Kluge Verkehrsführung

28. Oktober 2021

Verspätungen verringern, Schadstoffbelastungen voraussagen, Ampeln smarter steuern – wie künstliche Intelligenz den Verkehr flüssiger, sicherer und sauberer macht.

Zugfahren ist gut fürs Klima, Verspätungen sind schlecht für die Nerven. Um diese möglichst gering zu halten, hat sich die Deutsche Bahn digitale Unterstützung programmiert. Bei der S-Bahn Stuttgart unterstützt KI menschliche Disponentinnen und Disponenten nun dabei, den Verkehr im Störungsfall möglichst effizient zu steuern. Das soll für pünktlichere Züge und staufreien Verkehr auf stark befahrenen Strecken sorgen. Das KI-basierte Werkzeug berechnet in rund 100-facher Echtzeit mehrere Varianten der Zugsteuerung. Wie in einem Video lässt sich der Verkehr vor- und zurückspulen und beobachten, wie sich Entscheidungen auf die Pünktlichkeit auswirken. Gerade bei Störungen wie einem umgeknickten Baum können so mögliche Verspätungen minimiert werden, heißt es vonseiten der Bahn. In Stuttgart habe KI die Pünktlichkeit bei Störungen um bis zu drei Prozent gesteigert. Das klingt zunächst überschaubar, in größeren Verkehrsnetzen wären aber sogar zweistellige Pünktlichkeitsgewinne möglich, so die DB. Noch in diesem Jahr will der Schienenkonzern das selbst entwickelte KI-Tool daher in weiteren S-Bahn-Netzen einsetzen.

Die Luft in deutschen Städten hat sich über die vergangenen Jahre kontinuierlich verbessert. Wurde der Grenzwert für das gesundheitsschädliche Stickoxid 2018 noch in 57 Städten überschritten, waren es 2020 laut Umweltbundesamt nur noch weniger als zehn – darunter Metropolen wie München und Hamburg. Grund für eine Entwarnung besteht allerdings noch lange nicht, befindet die WHO, die unlängst deutlich strengere Grenzwerte empfahl. Ob sich diese Stickoxidbelastungen mittels KI voraussagen lassen, wollte das Forschungsprojekt KISP herausfinden. Wetterdaten, Verkehrsinformationen und Werte von Schadstoffmessstationen wurden mittels künstlicher Intelligenz verglichen und auf Korrelationen getestet. Die Forschenden spielten das System an fünf deutschen Städten durch: Die Trefferquote der Schadstoffvorhersage lag demnach bei 80 Prozent. Kommunen soll ein solches Prognosesystem dabei helfen, grenzwertige Stickoxidbelastungen vorab zu verhindern – indem sie diesen beispielsweise mit vergünstigten Tickets für Bus und Bahn entgegensteuern.

Die Stadt Manchester ist außerhalb der Insel vor allem durch ihre Fußballklubs und als Wiege legendärer Bands wie The Smiths und Oasis bekannt. Doch das einstige Industriezentrum Großbritanniens setzt auch in jüngerer Zeit wieder technologische Maßstäbe: Der Verkehr im Großraum wird mittlerweile an manchen Orten durch künstliche Intelligenz gesteuert. KI-Sensoren an Kreuzungen messen die aktuellen Verkehrsströme und können auch erkennen, wie die Menschen unterwegs sind. Fußgänger:innen und Radfahrer:innen sollen beispielsweise bei der Taktung von Grünphasen an Ampelanlagen bevorzugt werden. Nimmt der motorisierte Verkehr zu, kann die Ampelschaltung den Rückstau verringern und damit nicht nur Stauzeiten, sondern auch die Umweltbelastung senken. Insgesamt 23 Kreuzungen sollen bis Ende dieses Jahres auf diese Weise digitalisiert werden.

