Stuttgarts Leitstelle SIMOS modernisiert ihre Medientechnik
von Dominik Roenneke,
Die Abkürzung SIMOS beschreibt die „Leitstelle für Sicherheit und Mobilität in Stuttgart”. Sie ist direkt neben der Feuerwache 3 am Cannstatter Wasen untergebracht und beherbergt zwei voneinander unabhängige Leitstellen. Nach 14 Betriebsjahren wurde in 2019 die Modernisierung der Medien- und Visualisierungstechnik begonnen. Das Ingenieurbüro Erben Engineering GmbH wurde mit der Konzeption und der Planung beauftragt, die Integration erfolgte durch mevis.tv.
In der SIMOS-Leitstelle sind zum einen die Integrierte Leitstelle (ILS) untergebracht, in der die Feuerwehr und das Deutsche Rote Kreuz, rund um die Uhr im 24/7-Betrieb, alle 112-Notrufe aufnehmen. Zum anderen die Integrierte Verkehrsleitzentrale, kurz IVLZ, besetzt durch Disponenten aus den Bereichen Amt für öffentliche Ordnung (AföO), Tiefbauamt (TBA), Stuttgarter Straßenbahnen (SSB) und dem Polizeipräsidium Stuttgart (POL). Die IVLZ verantwortet die technischen Systeme zur Verkehrsbeobachtung, Verkehrslenkung/-steuerung und Verkehrsinformation innerhalb der Landeshauptstadt Stuttgart.
Die gesamte Visualisierungstechnik sollte modern und damit auf den aktuellen Stand der Technik gebracht werden. Die Betrachtungsbedingungen sollten überprüft und möglichst optimiert werden. Im Laufe des Planungsprozesses entstand dann auf Nutzerseite der Wunsch, die Lagewand der ILS zu vergrößern.
Ein hochverfügbares, integriertes „AV over IP“-Netzwerk für alle Audio- und Videoquellen der unterschiedlichen Nutzer sollte einen Echtzeit-Informationsaustausch ermöglichen und die Interoperabilität im Gebäude optimieren. In dem Zusammenhang sollte die vollständige Zentralisierung der Arbeitsplatzrechner der IVLZ und die Migration vom klassischen KVM-System zu einem „KVM over IP“-Konzept für alle Arbeitsplätze geplant und umgesetzt werden.
Selbstverständlich sollte die Modernisierung auch wieder Schnittstellen zu Drittsystemen z.B. dem Einsatzleitsystem, kurz ELS, oder zum Kameraüberwachungssystem herstellen und selbstverständlich höchste Flexibilität, maximale Verfügbarkeit und Betriebssicherheit gewährleisten.
SIMOS: Die Leitstelle ist seit 2006 in Betrieb. 2019 wurde mit der Modernisierung der Medientechnik begonnen. (Bild: Markus Guhl Fotografie)
Weiterhin gab es den Wunsch, das Gesamtkonzept hinsichtlich der systemimmanenten Schnittstellen auf möglichst wenige unterschiedliche Gerätetypen/Hersteller zu beschränken.
Die IT-Sicherheit des Gesamtsystems sollte selbstverständlich den aktuellen BSI-Anforderungen (Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik) entsprechen. Und schließlich sollten alle Modernisierungsaufgaben im laufenden Betrieb erfolgen, ohne die 24/7-Anforderungen einzuschränken.
Als Projektleiter auf Seiten der Nutzer war Projektleiter Sebastian Ams, B. Eng. Informationstechnik von der Branddirektion Stuttgart, der direkte Ansprechpartner. Er konnte laut Planer Guido Erben „in allen Technologiebereichen bis ins Detail Input geben, was Diskussionen und Entscheidungen mit dem Planungsteam maßgeblich unterstützte“.
Für Erben Engineering war es das dritte große Modernisierungsprojekt im Umfeld der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS). Der Planer aus dem Münsterland verantwortete das technische Konzept, die Planung, die Ausschreibung und die Qualitätssicherung. Teil der Aufgabe war es insbesondere, die technische Ausstattung sowie das Migrationskonzept, Testaufbauten und Terminpläne zu beschreiben. Guido Erben beschreibt seine Arbeitsweise als „die eines Architekten mit exakten Zeichnungen mit hoher Detailtiefe“.
