationsteil der BWVI und verfügt aufgrund seines Gründungsgesetzes über keinerlei eigenen Zuständigkeiten. Deswegen wird kein Unterauftrag in Form eines Vertrages benötigt, sondern der LSBG ist unmittel- barer Projektpartner.

Der LGV hingegen ist der Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt unterstellt und wird auf Grundlage seiner Zuständigkeit und seines Organisationszwecks als Dienstleister im Auftrag tätig. Deswegen muss er mit Unterauftrag beauftragt werden und kann nicht als eigenständiger Projektpartner auftreten. Der LGV ist zuständig für die Datenhaltung und –bereitstellung der Stadt im Rahmen des Urban Data Hub und der Urban Platform und deswegen der einzige Dienstleister, der die geforderten Aufgaben erfüllen kann.

Aufgrund der Rechtsform als GmbH muss HHVA ebenfalls beauftragt werden (Unterauf- trag durch LSBG). HHVA ist der einzige Dienstleister, der verkehrstechnische Anlagen für die FHH beschafft, testet und aufstellt.

Eine Übersicht über die beiden Unteraufträge ist im Folgenden dargestellt:

aVME-HH

Antragsteller BWVI

Beantragte Förderquote 50%

Projektstart 01.12.2017

Projektende 31.12.2019

Ausgabenübersicht

²⁰¹⁷ ²⁰¹⁸ ²⁰¹⁹ Ausgaben^Summe

Summe Förderung 0811 Beschäftigte E12-E15 7.933,00 102.780,00 104.064,00 214.777,00 107.388,50 0816 Beschäftigte E1-E11 0,00 28.380,00 28.380,00 56.760,00 28.380,00

0831 Gegenstände bis 410 € 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0832 Ausgaben für Mieten 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0833 Ausgaben für Rechner 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0835 Vergabe von Aufträgen 0,00 2.772.140,00 8.983.030,00 11.755.170,00 5.877.585,00

0838 Verbrauchsmaterial 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0839 Geschäftsbedarf 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0840 Literatur 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0841 Weitere Sachausgaben 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0844 Dienstreisen Inland 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0845 Dienstreisen Ausland 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Summe Ausgaben 7.933,00 2.903.300,00 9.115.474,00 12.026.707,00

Summe Förderung 3.966,50 1.451.650,00 4.557.737,00 6.013.353,50