Schwedische Lichtzeichenanlage | |
Fußgängerampel mit ostdeutschem „Ampelmännchen“ |
Eine Lichtzeichenanlage (kurz: LZA, auch Lichtsignalanlage (LSA), Wechsellichtzeichenverkehrsanlage, umgangssprachlich meist Ampel) dient der Steuerung des Straßenverkehrs. Lichtzeichenanlagen ordnen für Verkehrsteilnehmer ein bestimmtes Verhalten an, wobei gesteuerte Lichtsignale abgegeben werden. Diese nach Form und Farbe verschiedenartigen Verkehrszeichen haben jeweils eine andere Bedeutung und strahlen nur entgegen der Fahrtrichtung des zu regelnden Verkehrs ab.
Inhaltsverzeichnis |
Die Bezeichnung „Lichtzeichenanlage“ gibt es zwar in Deutschland, in Österreich hat sie aber rechtlich eine ganz andere Bedeutung, nämlich für Bahnübergänge im Eisenbahngesetz. In der österreichischen Straßenverkehrsordnung (StVO) wird eine Ampel nur als „Lichtsignalanlage“ bezeichnet. Gebräuchlich ist in Österreich auch die Bezeichnung „Verkehrslichtsignalanlage“ (VLSA).
Der Name "Ampel" ist deswegen der hängenden Blumenampel ähnlich, weil die ersten Lichzeichenanlagen/Ampeln an 4 Drahtseilen an den Eckhäusern befestigt waren und sie so über der Kreuzung hingen. Im Laufe der Zeit hat sich die Bedeutung des Wortes gewandelt.
Der Einsatz von Lichtzeichenanlagen hat unterschiedliche Gründe, z. B. um den Verkehrsfluss zu verbessern und gefährliche oder gefahrenträchtige Verkehrssituationen zu entschärfen (Verkehrssicherheit). Im Straßenverkehr sind dies beispielsweise Kreuzungen und Einmündungen sowie Engstellen, zum Beispiel bei Baustellen oder Brücken.
Lichtzeichenanlagen werden aus folgenden Gründen an Kreuzungen oder Einmündungen (Knotenpunkte) eingesetzt:
Außerdem werden sie an Fußgängerampeln eingesetzt, um Fußgängern das Queren von verkehrsreichen Straßen zu ermöglichen.
Des Weiteren werden sie auf Privatgrund zum Teil auch verwendet, um Zufahrten zu regeln (z. B. Tiefgaragenzufahrten mit nur einer Straße oder bestimmte Waschstraßen). Man beschränkt sich hierbei auf die Farben rot und grün.
Varianten der Signalabfolge |
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Drei Farbbilder |
In vielen Ländern Europas übliche Signalabfolge mit vier Signalisierungszuständen |
Eine Ampel in Dresden mit Grün-Gelb-Farbbild (bis 2004) |
Eine normale europäische Lichtzeichenanlage steuert den Verkehr dabei mit Hilfe der drei Signalfarben Grün, Gelb und Rot. Zur Regelung des Verkehrs werden diese Farben einzeln oder in Kombination angezeigt. Die Reihenfolge (auch Signalfolge oder Farbbildfolge genannt) solch einer Lichtzeichenanlage ist dabei immer:
Rot ist einheitlich auf der ganzen Welt immer oben angeordnet. Dieses ermöglicht Menschen mit Rot-Grün-Sehschwäche oder Farbenblindheit die Orientierung. Bei quer liegenden Ampeln befindet sich das Rotlicht in Ländern mit Rechtsverkehr auf der linken Seite, in Ländern mit Linksverkehr auf der rechten Seite, folglich immer in der Fahrbahnmitte.
Die optische Erscheinung besteht in der Regel aus einem schwarzen Hintergrund mit runden oder quadratischen Lichtsignalen. Die Abschirmung nach oben hin ist die Sonnenblende, auch Schute genannt. Zur besseren Erkennbarkeit werden häufig zusätzlich weiße Kontrastblenden angebracht.