Zunächst musste eine umfangreiche Bestandaufnahme durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die neue Planung auch ohne Probleme implementierbar sein würde.
Weiterhin galt es, die optimale bildgebende Technologie zu finden. Hierzu wurden Rückpro-Cubes mit LED, LED-Module und Steglos-LCD einem Vergleichstest unterzogen. Rückpro-Cubes schieden aus, weil die Bildübergänge je nach Betrachtungswinkel nicht farbneutral genug ausfielen. LED-Module mit dem vergleichbaren Pixel-Pitch (Bildpunktabstand) von 1,2mm waren für die Betrachtung von den vorderen Disponentenarbeitsplätzen nicht hochaufgelöst genug, und die Bildwiedergabe erwiesen sich als zu hell im Umfeld der Leitstelle. So fiel die Wahl auf Steglos-LCD, Barco Unisee 55″ in Full-HD.
Die Lagewand: 48 Unisee 55“-Full-HD-Displays von Barco ermöglichen eine Gesamtauflösung von 11.520 × 8.640px auf einer 7,28m breiten und 5,46m hohen Lagewand, die von der Rückseite her über drei Etagen zugänglich ist. (Bild: Markus Guhl Fotografie)
Auch die gewünschte Vergrößerung der Lagewand in der ILS musste genau bedacht werden, da der Wandausschnitt für die bestehende Bildwand nicht für eine Vergrößerung ausreichend dimensioniert war. Da umfangreiche Betonarbeiten im laufenden Betrieb der Leitstelle ausgeschlossen waren, wurde die neue Bildfläche vorgezogen und statisch neu berechnet.
Erben Engineering sah von Anfang an einen Probeaufbau vor, um die Implementierung durch den zu beauftragenden Integrator im laufenden Betrieb termingerecht ausführen lassen zu können. Guido Erben war sich sicher, dass nur mithilfe des Probeaufbaus mögliche Schwierigkeiten im Vorfeld rechtzeitig erkannt würden. So sollte der finale Aufbau in der Leitstelle dann nach dem erfolgreichen Testlauf eins-zu-eins mit allen verwendeten Komponenten sicher erfolgen.
Auch die Implementierung plante Erben Engineering sehr detailliert mit Blick auf tagesgenaue Arbeitsabschnitte und den Zeitplan. Besonderes Augenmerk lag auf der möglichst betriebsstörungsarmen Installation, überwiegend in Nachtschichten. All diese Vorgaben waren relevant für die Ausschreibung und damit bindend für den technischen Dienstleister.
Der Probeaufbau fand in einer der Pandemie-bedingt leerstehenden Messehallen der Stuttgarter Messegesellschaft statt. Diese bot beste Voraussetzungen, da sie logistisch sehr gut zu erreichen war (barrierefreie Anlieferung mit LKWs) und mehr als die notwendigen 8m Raumhöhe zur Verfügung standen. Der Probeaufbau half, die mechanischen Schwierigkeiten zu identifizieren, erste Einstellungen vorzunehmen und thermische Einwirkungen auf die eingesetzten Materialien zu testen. Ein wesentlicher Erkenntnisgewinn des Probeaufbaus war es, das Vogels/Barco-Gerüst durch eine zusätzliche rückseitige Verstrebung zu verstärken.
Der Probeaufbau erwies sich im Nachhinein als sehr sinnvolle Maßnahme und ermöglichte die anschließende problemlose und effiziente Implementierung in der Leitstelle.
Die Installationsphase selbst ist „mit keinem normalen Großprojekt vergleichbar“, so Alexander Blatterspiel, Geschäftsführer mevis.tv, vor allem da der normale Leitstellenbetrieb während der gesamten Umbaumaßnahme lückenlos weiterlaufen musste. So wurde in der ersten Projektphase in der Nacht zwischen 22 Uhr und 6 Uhr gearbeitet. Jede Woche endete mit einer gemeinsamen Leistungsfeststellung des gesamten Projektteams, um sicherzustellen, dass der Zeitplan eingehalten wurde. Die Nachtschichten dauerten insgesamt drei Wochen. In der Zeit sind die ILS-Mitarbeiter auf Ersatz-Arbeitsplätze ausgewichen, die extra für diese Umbauphase geschaffen wurden.
