Besser mobil dank Künstlicher Intelligenz
11. März 2024
Die Mobilität von morgen soll einfacher, umweltfreundlicher und vernetzter gestaltet sein. Auf dem Weg dorthin spielt die Digitalisierung eine wichtige Rolle – ein Stichwort lautet Künstliche Intelligenz. KI-Systeme kommen unter anderem beim autonomen Fahren zum Einsatz, wo sie vielfältige Daten verarbeiten und so das Fahrzeug selbstständig durch den Verkehr navigieren. Darüber hinaus lässt sich KI auch in anderen Bereichen der Mobilität nutzen: Ein Blick auf Anwendungsmöglichkeiten, die bereits heute umgesetzt werden.
KI in der Verkehrssteuerung
Hohe Luftverschmutzung, Staus in der Rushhour, lange Wartezeiten für Fußgänger*innen: Wie kann der Verkehrsfluss in Städten optimiert werden, um dem entgegenzuwirken? Abhilfe können KI-Ampeln schaffen, wie das Projekt „KI4LSA: Künstliche Intelligenz für LichtSignalAnlagen“ des Fraunhofer Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) zeigt. In einem realitätsgetreuen Simulationsmodell einer vielbefahrenen Kreuzung wurde der Algorithmus mit unzähligen Daten trainiert, um die bestmöglichen Ampelschaltungen zu identifizieren, bevor das KI-System im Reallabor in Lemgo getestet wurde. Das Ergebnis: Durch die per Künstlicher Intelligenz koordinierten Ampeln konnte die Reisezeit für Fahrzeuge im Schnitt etwa um zehn Prozent reduziert werden. Zudem konnten in der Simulation ca. 15 bis 20 Prozent weniger Lärm und Schadstoffe gemessen werden.
Grüne Welle dank intelligenter Ampel
Wie eine komplexe KI-Ampel im Einsatz funktioniert, lässt sich in Hamm beobachten: Im Sommer 2023 wurde an einer Kreuzung die erste komplett durch Künstliche Intelligenz gesteuerte Ampelanlage Deutschlands eröffnet. Ein Kamerasystem erfasst und klassifiziert alle Verkehrsteilnehmenden nach Kfz, Rad und Fußgänger*innen und zeichnet zudem auf, mit welcher Geschwindigkeit sie in welche Richtung unterwegs sind. Dadurch berechnet die KI, wer wann an der Ampel ankommen würde – und kann so die Grünphasen vorausschauend planen. Radfahrende haben nun häufiger eine grüne Welle, größere Gruppen von Fußgänger*innen bekommen mehr Zeit, um die Straße zu überqueren. Gleichzeitig soll die KI darauf achten, dass es trotz der Vorteile für Rad- und Fußverkehr keine größeren Einschränkungen für Autofahrer*innen gibt, damit beispielsweise keine Rückstaus entstehen. Insgesamt erhöht sich also die Sicherheit im Straßenverkehr.
Smarte Parkplatzsuche
Ein weiterer Aspekt im städtischen Verkehr, bei dem Künstliche Intelligenz Verbesserungen schaffen kann, ist die Parkplatzsuche. Laut Schätzungen des ADAC entfällt ein Drittel des Verkehrs in Innenstädten auf den Parksuchverkehr – und sorgt so für einen höheren Ausstoß von Feinstaub und CO2-Emissionen. Intelligente Sensoren, die Daten von Straßen und Parkflächen sammeln und auswerten, helfen beim smarten Parkraummanagement. Ein Beispiel hierfür ist das System des Aachener Unternehmens SONAH: Sensoren, die an Straßenlaternen, Masten oder hohen Gebäuden angebracht werden, überblicken das Verkehrsgeschehen und liefern so Informationen zum urbanen Raum, die beispielsweise in Navigations- oder Parkplatz-Apps genutzt werden können. Mit diesem Konzept gewann SONAH im Jahr 2018 den Mobility Start-up Pitch NRW und konnte das System seitdem erfolgreich in die Aachener Infrastruktur integrieren.
KI im Nahverkehr
Der Nahverkehr gilt als Rückgrat der Mobilität der Zukunft – dank Künstlicher Intelligenz kann das Angebot bereits heute gestärkt werden. Die Deutsche Bahn setzt beispielsweise bei der Planung des S-Bahn-Betriebs in Stuttgart oder München auf die Unterstützung von KI, um Verspätungen zu vermeiden. Auch bei der Instandhaltung und Wartung kann KI für mehr Effizienz sorgen. In NRW wird Künstliche Intelligenz unter anderem bei folgenden Nahverkehrsprojekten genutzt:
Der MultiBus der WestVerkehr GmbH kommt vor allem in ländlichen Bereichen im Kreis Heinsberg zum Einsatz, in denen sonst nur ein schwaches ÖPNV-Angebot besteht. Die Kleinbusse verkehren ohne festen Linienweg und nur nach Vorbestellung. So kommen die Fahrgäste bequem ans Ziel, während gleichzeitig Leerfahrten von Linienbussen vermieden werden. Um den Einsatz dieses On-Demand-Dienstes besser planen zu können, arbeiten die WestVerkehr GmbH und das Unternehmen KI performance an einer durch KI gestützten Prognose: Daten zur Auslastung der Kleinbusse, den lokalen Wetterverhältnissen und möglichen lokalen Veranstaltungen werden mit den Buchungsanfragen kombiniert und analysiert. Dadurch können die MultiBusse schneller dort eingesetzt werden, wo mehr Fahrgäste und Buchungen erwartet werden können.
Wie voll wird mein Bus sein? Dank des Projekts ABOARD (AI Based OccupAncy pReDiction) der Better Mobility GmbH sollen Fahrgäste und Verkehrsunternehmen erfahren, wie die erwartete Auslastung sein wird. Das KI-gestützte Prognosemodell arbeitet dabei ohne Zählsysteme, sondern mit Daten aus Verbindungsanfragen innerhalb von Mobilitätsapps. So wird aus dem tatsächlichen Bedarf eine Prognose berechnet, auf deren Grundlage beispielsweise Einsatzplanungen für den Busverkehr abgeleitet werden können.
Mit dem Projekt bergisch.smart_mobility wurde im Bergischen Städtedreieck ein Reallabor zu KI-basierter Mobilität eingerichtet, um Ideen für die digitalisierte Mobilität der Zukunft anzustoßen. Vier Teilprojekte befassten sich mit verschiedenen Aspekten smarter Mobilitätslösungen: Dazu gehören unter anderem die Entwicklung des On-Demand-Services Hol mich! App in Wuppertal oder der Einsatz von Sensorik zur Verkehrsmessung und -steuerung in Solingen für ein KI-basiertes Verkehrsmanagement.