In einzelnen Ländern sind noch zusätzliche Farbkombinationen zugleich oder hintereinander möglich:
Aber auch die Bedeutung der einzelnen Farben ist nicht in allen Ländern gleich. So ist beispielsweise in den Vereinigten Staaten von Amerika und Kanada bei Rotlicht zwar ein Überqueren der Kreuzung verboten, ein Rechtsabbiegen jedoch in den meisten Staaten und Provinzen erlaubt. In Deutschland gibt es mit dem Grünpfeil-Zusatzschild neben der Ampel eine ähnliche Regelung.
Fußgängerampeln zeigen in Europa in der Regel das Symbol eines stehenden (bei rot) oder gehenden (bei grün) Fußgängers (Ampelmännchen). Gelbphasen sind bei Fußgängerampeln äußerst selten. Diese sind z. B. in Düsseldorf verbreitet.
Stattdessen wird in einigen Ländern vor der Rotphase eine blinkende grüne Ampelphase angezeigt. In Australien wird vor der Rotphase eine blinkende rote Ampelphase gezeigt und der Signalton für Blinde endet. Beide Phasen ordnen an, dass Fußgänger, die sich noch auf der Fahrbahn befinden, das Überqueren der Straße zügig beenden und dass die Fußgänger auf dem Gehsteig warten sollen.
In einigen Städten in Deutschland gibt es "dreibegriffige" Fußgängersignale. Hier ist die Signalkammer für Rot doppelt vorhanden. Dadurch können auch Menschen mit Rot-Grün-Blindheit auf einen Blick erkennen, ob die Ampel rot oder grün ist. Außerdem wird vermieden, dass bei Ausfall eines Rotlichts die LSA aus Sicherheitsgründen abschalten würde.
Fußgängerampeln in Nordamerika haben Signale mit den Farben orange (Portland orange) und weiß (Moon white). Dabei erscheinen die Anzeigen entweder in Textform („Don't Walk“/„Walk“) oder als Piktogramme (Hand oder Silhouette). Der Signalablauf einer Fußgängerampel ist dabei wie folgt:
In vielen Staaten Nordamerikas werden Anzeigen in Textform bei neueren Ampeln nicht mehr verwendet. Hier gibt es nur noch die Hand und die Silhouette.
Die Längen der einzelnen Phasen sind in einem Signalzeitenplan festgelegt, oder sie werden verkehrsabhängig gesetzt. In den Zeitfenstern zwischen den Grünzeiten der unterschiedlichen Fahrbeziehungen müssen die kritischen Verkehrsflächen (Konfliktflächen) geräumt werden. Diese Zeiten heißen Zwischenzeiten und werden nach den Räumwegen, Einfahrwegen und Geschwindigkeiten berechnet.
Bei der verkehrsabhängigen Steuerung wird durch Einsatz von Verkehrsdetektoren (Induktionsschleifen oder PIR-Sensoren) eine Umlaufzeit ermittelt, in der alle Verkehrsströme ausreichend bedient werden können. Die Umlaufzeit kann auch über einen gewissen Zeitraum konstant sein und per Wochenautomatik durch Umschaltung in andere Programme gewechselt werden. Dadurch kann auf verschiedene Verkehrsbelastungen (Berufs-, Tages- und Nachtverkehr etc) reagiert werden. Im Regelfall liegt die Umlaufzeit zwischen 60 und 120 Sekunden. Je höher die Umlaufzeit, desto höher in der Regel die Leistungsfähigkeit aber desto höher die Wartezeiten für die Verkehrsteilnehmer. Diese Leistungsfähigkeitssteigerung findet ihre Grenzen, wenn z. B. wartende Linksabbieger über ihre Linksabbiegespur hinaus zurückstauen und Fahrspuren verstopfen.
In großen Städten werden die Signalanlagen meistens zentral gesteuert und überwacht. Damit werden für Straßenzüge nach Tageszeit oder Verkehrsaufkommen jeweils die geeigneten Programme geschaltet, Störungen festgestellt und Daten der Verkehrsbelastung erhoben. Da die Computer zur Steuerung der Ampeln oft mit dem Internet verbunden sind, ist es für einen Hacker prinzipiell möglich, die Steuerung zu beeinflussen.
