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KI-basiertes Akzeptanzmodell: Verkehrssteuerung anhand von Emissionsdaten

| Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Mit Hilfe von Streckenbeeinflussungsanlagen werden auf Autobahnen Geschwindigkeitsbeschränkungen oder Lkw-Überholverbote angeordnet. Künftig sollen Verkehrsemissionen in die Steuerung integriert und damit die Belastungen durch Schadstoffe und Lärm reduziert werden – ohne dabei den Verkehr unnötig auszubremsen.

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(Bild: Hessen Mobil Straßen- und Verkehrsmanagement)

Wie lässt sich der Verkehr auf deutschen Autobahnen künftig so regeln, dass weniger Emissionen und weniger Lärm produziert werden, es zeitgleich aber nicht zu mehr Staus kommt? „Mit einem mikroskopischen Verkehrsflussmodell können die Auswirkungen der neuentwickelten Umweltsteuerung simuliert und die Steuerung so optimiert werden, dass sowohl der Verkehrsfluss als auch die Umweltwirkungen miteinfließen“, erklärt Professor Peter Vortisch, Leiter des Instituts für Verkehrswesen am KIT.

Als Betreiber von Streckenbeeinflussungsanlagen (SBA) stellt Hessen Mobil im Projekt „U-SARAH live“, reale Daten zur Verkehrssteuerung durch SBA bereit. Der Name „U-SARAH live“ ergibt sich aus Ergänzung der bisher eingesetzten Steuerung SARAH (Streckensteuerung mit Antizipierendem Regelbasiertem Ansatz in Hessen) um ein Umweltmodul (U) und dessen Abgleich mit realen Verkehrsdaten (live). Die Daten fließen dabei in die Steuerungsentwicklung und das Verkehrsflussmodell ein. Vor einer Realimplementierung können damit die Auswirkungen verschiedener Steuerungsalgorithmen simuliert werden. „In einem Praxistest wollen wir schließlich die neue Steuerung unter realen Bedingungen testen und evaluieren“, sagt Matthias Glatz, Projektleiter bei Hessen Mobil.

Als weiterer Projektpartner EDI GmbH die umfangreichen Verkehrsdaten ein, um mittels Künstlicher Intelligenz (KI) die Reaktion der Verkehrsteilnehmer auf die dynamischen Geschwindigkeitsbegrenzungen zu modellieren. „Daraus entwickeln wir ein KI-basiertes Akzeptanzmodell und ein Prognosemodell als Module für die Steuerung der SBA“, so Dr. Thomas Freudenmann, einer der Gründer und Geschäftsführer der EDI GmbH. „Mit diesen Modulen soll die bisherige Steuerung erweitert werden.“

Das in „U-SARAH live“ entwickelte Simulationsmodell kann künftig im Qualitätsmanagement und in der Optimierung von Streckensteuerungen eingesetzt werden, sodass Steuerungen effizienter entwickelt werden können. Von den Projektergebnissen sollen neben Bevölkerung, Behörden und wissenschaftlichen Einrichtungen auch alle Ersteller von Verkehrsbeeinflussungsanlagen profitieren. „Durch den KI-basierten Ansatz kann die Verkehrslage in den nächsten Minuten geschätzt und damit der Verkehr noch besser geregelt werden. Die simulationsbasierte Entwicklung ermöglicht eine einfache Integration der Emissionen in die Steuerung von Streckenabschnitten, ohne hohe Anschaffungskosten für Messtechnik“, erklärt Sebastian Buck vom Institut für Verkehrswesen des KIT, der das Gesamtprojekt leitet. „Durch eine Reduzierung der Emissionen und die Optimierung des Verkehrsflusses können die wirtschaftlichen Schäden durch Stau und Emissionsüberschreitungen verringert werden.“

In allen Schritten wird eine eigens entwickelte Analyseplattform helfen, die großen Datenbestände der SBA unter verschiedenen Gesichtspunkten zu untersuchen. Die Plattform wird der Öffentlichkeit über die mCLOUD des BMVI zugänglich gemacht, damit die Daten nicht nur offen, sondern verständlich visualisiert zur Verfügung stehen.

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