Während des Umbaus durften die Techniker die normalen Eingänge und Flure nicht benutzen, zumal der Umbau in der Zeit der Corona-Pandemie erfolgte. Ein Außengerüst und ein Lastenaufzug wurden außen an einem Balkon aufgebaut, um sämtliches Material einzubringen sowie das Personal zu befördern. Das stellte sicher, dass das normale Tagesgeschäft der Leitstelle möglichst wenig beeinflusst wurde.
Vorsorge wurde auch mit einem maßgerechten Staubschutzkonzept geleistet. Hierzu wurde eine maßgerechte Trennwand geplant und in der ILS eingebaut. Selbstverständlich durften auch keinerlei Flex- und Schweißarbeiten im Gebäude vorgenommen werden.
Nach vier Wochen waren der mechanische Aufbau und die Grundverkabelung fertiggestellt. „Die aufwendigen Vorarbeiten hatten sich mehr als bezahlt gemacht“, berichtet Alexander Blatterspiel. Alle weiteren Arbeiten, wie Weißabgleich, Redundanztests, Programmierungen etc. erfolgten wieder im regulären Tagbetrieb der Leitstelle.
Die medientechnischen Modernisierungen erfolgten in drei Bereichen der „Leitstelle für Sicherheit und Mobilität in Stuttgart”. Grundsätzlich wurde mit nur zwei unterschiedlichen Display-Typen gearbeitet, was die Komplexität im Servicefall reduzieren soll: 55“ Barco Unisee LCD und 98“ Samsung QM98N LED.
Planer Guido Erben fasst die Projektabwicklung wie folgt zusammen: „Außergewöhnliche Aufgaben erfordern besondere Lösungen. Die Modernisierungsaufgabe in der SIMOS war sowohl technisch als auch logistisch eine besondere Herausforderung. Mevis.tv hat diese Aufgabe mit hoher technischer Kompetenz und Zuverlässigkeit in einer sehr partnerschaftlichen Zusammenarbeit mit dem Projektteam umgesetzt. Als Planer freut es uns besonders, dass mevis.tv sich den Planungsansatz vollständig zu eigen gemacht und immer versucht hat, die Planungsvorgaben mehr als 100% zu erfüllen“.
48 steglose 55″-LCD-Displays bieten in der Leitstelle ausreichend Platz für grafische Darstellungen sowie eingehende Signale und ergeben eine Lagewand in der Gesamtfläche von 39,75m² (7,28 Breite × 5,46 Höhe). Die Gesamtauflösung beträgt 11.520 × 8.640px, was in dieser Baugröße einer LED-Wand mit 0,6mm Pixel-Pitch entspricht. Über einen Servicebalkon auf der Rückseite ist die Displaywand auf drei Ebenen zugänglich. Ein angefertigter Holzrahmen lässt sich im Falle eines Defekts aufklappen und ermöglicht es, einzelne Displays auszutauschen. Spezielle Schwingungs-Absorber an den Füßen der Unterkonstruktion dämpfen Vibrationen im Gebäude und schützen die Display-Wand vor Beschädigungen. Die medientechnische Anwendung ermöglicht eine „Ressourcenübersicht, die Darstellung von Einsatzschwerpunkten und die Koordination von Maßnahmen für ganz Stuttgart”.
Die integrierte Leitstelle: In der ILS nehmen die Feuerwehr und das Deutsche Rote Kreuz rund um die Uhr im 24/7-Betrieb alle 112-Notrufe entgegen. (Bild: Markus Guhl Fotografie)
Die 14 steglosen 55″-LCD-Displays bieten den vier im Raum anwesenden Parteien ausreichend Platz, die angebundenen Videosignale nach eigenem Ermessen darzustellen. Die Display-Wand ist von hinten begehbar und in eine geschreinerte Schrankwand eingearbeitet. Die Racks für die externen Display-Netzteile und Verkabelungen sind redundant und in einem eigenen Schallschutzgehäuse untergebracht. Die Dämpfung von Schwingungen durch Absorber sorgt zudem für Schutz vor externen Einflüssen.
Zusätzlich zur Erneuerung der Medientechnik wurde durch mevis.tv in der IVLZ eine „Multikonsole“ eingerichtet. Mit diesem KVM over IP-System, welches hauptsächlich aus Komponenten der Firma Weytec besteht, ist es möglich von den vier Arbeitsplätzen der IVLZ aus, eine enorme Vielzahl von Signalen routen und steuern zu können. Eine komplexe Rechte- und Rollenmatrix definiert dabei, welcher Nutzer zu welchen Quellen Zugang hat.