Bei der verkehrsabhängigen Steuerung werden die einzelnen Verkehrsströme je nach Bedarf bedient. Die einfachste Form ist die Fußgängerampel mit Drucktaste. Bei vollverkehrsabhängigen Anlagen wird die Länge der Phasen nach der Größe der jeweils gesteuerten Verkehrsströme berechnet. Bei grünen Wellen ist dieses nur bedingt möglich. Die verkehrsabhängige Steuerung kann aber auch verwendet werden, um bestimmten Verkehrsteilnehmern wie dem öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) Prioritäten zuzuteilen.
Des Weiteren können auch Feuerwehren, die Polizei oder das Militär Eingriffsmöglichkeiten auf die Steuerung haben. Die Feuerwehren und die Bundeswehr können lange und prompte Grünphasen für ausrückende Fahrzeuge von den Wachen aus anfordern. An einigen Anlagen befindet sich auch eine Handschaltung, an der der Signaldienst oder die Polizei auf den Programmablauf einwirken können. Dabei gibt es die Optionen Normalbetrieb, Hand ein (Ist-Zustand wird beibehalten), Start (Weiterschaltung um einen Schritt), LZA aus, LZA aus und Nebenrichtung gelb, alle gelb und Not-Aus. Programmlogiken (auch bei Handsteuerung) schützen den Verkehr vor der Freigabe für alle Fahrtrichtungen (so genanntes „feindliches Grün“).
An den Kreuzungen werden mehrere Signalgeber, die zu einer Signalgruppe zusammengeschaltet werden, pro Richtung angebracht. Die Signale sind an Hauptfahrbahnen an Peitschenmasten, an kurzen Masten an der Seite der Fahrtrichtung montiert, für übrige Straßenteile sind diese seitlich angebracht oder hängen hinab. Die Anbringung erfolgt weltweit überwiegend vor dem geschützten Bereich. In Nordamerika und Südafrika befinden sich die Signalgeber meist mittig über der Kreuzung. In Polen befinden sich teilweise die Peitschenmasten einige Meter hinter dem rechten Hauptsignal[3]. Damit hier von Fahrzeugführern, die direkt an der Kreuzung stehen, auch der Signalgeber sichtbar ist, werden zum Teil auch in Augenhöhe kleinere Signalgeber montiert.
Signalbegriffe werden mit einfarbigen Streuscheiben, bestimmte Fahrtrichtungen (z. B. Linksabbieger) zusätzlich mit Masken in diversen Pfeilformen, Richtungssignal genannt, dargestellt. Für Fußgänger-, Bus-, Straßenbahn- oder Sondersignale werden ebenfalls Masken in verschiedensten Formen verwendet.
Um den Verkehr gezielter zu steuern, gibt es neben der üblichen Form der Lichtzeichenanlage noch weitere Arten:
Bei großen Knotenpunkten ist es durchaus üblich, innerhalb der Kreuzung den Verkehr noch durch weitere Lichtzeichen zu steuern.
Zusätzlich zu den Lichtzeichen für den allgemeinen Fahrzeugverkehr sind meistens auch Zeichen für den Fußgängerverkehr und bei in die Kreuzung integrierten Radwegen auch für den Radverkehr vorhanden.[4] Diese bestehen nur aus einem roten und einem grünen Licht. In einigen Gebieten Deutschlands gibt es auch Anlagen, die für Fußgänger und Radfahrer aus zwei roten und einem grünen Licht bestehen. Der Grund hierfür ist, dass die Fußgänger und Radfahrer so besser auf die Wartephase aufmerksam gemacht werden. In den letzten Jahren wird jedoch aus Kostengründen immer häufiger auf das zweite rote Signal verzichtet. Die Signale für Fußgänger- und Radfahrer können entweder rund wie in Deutschland oder rechteckig wie in Österreich ausgeführt werden. Meistens ist in der Streuscheibe noch symbolisch eine stehende bzw. eine gehende Figur angezeigt. Für die Radfahrer wird lediglich das Sinnbild eines Fahrrades angezeigt.
In Düsseldorf gibt es flächendeckend als Besonderheit auch für Fußgänger eine Gelbphase in Form eines waagerechten Balkens, im Unterschied zum Gelbsignal des rollenden Verkehrs wird hiermit die Räumzeit signalisiert. In Aachen gab es diese Besonderheit bis 2006 an zwei Ampeln, nach der Umstellung vieler Ampeln auf Leuchtdioden wurde sie nicht übernommen. In Düsseldorf dagegen werden auch neue Ampeln wieder mit dem zusätzlichen Signal ausgestattet. Die zusätzliche Sicherheit wird von der Stadt aktiv mit dem Titel „Gelb-Zeit“ mit Plakaten und Broschüren beworben. Fußgängerkreuzungen mit Straßenbahnen werden oft durch zwei wechselseitig blinkende gelbe Lichter gesichert, auf denen durch eine Maske eine Straßenbahn dargestellt wird.
