Verkehrsleitsystem mit KI „Jeder, der nicht im Straßenverkehr getötet wird, ist ein enormer Gewinn“

Autor: Sven Prawitz

Ein Forschungsprojekt soll die Technik liefern, um das Verkehrsgeschehen digital abbilden zu können. Null Verkehrstote heißt das Ziel. Wir sprachen mit Projektleiter Alois Knoll über Ziele, den Stand der Technik und so manche Hürde.

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Prof. Alois Knoll, TU München: „Es wird sehr schwierig für die Autohersteller, gegen den publizierten Stand zu behaupten, sie könnten das autonome Fahren ohne zusätzliche Perspektive schaffen.“
Prof. Alois Knoll, TU München: „Es wird sehr schwierig für die Autohersteller, gegen den publizierten Stand zu behaupten, sie könnten das autonome Fahren ohne zusätzliche Perspektive schaffen.“
(Bild: TU München)

Mit den Projekten „Providentia“ und „Providentia++“ (lat. für Vorsehung) entwickelt ein Konsortium unter der Leitung der TU München eine Technik, die das Verkehrsgeschehen von oben erfasst und digitalisiert. Auf der Autobahn A9, wenige Kilometer nördlich von München, erfassen acht Kameras und acht Radare den Verkehr von einer Schilderbrücke (Live-Video von der A9) aus. Das Ziel: Ein digitaler Echtzeit-Zwilling, der auch in der Nacht und unter widrigen Umweltbedingungen tadellos funktioniert – und zwar nicht ausschließlich auf der Autobahn, sondern künftig auch im Stadtgebiet. Professor Alois Knoll verantwortet das Projekt. Wir haben ihn zum Interview getroffen.

Die sogenannten Trixi-Spiegel sind nutzlos.

Schilderbrücke mit Kameras und Lidar-Sensoren bestückt.
Schilderbrücke mit Kameras und Lidar-Sensoren bestückt.
(Bild: TU München)

Herr Knoll, im Projekt Providentia++ ging es zunächst darum, ein digitales Abbild des Verkehrsgeschehens auf Autobahnen umzusetzen. Welchen Vorteil haben Informationen in dieser Detailtiefe und in Echtzeit?

Wir schaffen die Voraussetzung dafür, dass die Maschine ein Verständnis für das Geschehen auf der Straße oder der Autobahn hat. Es geht darum, dem was man sieht eine Bedeutung beizumessen.

Was heißt das konkret?

Man hat nicht nur den visuellen Eindruck, sondern sämtlichen Trajektorien der Objekte. Sie wissen in welche Richtung sich jeder einzelne Verkehrsteilnehmer bewegt.

Welchen Nutzen hat das System für die Betreiber dieser Anlagen?

Als Betreiber können sie dem System Fragen stellen, sich zum Beispiel sämtliche kritischen Situationen darstellen lassen. Das unterstützt dann die menschliche Entscheidungsinstanz, die wir in der Regel noch haben.

Wie hoch schätzen Sie das Potenzial ein, um Unfälle zu vermeiden oder den Verkehrsfluss zu verbessern?

Wenn Sie jederzeit in Echtzeit den Überblick haben, dann können Sie den Verkehrsfluss steuern. Wie hoch das Potenzial wäre, können wir im Rahmen dieses Projekts nicht betrachten. Ich bin überzeugt, dass sich durch Stau- und damit Unfallvermeidung die Investition in die Technik von allein rechnet.

Wer profitiert noch von dieser Transparenz?

Transparenz heißt, dass wir für jeden Verkehrsteilnehmer – vom Fußgänger bis zum Lkw-Fahrer – individuell den für ihn interessanten Bereich abbilden. Das schafft eine völlig andere Entscheidungsgrundlage, als wenn man auf seinem Handy einen roten Strich in einer Karte sieht.

Schafft das die Autoindustrie nicht auch, mit immer mehr und immer besseren Sensoren?

Wir stellen eine zusätzliche Sicht zur Verfügung, die redundant ist. Nur wenn man die mit den Daten aus den Fahrzeugen fusioniert hat man die nötige Informationsvielfalt und Sicherheit. Die Vogelperspektive macht das gesamte Ausmaß einer bestimmten Situation sofort erklärbar. Der Sensorik in den Fahrzeugen fehlt diese dritte Dimension.

Mittlerweile testen Sie das Konzept im innerstädtischen Bereich. Einige Kommunen investieren jedoch noch in analoge Technik.

Die sogenannten Trixi-Spiegel sind nutzlos. Das hat mittlerweile der Sicherheitsrat des Mobilitätsreferats München bestätigt. Die Spiegel sind zu klein und werden von den Fahrern zu wenig genutzt. Einzig ein System, das mit dem Fahrer kommuniziert funktioniert. Dazu braucht es keine Technik am Fahrzeug, eine App auf dem Handy genügt bereits, um die Fahrer zu warnen – zum Beispiel akustisch. Das kostet dem Fahrer nichts, er muss nur die App installieren.

