Forschungsprojekt in Landau
Verkehr managen über clevere Ampeln und KI
Verkehr soll durch intelligente Ampelschaltung fließen
Mithilfe von KI-gestützten Lösungen sollen Verkehrsdaten ausgewertet und Verkehrsflüsse optimiert werden. Gleichzeitig werden Umweltdaten gesammelt, um festzustellen, inwieweit weniger Stop-and-Go oder Stau die Emissionen sinken lässt. In Leipzig liegt der Fokus auf dem Aufbau eines Umweltdatenmessnetzes für eine umweltsensitive Verkehrssteuerung. Etwa 50 Luftqualitätssensoren sind dort im Einsatz. In Landau konzentriert sich das Projekt darauf, die Verkehrsflüsse in der Kommune über eine intelligente Ampelschaltung zu verbessern. Die zahlreichen Pendler sorgen zu Stoßzeiten regelmäßig für stockenden Verkehr auf den Hauptverkehrsstraßen.
Ampelsteuerung über Wärmebildsensorik
Landau eignet sich gut für das Projekt, erklärt Bernhard: „Wir haben unsere Lichtsignalanlagen in den letzten Jahren mit Wärmebildsensorik modernisiert.“ Das Projekt könne darauf aufsetzen und mit künstlicher Intelligenz den nächsten Schritt gehen. Gemeint ist damit: die Verkehrsabläufe in Echtzeit belastungsabhängig zu steuern.
Bisher läuft die Ampelsteuerung in Landau über Wärmebilddetektion, die Autos, Fahrräder oder Fußgänger erkennt. „Dazu ist an jeder Ampelanlage ein Steuergerät verbaut, das die Ampeln steuert“, so Bernhard. In einer Ampelanlage sind verschiedene Schaltprogramme mit festen Umlaufzeiten programmiert. Wobei die Umlaufzeit, die Zeit ist, die eine Ampel benötigt, um von einer Grünphase zur nächsten umzuschalten. 90 Sekunden sind das in der Regel in Landau.
Verkehrsmanagement in Echtzeit
Wie sich die Grünphasen für jede Fahrtrichtung verteilen, ist unterschiedlich und hängt vom Verkehrsaufkommen der jeweiligen Straßen ab. Hauptstraßen mit einer hohen Verkehrsbelastung benötigen eine längere Grünphase als Nebenstraßen. Das Ganze wird über verschiedene Signalprogramme gesteuert. „Die Wärmebildkameras entscheiden, wann welches Signalprogramm zur Anwendung kommt“, erläutert der Mitarbeiter vom Stadtbauamt.
AIAMO soll mit Künstlicher Intelligenz die Signalprogramme in Echtzeit auf den aktuellen Stand bringen – und steuert so die Verkehrsabläufe über die Ampelschaltungen belastungsabhängig. Bernhard weiß: „Der Verkehrsfluss ändert sich über den Tag und kann sich auch in einer Stunde oder Minute ändern – etwa bei einer geschlossenen Bahnschranke.“
Vorstufe mit digitalem Zwilling
Dann nämlich gibt es ein Zeitfenster, wo sehr wenige Autos auf der Straße sind, weil die Schranke geschlossen ist. Sobald die Bahnschranke sich öffnet, fahren innerhalb von kurzer Zeit sehr viele Autos los. „Unsere aktuelle Technik ist nicht in der Lage, das in dieser kurzen Zeit umzustellen und für die Fahrtrichtung eine längere Zeit für die Ampelanlagen programmieren“, so Bernhard.
AIAMO indes würde diese Situation erkennen und eine verlängere Umschaltzeit für die nächsten Ampeln aktivieren, um den Pulk an Fahrzeugen abzuleiten. Doch bis es so weit ist, werden diese Abläufe mithilfe der gesammelten Daten der Landauer Ampelanlagen und einem digitalen Zwilling simuliert. So lernt die KI, wie unterschiedliche Szenarien im realen Straßenverkehr zu verbessern sind – wie etwa eine veränderte Ampelschaltung nach einer geöffneten Bahnschranke. Diese Verkehrssimulation ist Teil der aktuellen Trainingsphase im Projekt. Später, während des tatsächlichen Betriebs, wird das angelernte Modell im Einsatz sein.
Ergebnisse auf andere Kommunen übertragbar
Die Projektergebnisse sollen künftig Kommunen zur Verfügung stehen, die ähnliche Verkehrsprobleme haben. Leipzig und Landau haben unterschiedliche Herausforderungen im Verkehrsmanagement zu bewältigen – als Großstadt mit über 600. 000 Einwohnern und als mittelgroße Stadt mit rund 3. 000 Pendlerbewegungen jeden Tag. Das Ziel sind adaptive und nachhaltige Steuerungssysteme, die Kommunen helfen, Mobilität effizient und umweltschonend zu gestalten.
Bernhard jedenfalls ist Fan dieser Idee: „Das Projekt ermöglicht uns, neue Techniken sinnvoll in unser Verkehrssystem einzubinden und einen praktischen Nutzen daraus zu ziehen.“ Denn neben einem verbesserten Verkehrsfluss und weniger Rückstau an Ampelanlagen würden die Bürgerinnen und Bürger auch von weniger Lärm- und Schadstoffbelastung profitieren.
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