Durch Zusammenschalten mehrerer Anlagen hintereinander, die aufeinander abgestimmt sind, ist bei konstanter Umlaufzeit eine so genannte „grüne Welle“ möglich.
Planerische konkurrierende Belange bei der Gestaltung eines Signalprogramms sind: grüne Welle für den Kraftfahrzeug-Verkehr, grüne Welle für den Radverkehr, durchgängige Fußgängerquerungsmöglichkeit über Mittelinseln hinweg, Freigabezeitbedarf des öffentlichen Verkehrs, Blinden-LSA, Sicherheitsaspekte, Leistungsfähigkeit.
Von einer Pförtneranlage, Pförtnerampel oder Zuflussdosierung spricht man, wenn die Leistungsfähigkeit an einem bestimmten Signalquerschnitt absichtlich gemindert wird; siehe Zuflussregelungsanlage. Sie hält den nachfolgenden Streckenabschnitt frei von Staus und damit funktionsfähig. Weiterhin werden Emissionen stehender und beschleunigender Kraftfahrzeuge in den Bereich vor der Lichtzeichenanlage verlagert.
Bei einer Bedarfsampel (Gelb-Rot) wird im Regelfall freie Fahrt gegeben (es gelten die Vorfahrtsregeln bzw. die Beschilderung), und die Ampel ist aus. Nur bei Bedarf wird das Signal eingeschaltet. Zuerst leuchtet für fünf Sekunden das gelbe Licht und danach das rote Licht. Man findet diese Variante häufig bei Bahnübergängen, Fußgängerüberwegen, aufgeweiteten Knotenpunkten sowie an Ausfahrten von Einsatzfahrzeugen wie z. B. an Feuerwachen.
Verkehrsabhängige Anlagen werden bei Kreuzungen mit schwachem Querverkehr verwendet, wobei der Querverkehr erst bei Annäherung eines Fahrzeuges, erfasst durch Verkehrsdetektoren (Induktionsschleifen oder PIR-Sensoren), freie Fahrt bekommt. Bei stark belasteten Knotenpunkten kann die Freigabezeit verkehrsabhängig ebenfalls durch Induktionsschleifen gesteuert werden.
Bei Bedarfsanlagen für Fußgängerübergänge werden die Ampeln erst auf Knopfdruck eines Fußgängers für ihn auf Grün geschaltet. Ein Sonderfall hiervon ist die „Schlafampel“, die sich erst beim Knopfdruck einschaltet und damit Energie spart. Diese Art der Ampel zeigt nach dem Einschalten (durch Knopfdruck eines Fußgängers) zunächst Grün für den Autoverkehr, um dann auf Rot für den Autoverkehr und Grün für Fußgänger und wieder zurück zu schalten. In der nächsten Grünphase für Autofahrer schaltet sie sich dann wieder vollständig ab.
An Knotenpunkten mit geringem Fußgänger- oder Radverkehrsaufkommen werden zurzeit so genannte „intelligente“ Ampelanlagen installiert, die im Volksmund auch „Bettelampeln“ genannt werden. Analog dazu wird der Anforderungstaster umgangssprachlich als "Bettelschalter", die gesamte Einrichtung als "Bettelschaltung" bezeichnet. An solchen Kreuzungen bekommen Fußgänger und Radfahrer nicht automatisch im Ampelumlauf Grünlicht, sondern müssen es anfordern, um eine Straße überqueren zu können. Dann heißt es warten bis zum nächsten Ampelumlauf.
Zuflussregelungsanlagen regeln mit Hilfe von LZA den Zufluss von Kraftfahrzeugen auf Autobahnen.
Mit Hilfe einer Vorrangschaltung können Busse, Bahnen und Einsatzfahrzeuge bereits vor Eintreffen am Knoten Grün anfordern (siehe unten).