Für bestimmte Nutzfahrzeuge sind Abbiegeassistenten bald Pflicht

Mit der Pflicht zum Abbiegeassistenten für alle neuen Lkws wird teure Hardware verbaut, die permanent durch die Gegend gefahren wird und die nur in den zwei Sekunden gebraucht wird, in denen der Fahrer rechts abbiegt. Eine entsprechende Sensorik an Kreuzungen ist nicht viel teurer als ein einzelner Abbiegeassistent für Lkws. Die Kreuzungen lassen sich sofort aufrüsten und die Technik für alle nutzbar machen, statt auf 2024 zu warten. Ein weiterer Vorteil der Sensoren in der Infrastruktur ist, dass sie diese jederzeit auf den neuesten Stand bringen können. Was wir zeigen, ist Stand der Technik und aus meiner Sicht gibt es keinen ethischen Grund nicht zu investieren. Man ist es den potenziellen Toten schuldig.

Warum wird es dann nicht umgesetzt?

Ich höre Argumente wie: Wenn wir nicht alle Kreuzungen ausrüsten, geht es nicht. Das verstehe ich nicht. Lasst uns doch mit den fünf gefährlichsten Kreuzungen beginnen. Jeder, der nicht im Straßenverkehr getötet wird, ist ein enormer Gewinn.

Klingt nach Misstrauen und der bekannten Angst vor fehlerbehafteter Technik.

Es gibt gegen technische Lösungen immer Vorbehalte. Technik ist nie fehlerfrei. Aber der Mensch macht viel mehr Fehler. Diese 100 Prozent oder gar nichts Argumentation kann ich nicht nachvollziehen. Man müsste sofort damit beginnen, eine digitale Infrastruktur aufzubauen.

Das autonome Fahren steckt noch in den Kinderschuhen – ist noch sehr fehleranfällig. Dennoch könnten bereits ab 2022 zusätzlich autonome Fahrzeuge auf öffentlichen Straßen unterwegs sein.

Dass das autonome Fahren noch nicht funktioniert liegt an der Perspektive: Wenn wir immer nur aus der Sicht des Fahrers – ich nenne es Flachlandperspektive – blicken werden wir das nie schaffen. Wenn sie die Gesamtsituation erfasst haben und ihr eine Bedeutung beimessen, dann können sie Vorhersagen treffen. Damit schaffen sie völlig neue Handlungsoptionen. Beim Heat-Projekt in Hamburg beispielsweise ist völlig klar, dass das Shuttle mit der Infrastruktur interagiert. Das Ziel ist es, so schnell wie möglich auf den Sicherheitsfahrer verzichten zu können. Es war von Beginn an klar, dass das nur mit Einbezug der Infrastruktur geht.

Die Ergebnisse von Providentia sind nun Stand der Technik und es wird sehr schwierig für die Autohersteller, gegen den publizierten Stand zu behaupten, sie könnten das autonome Fahren ohne zusätzliche Perspektive schaffen.

Wie schnell könnten Kreuzungen und Autobahndreiecke mit Sensoren und der Datenverarbeitung ausgerüstet werden?

Unsere Konzepte sind Prototypen und stehen kurz vor der Serienreife. Das ließe sich in zwei bis drei Jahren für den urbanen Raum in Produkte umsetzen. Für die Autobahn wird es noch etwas länger dauern, weil hier die Anforderungen an die Technik höher sind.

Sie gehen davon aus, dass diese Form der Digitalisierung sich durchsetzen wird?

Wir haben Ampeln, Geschwindigkeitsbegrenzungen oder dynamische Anzeigen, um das Verkehrsaufkommen zu regulieren. Unser System ist die nächste – KI basierte – Stufe in der Entwicklung der Verkehrsleitsysteme. Wir müssen entscheiden, ob wir diese Technik jetzt für unsere Autobahnen entwickeln wollen oder später aus China importieren.

Zur Person

Prof. Dr.-Ing. habil. Alois Christian Knoll ist seit 2001 ordentlicher Professor an der Fakultät für Informatik der Technischen Universität München. Er lehrt und forscht in den Bereichen autonome Systeme, Robotik und künstliche Intelligenz. Von 2001 bis 2004 war er Mitglied des Direktoriums des Instituts für Autonome Intelligente Systeme der Fraunhofer-Gesellschaft und Leiter einer der Forschungsabteilungen für Robotik dieses Instituts. 2009 war er Mitbegründer von „fortiss“, dem Münchner Institut für Software und Systeme, das inzwischen in ein Landesinstitut des Freistaates Bayern umgewandelt wurde.

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Über den Autor

 Sven Prawitz

Sven Prawitz

Fachredakteur, »Automobil Industrie« und Next Mobility