Für das Personal im Raum stellen die Medientechnik sowie die „Multikonsole“ wichtige Bausteine dar, zur Verkehrsbeobachtung, Verkehrslenkung und -steuerung sowie für die Herausgabe von Verkehrsinformationen.
Die integrierte Verkehrsleitzentrale: Die IVLZ ist der Arbeitsplatz für die Disponenten aus den Bereichen Amt für öffentliche Ordnung (AföO), Tiefbauamt (TBA), Stuttgarter Straßenbahnen AG (SSB) und Polizeipräsidium Stuttgart (POL). Die IVLZ verantwortet die technischen Systeme zur Verkehrsbeobachtung sowie technischen Systeme zur Verkehrsbeobachtung, Verkehrslenkung/-steuerung und Verkehrsinformation innerhalb der Landeshauptstadt Stuttgart. (Bild: Markus Guhl Fotografie)
Zwei weitere Stabsräume wurden mit großen Monitoren und Frontlautsprechern ausgestattet. Je nach Szenario kann auch hier das gewünschte Signal angezeigt und bei Bedarf als Splitscreen ausgespielt werden. Die Stabsräume sind für Besprechungen und zur Darstellung von Notfallszenarien ausgelegt.
Die Stabsräume: Mit Samsung 98″-Displays und Frontlautsprechern sind die beiden Räume ausgestattet, für Lagebesprechungen oder auch Notfallszenarien. (Bild: Markus Guhl Fotografie)Verwaltung und Führung: Je nach Szenario können hier die gewünschten Signale angezeigt oder bei Bedarf als Splitscreen ausgespielt werden. (Bild: Markus Guhl Fotografie)
Von Anfang an war eine Signaldistribution via AV over IP (Multicast IGMP) geplant. So können alle Quellen encodiert beliebig an die gewünschten Senken verteilt werden. Für die Videokomprimierung kommt H.264/MPEG-4 AVC (Full-HD 1.080px) zum Einsatz. Eine Umstellung auf H.265/HEVC (UHD 4K) ist technisch vorbereitet. Alle Signale werden über Netzwerkswitche verteilt und lassen sich damit im ganzen Gebäude nutzen.
Über Glasfaser steht innerhalb des Gebäudes eine Bandbreite von mindestens 10Gbit/s Bandbreite zur Verfügung. Die Bandbreite ist für den „gleichzeitigen Transport von zirka 500 H.264-Streams“ ausgelegt und kann mittels Port-Bündelung im laufenden Betrieb noch erhöht werden, berichtet Sebastian Ams.
AV over IP: Die visuelle Anmutung entspricht der eines Rechenzentrums. Hier werden alle Videosignale über Netzwerkanbindung distribuiert. (Bild: Markus Guhl Fotografie)
Alle Netzwerkkomponenten sind redundant ausgelegt und an die Notstromversorgung des Gebäudes angeschlossen. Sebastian Ams erläutert weiter: „Die IP-Streams der Feuerwachen (Kameras der Außenüberwachung) werden zukünftig ebenfalls direkt via 1Gbit/s-Lichtwellenleiter-Ethernet in das zentrale Medientechniknetzwerk eingespeist. Eine Ausspielung von IP-Streams Richtung der Feuerwachen wäre bei Bedarf mit geringem technischem Aufwand realisierbar. Zusammengefasst lässt sich sagen, dass durch den ‚IP-only‘-Ansatz volle Flexibilität bei maximaler Betriebssicherheit ermöglicht wird. Theoretisch besteht durch die Erweiterbarkeit der Netzwerkverbindungen keine Limitierung bei der Anzahl der IP-Streams.“
In der Vergangenheit erfolgte die Steuerung der Medientechnik und der Raumfunktionen über dedizierte Tablets mit proprietärer Software. Änderungen mussten kostenintensiv über eine externe Fachfirma durchgeführt werden. Um hier zukünftig flexibler sein zu können und eine intuitive Bedienung innerhalb der SIMOS-Leitstelle zu ermöglichen, sollte zukünftig ein „hybrider und geräteunabhängiger Ansatz verfolgt werden“, nämlich mit einer webbasierten Benutzeroberfläche (HTML5). Über entsprechende Firewall-Regeln und eine vorgeschaltete Authentifizierung ist die Steuerung vor unbefugtem Zugriff geschützt.