Wenn die Installation eines senkrecht stehenden Signalgebers beispielsweise durch eine Höheneinschränkung in einem Tunnel nicht möglich ist, so können diese auch waagrecht angeordnet werden, und zwar in der Reihenfolge rot – gelb – grün von links nach rechts (gilt für den Rechtsverkehr).
Temporäre Lichtsignalanlagen an Baustellen besitzen meistens nur zwei Signalgeber, die miteinander über Funk verbunden sind. Sie regeln ein einspuriges Straßenstück, das jeweils nur in einer Richtung durchfahren werden kann. Wichtig ist die korrekte Einstellung der Räumzeiten, die je nach der Länge der Baustelle stark variieren können. Da sie meistens mobil eingesetzt werden, sind sie mit Akkus als Stromversorgung und mit einer Funkverbindung ausgestattet.
Auch an permanenten Engstellen können ähnlich den Baustellenanlagen für zwei entgegengesetzte Richtungen Lichtzeichen angebracht sein. Ebenso können Lichtzeichen für eine notwendige Komplettsperre eines Straßenabschnitts eingesetzt werden, z. B. bei Tunneleinfahrten im Falle eines Verkehrsunfalls oder Brandes.
Der nicht beleuchtete Grünpfeil ist eine Ergänzung an Lichtzeichenanlagen, durch die die Wartezeit für Rechtsabbieger bei bestimmten Verkehrsituationen verkürzt wird. Dargestellt wird er durch einen nach rechts gerichteten Pfeil auf einer kleinen Blechtafel rechts neben dem roten Licht der Ampel (Zeichen 720). Er erlaubt Fahrzeugen das Abbiegen nach rechts trotz rotem Lichtzeichen an einer Ampel, wenn sie zuvor an der Haltelinie angehalten haben und wenn eine Behinderung oder Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer, insbesondere des Fußgänger- und Fahrzeugverkehrs der freigegebenen Verkehrsrichtung, ausgeschlossen ist.
Mancherorts wird den Radfahrern ein Ampelgriff zum Festhalten angeboten.
Viele Fußgängerampeln sind zusätzlich mit akustischen Freigabesignalen ausgestattet, durch die Sehbehinderte am Geräusch erkennen können, ob sie gehen dürfen oder nicht und in welcher Richtung die Freigabe erfolgt. Das akustische Freigabesignal muss eine Frequenz von 880 Hz ± 50 Hz haben und soll mit einer Taktfrequenz von 2 Hz ± 10 % betrieben werden. Das Ein-/Ausschaltverhältnis beträgt 1:1 ± 10 %. Um den Signalmast auffinden zu können, werden oft Pilottöne an den Signalmasten abgegeben. Sie müssen sich von den Freigabetönen deutlich unterscheiden. Die RiLSA schlagen ein Tickergeräusch im Dauerbetrieb vor, das im Umkreis von 5 m des Signalmastes zu hören sein soll. Eine weitere Möglichkeit sind taktile Signalgeber (meistens gelbe Kästchen) an deren Oberseite eine Vibrationsplatte mit einem tastbaren Pfeil angebracht ist. Bei Grün vibriert diese Platte.
Lichtsignalanlagen mit Restzeitanzeige zeigen in einem zusätzlichen Feld die verbleibende Wartezeit bis zum grünen Signal. Solche Anlagen existieren sowohl für den Kraftfahrzeugverkehr als auch für Fußgänger und sind in manchen Ländern die Regel, in Deutschland bisher sehr selten. In vielen Ländern gibt es außerdem Lichtzeichenanlagen, die auch die Restdauer der Grünphase anzeigen, So z.B. in Hamburg an der Binnenalster und am Bochumer Hauptbahnhof. Bei verkehrsabhängig gesteuerten Lichtzeichenanlagen ist die Anzeige der Restzeit weitgehend unmöglich. Die Freigabe hängt z. B. vom Abriss eines Fahrzeugpulks ab, der in der Regel nur festgestellt werden kann, sobald dieser Zustand detektiert werden kann. Um in solchen Fällen die Restzeit anzugeben, müsste man in die Zukunft sehen können.
