Visualisierung und Analyse von Live-Daten aus Dauerzählstellen auf Bundesautobahnen.

Ausgangssituation

Auf den Bundesautobahnen werden Dauerzählstellen zur permanenten Erfassung relevanter Parameter wie Verkehrsdichte oder Fahrzeuggeschwindigkeit eingesetzt. Die Daten aus den Zählstellen laufen in den Verkehrsbetriebszentralen auf. Jede Zählstelle übermittelt ihre Messwerte einmal pro Minute.
In der Verkehrsbetriebszentrale der Autobahndirektion Südbayern laufen die Messwerte auf einem zentralen Datenverteiler auf, der jedoch keine Aufbereitung oder Archivierung der Daten vornimmt. Um die aktuelle Verkehrssituation automatisiert zu visualisieren und dezentral für die Fachanwender bereitzustellen, wurde die Entwicklung eines Web-Applikationssystems in Auftrag gegeben.

Aufgabenstellung

Die minütlich ankommenden Zählstellendaten müssen von dem zentralen Datenverteiler in Form eines kontinuierlichen Datenstroms abgegriffen und dabei in Echtzeit rechnerisch homologisiert werden.
Über statistische Verfahren werden die Daten auf verschiedene Zeitintervalle hochgerechnet, um eine Glättung zu erreichen. Bei ca. 1.500 Zählstellen müssen in diesem Zusammenhang pro Tag mehr als 2 Millionen Transaktionen von dem System verarbeitet werden. Der jährliche Datenzuwachs liegt bei ca. 60 GB.
Um Datenverlust durch Hardwareausfälle zu vermeiden, musste das System applikationsseitig redundant ausgelegt werden. Die gesamte Datenaufbereitung für Visualisierung und Analyse sollte serverseitig erfolgen.
Für die Darstellung der verkehrstechnischen Diagramme im Browser wurde SVG gewählt, ein standardisierter XML-Dialekt. Anwenderseitig sollten per SVG frei wählbare Darstellungszeiträume (zwischen 60 Minuten und einem Monat) darstellbar sein. Die serverseitige Aufbereitung eines Diagramms mit beliebigen Parametern sollte nicht länger als eine Sekunde dauern.

Umsetzung

Zu Beginn des Projekts wurden zunächst die Requirements analysiert und in Form eines Anforderungskatalogs dokumentiert und abgestimmt.
Die Datenaufbereitung und Archivierung wurde gemäß Vorgabe für Microsoft SQL-Server 2005 konzipiert und implementiert. Alle notwendigen Operationen erfolgen aus Gründen der Performance direkt im SQL-Server. Die gesamte Datenaufbereitungsschicht ist dort gekapselt.
Um Redundanz zu erreichen, wird der permanente Datenstrom des zentralen Datenverteilers von einem separaten Cache-Modul entgegengenommen, das nicht auf eine bestehende Datenbankverbindung angewiesen ist.
Die Applikation zur Visualisierung der Verkehrsdaten wurde in ASP.net und Javascript implementiert. Durch die Darstellung der technischen Diagramme als Vektorgrafik (SVG) gekoppelt mit Javascript-Bedienelementen verfügt die Benutzeroberfläche über ein hohes Maß an dynamischen Darstellungsvarianten, deren Bedienkomfort einer Desktop-Anwendung in nichts nachsteht.

Mehrwert für den Auftraggeber

Durch das Verkehrsdatenportal sind die Fachanwender in der Lage, die gesamte Verkehrssituation auf den Autobahnen in Südbayern live zu betrachten und zu analysieren. Dies war zuvor nicht möglich.
Der Nutzwert der Zählstelleninformationen für Verkehrsplanung und Verkehrsbeeinflussung ist immens gestiegen.