Mediensteuerung: Die Signalverteilung auf den Display-Wänden erfolgt über eine Mediensteuerung via Touchscreen. Das ist in allen Bereichen gleich ausgeführt und erfolgt mittels Browser im Kiosk-Modus ohne proprietäre Hardware. (Bild: Markus Guhl Fotografie)
In den Stabsräumen befindet sich jeweils ein Tablet zur Steuerung der Medientechnik und der Raumfunktionen mit einer Crestron-App. Alternativ kann die Mediensteuerung auch über den Browser am PC erfolgen. Die Anbindung der Raumfunktionen (Licht, Lüftung, Verschattung) erfolgt pro Raum über ein separates IP-KNX-Gateway, so dass die Funktionen bei einem Teilausfall des KNX-Busses oder des Netzwerkes autark gesteuert werden können. Aus Redundanzgründen gibt es die Mediensteuerung zweimal auf zwei unabhängig zur Verfügung stehenden Servern.
„Ein solches Projekt im laufenden Betrieb einer Großstadt-Leitstelle zu realisieren, ohne dass es hierdurch zu temporären Leistungsminderungen kommt, ist eine besondere Herausforderung. Hinzu kamen noch die speziellen Anforderungen durch die Corona-Pandemie. Die Projektpartner haben diese Herausforderungen gemeinsam angenommen, entsprechende Lösungen erarbeitet und diese erfolgreich umgesetzt“, so Sven Lehmann, Branddirektion, Abteilung Einsatz / Integrierte Leitstelle.
Daraus kann man den Schluss ziehen, dass die erfolgreiche Umsetzung auf einer akribischen Planung und Realisierung aller Beteiligten basiert.
Mit 40 Jahren AV-Erfahrung gehört das Planungsteam aus dem Münsterland zu den etablierten Top-Planern für Medien- und AV-Systeme. Erben Engineering plant und berät bundesweit und im europäischen Ausland in anspruchsvollen AV-Projekten. Das Leistungsbild umfasst audiovisuelle und multimediale Projekte in allen Anwendungen und Größenordnungen, vom Seminarraum bis zum Audimax, von der Schulaula bis zur Großbühne, vom Besprechungsraum bis zum Konferenzzentrum und vom Stabsraum bis zur 24/7-Großleitstelle. Die technischen Wurzeln des Büros liegen im Studio- und Broadcastsegment. Seit über 20 Jahren plant Erben Engineering AVoIP-Projekte: „Unsere Erfahrung, Technologie- und Projektkompetenz kommen unseren Auftraggebern insbesondere bei aufwendigen Modernisierungsprojekten wie der SIMOS sehr zugute“, so Guido Erben, Inhaber und Geschäftsführer der Erben Engineering GmbH.Erben Engineering ist unter anderem in sicherheitskritischen Einrichtungen für oberste Landes- und Bundesbehörden tätig und verfügt über die für diese Tätigkeiten erforderlichen Zertifizierungen und Sicherheitsüberprüfungen.
Mit aktuell 90 Mitarbeitenden, davon 70 im technischen Bereich, deckt mevis.tv die komplette Bandbreite medientechnischer Aufgabenstellungen ab. Zu diesem Leistungsangebot gehören der Bau einfacher Konferenzräume, aber auch komplexe Projekte, wie z.B. die medientechnische Ausstattung von Podcast-Studios, Auditorien, Theatern, AR-Sälen, bis hin zu großen Outdoor- und Indoor LED-Installationen und mit SIMOS als Referenz nun auch die medientechnische Ausstattung von Leitwarten. Das Unternehmen verfügt über eine große Serviceabteilung mit einem eigenen Network Operation Center (MNOC), um über Remote-Management und Remote-Monitoring Plattformen große, zentrale und dezentrale Rauminstallationen fernzuüberwachen. Das alles gehört zur Basis, um den Kunden auch maßgeschneiderte AVaaS-Konzepte anbieten zu können. Die Mitgliedschaft im AV-Netzwerk für die DACH-Region und in der weltumspannenden PSNI-Alliance hilft dabei, für alle Aufgabenstellungen eine ortsnahe Präsenz anbieten zu können. Abgerundet wird das Angebot durch eine sehr leistungsstarke eigene Eventabteilung.