Sonderformen gibt es auch für Straßenbahnen oder Omnibusse. Diese sind mit der Standardampel zusammengeschaltet, sind aber nur für diese Verkehrsmittel von Bedeutung. Diese Signale (weiße Symbole auf schwarzem Grund) gelten in Deutschland für den Straßenbahnverkehr bundesweit (Anlage 4 der BOStrab), wobei die Signale für Straßenbahnen auch für Omnibusse fast überall übernommen wurden (in manchen Orten gibt es für den KOM-Verkehr auch andere Lichtsignale).
Mit Hilfe einer Signalbevorrechtigung (auch ÖPNV-Priorisierung genannt) können ausgewählte Verkehrsarten bevorzugt werden. Sie wird in der Regel eingesetzt, um die Wartezeiten für Busse, Straßenbahnen, Polizei oder Feuerwehr zu minimieren. Deren Annäherung wird mit Hilfe besonderer Detektoren erkannt (z. B. Infrarotbakensystem, Oberleitungskontakt). Die Lichtsignalanlage verändert daraufhin die Länge der Grünzeit oder auch die Phasenfolge zu Gunsten dieser Fahrzeuge. Vorteile sind zum einen eine spürbare Beschleunigung des ÖPNV und die Vermeidung von Unfällen mit Einsatzfahrzeugen. Zum anderen ist es für den übrigen Verkehr vorteilhaft, dass besondere Phasen für Busse und Straßenbahnen nur dann geschaltet werden müssen, wenn sich ein solches Fahrzeug der Kreuzung nähert.
Der Erhalt einer Grünen Welle ist allerdings mit der ÖPNV-Priorisierung kaum mehr möglich.
An Bahnübergängen zeigt ein Blinklicht dem Lokführer, dass die Anlage in Betrieb ist.
Eine Sonderform der LSA-Schaltung stellt das sog. Diagonalqueren (Rundum-Grün) für Fußgänger dar. Dabei zeigen an einer Kreuzung alle Fußgängersignale gleichzeitig „Grün“, was ein beliebiges Überqueren der Kreuzung erlaubt. Abbiegeunfälle zwischen Fahrzeugen und Fußgängern werden damit vermieden. Diese in Japan sehr häufige Regelung ist in Europa mit Ausnahme von Versuchsanlagen bisher unüblich. Allerdings gibt es vereinzelt Kreuzungen in Europa, die diese Methode anwenden. In Deutschland gibt es z. B. in Aachen einige entsprechende Kreuzungen und in Köln-Nippes: Neusser Str. - Wilhelmstr., in Coburg Mohrenstr. - Hindenburgstr., sowie in Trier mindestens zwei: Paulinstr. – Zeughausstr. – Balthasar-Neumann-Str. in der Nordstadt und Saarstr. – Hohenzollernstr. – Leoplatz in der Südstadt. In München gibt es diese Schaltung in der Nähe des Harras in der Pfeuferstraße Ecke Lindwurmstraße. In Österreich ist dies z. B. in Wien bei der Kreuzung „Mariahilfer Straße - Neubaugasse - Amerlingstraße“ der Fall. Durch den sehr starken Fußgängerverkehr auf der Einkaufsstraße Mariahilfer Straße wären an dieser Kreuzung andere Phasenschaltungen für die Fußgänger zum Teil sehr gefährlich.
Eine weitere Sonderart stellt die Schaltung Alles Rot – Sofort Grün dar. In der Grundstellung zeigt die Lichtzeichenanlage an allen Signalgebern „Rot“. Über entfernt liegende Detektoren oder an den Masten angebrachte Fußgängerdrücker kann die Grünphase angefordert werden. Die Umschaltung erfolgt hier in der Regel sofort, da nach größeren Rotzeiten keine Zwischenzeiten mehr abgewartet werden müssen.
Fällt die Steuerung einer Lichtzeichenanlage aus, wird automatisch das Signalnotprogramm gestartet und jede Signalgruppe der "Nebenrichtung" erhält gelbes Blinklicht. Falls in einer Richtung die Rotlichter im Haupt-KFZ-Signal ausfallen, so ist eine Rotausfallsicherung eingebaut und schaltet die Anlage ebenfalls auf gelb blinkend. Außerdem ist eine Sicherung eingebaut, dass nicht durch etwaige Schalt- oder Bauteilfehler zwei kreuzende Richtungen gleichzeitig grün („Feindliches Grün“) haben. In dies