Entwickelt wurde das System von Vivacity Labs, die bereits Erfahrungen mit intelligenten Ampeln gesammelt haben. Bislang mussten Kreuzungen dabei aufwendig mit Datenkabeln vernetzt werden. Bei den neuen Systemen werden die Sensordaten via 5G über das Mobilfunknetz übertragen. Das soll Bauzeit und Kosten senken und kluge Ampeln so schneller im kompletten Königreich verfügbar machen. Im August hat Manchesters Verkehrsbehörde dem Unternehmen einen Auftrag für weitere 100 KI-Sensorsysteme erteilt. Mit ihnen will die Stadt ermitteln, wie Rad- und Fußwege genutzt werden, und außerdem ihre weitere Planung in diesen Bereichen auf eine fundierte Datenbasis stellen. Das ambitionierte Ziel der Stadt: das größte Fuß- und Radwegenetz Großbritanniens auf die Beine zu stellen.

Auch im oberbayrischen Ingolstadt soll der Verkehr dank KI künftig flüssiger fließen. Das im Oktober gestartete Projekt KIVI – kurz für „Künstliche Intelligenz im Verkehrssystem Ingolstadts“ – wird in den kommenden drei Jahren Daten von Verkehrsteilnehmer:innen sammeln, auswerten und in Pilotprojekten die Potenziale der KI ausloten. Dazu würden erstmals unterschiedliche und teils neuartige Datenquellen vereint: und zwar von Fahrzeugflotten, ÖPNV-Fahrzeugen, Radler:innen und Fußgänger:innen. In einem nächsten Schritt sollen diese Daten dann etwa in die Ampelsteuerung einfließen und den Verkehr für alle sicherer und fairer machen. Schon jetzt erfassen in Ingolstadt Kameras und Induktionsschleifen im Asphalt, wie viele Autos und Busse gerade an einer Kreuzung stehen. Entsprechend werden Grün- und Rotphasen verlängert oder verkürzt. Busse bekommen automatisch „bedingungsloses Grün“, was Autofahrerinnen und Autofahrer jedoch ausbremst. Mittels KI soll hier ein möglichst gerechter Ausgleich erfolgen. Der Bund fördert KIVI mit 6,9 Millionen Euro, die Stadt steuert 1,7 Millionen Euro bei. Sind die KI-Projekte und Maßnahmen erfolgreich, sollen sie mittelfristig in ganz Ingolstadt ausgerollt werden.

Wer in Karlsruhe durch die Zirkel-Straße fährt, trifft irgendwann auf die Zukunft. Und die sieht nur auf den ersten Blick aus wie ein ganz gewöhnlicher Poller. Denn wenn sich etwa ein Rettungswagen nähert, verschwindet die Metallsäule wie von selbst im Boden. Verantwortlich dafür ist eine unscheinbare Stele am Straßenrand, in deren Inneren ein KI-System steckt. Das analysiert per Multisensorik die Umgebung und erkennt Einsatzfahrzeuge wie Feuerwehrautos, Polizeiwagen und Rettungsdienste, aber auch den kommunalen Ordnungsdienst sowie Lieferdienste und Anwohner:innen – Letztere an ihren Nummernschildern. Damit löst die KI ein konkretes Problem: Der Zirkel ist zwar seit Jahren eine reine Fahrradstraße, wurde aber dennoch vom Durchgangsverkehr geplagt. Die Folge: Stau, Verkehrschaos und gefährliche Situationen für Radfahrende und Fußgänger:innen. Eine provisorische Komplettsperrung bremste den Durchgangsverkehr aus, ließ allerdings auch Rettungsfahrzeuge außen vor. Die haben dank der smarten Poller nun wieder jederzeit freie Fahrt, und Menschen zu Fuß sind durch den Zirkel sicherer unterwegs. Weitere intelligente Poller sind in der nahe gelegenen Kaiserpassage geplant. Diese wird seit Jahren von Autoposer:innen heimgesucht, die mit heulenden Motoren Passant:innen ebenso wie Anwohner:innen in den Ohren liegen.