Sensorlösungen revolutionieren den Verkehr
Kilometerlange Blechlawinen, ein unattraktiver ÖPNV, erbitterte Kämpfe um den knappen Parkraum und kritische Umweltbelastungen – dem Verkehr in Deutschland droht der Kollaps! Die Gründe dafür sind vielfältig. Das Auto gilt immer noch als „des Deutschen liebstes Kind“, was auch Statistiken bestätigen: Seit 1991 steigt die Zahl der zugelassenen Pkw in Deutschland kontinuierlich. Im Jahr 2021 lag diese nach Angaben des Kraftfahrt-Bundesamtes bei rund 48,5 Millionen Fahrzeugen. Auch der ÖPNV, der laut einem Bericht des Tagesspiegels aktuell „die tiefste Krise seit Jahrzehnten“ durchläuft, bietet keine Entlastung. Für die meisten Pendler sind Bus und Bahn zu unflexibel, weshalb das eigene Auto immer noch das Mittel der Wahl ist. Durch die Corona-Pandemie hat der Individualverkehr einen zusätzlichen Schub erfahren, was die Probleme noch weiter verschärft. Ist die Verkehrssituation also komplett „verfahren“?
Intelligent, vernetzt, digital: Das Konzept der Smart Mobility
„Nein“, meint Fritz Lembke, Head of Sales bei HELLA Aglaia: „Unsere Mobilität wird sich in Zukunft verändern. Besonders das Konzept der Smart Mobility hat großes Potential, wichtige Impulse zu setzen.“ Smart Mobility ermöglicht eine energieeffiziente, emissionsarme, sichere, komfortable und kostengünstige Mobilität, die Verkehrsteilnehmende intelligent und bedarfsorientiert nutzen. Ziel ist es aber nicht, dafür eine komplett neue Infrastruktur aufzubauen. Stattdessen sollen Informations- und Kommunikationstechnologien die Nutzung vorhandener Mobilitätsangebote erleichtern. Ein typisches Beispiel sind multi- und intermodale Verkehrskonzepte, bei denen unterschiedliche Verkehrsmittel nach Bedarf kombiniert werden – ein eigenes Fahrzeug ist dabei nicht mehr notwendig. Aber auch die Automatisierung des Fahrbetriebs durch Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) bis hin zum autonomen Fahren sind Smart-Mobility-Lösungen. Schließlich werden intelligente Verkehrssystem benötigt, die Menschen- und Verkehrsströme effizient leiten und so Verkehrswege und -mittel entlasten.
Nicht nur von A nach B kommen: Die Verkehrsgewohnheiten ändern sich
Im Zentrum smarter Verkehrskonzepte stehen vor allem die Bedürfnisse der Verkehrsteilnehmenden – die sich in den vergangenen Jahren spürbar gewandelt haben. „Es geht längst nicht mehr nur darum, von A nach B zu kommen. Komfort, Kosteneffizienz und Nachhaltigkeit spielen eine immer größere Rolle“, sagt Fritz Lembke. Nutzerinnen und Nutzer des ÖPNV wollen in Echtzeit verfügbare Verbindungen, Infos zur Auslastung des Verkehrsmittels und mögliche Alternativen angezeigt bekommen. Autofahrer wollen ebenfalls zügig ihr Fahrtziel erreichen und rechtzeitig vor Staus oder stockendem Verkehr gewarnt werden.
Möglich machen das Smart-Mobility-Technologien wie IoT, Sensoren und Aktoren sowie digitale Anwendungen wie Apps und Mobile Devices. Vor allem intelligente Sensoren wie optische Kamerasysteme, LiDAR-Sensoren oder Sensoren auf Radar-Basis sind essenzieller Bestandteil der Smart Mobility. „Als Sinnesorgane technischer Systeme sind Sensoren dafür verantwortlich, Daten zu erfassen, zu analysieren und den Anwendenden zur Verfügung zu stellen. Beim automatisierten Fahren muss das Fahrzeug etwa in der Lage sein, Objekte wie andere Verkehrsteilnehmende, Verkehrsschilder sowie Hindernisse selbstständig zu erkennen und entsprechend zu reagieren“, so Fritz Lembke. Aber auch intelligente Verkehrsleitsysteme funktionieren nicht ohne Sensoren, um Verkehrssituationen zu erfassen und relevante Informationen zur Verfügung zu stellen.
Potential von Sensorlösungen ausschöpfen
Sensoren werden heute schon in Bussen und Bahnen des öffentlichen Nahverkehrs für die Fahrgastzählung genutzt – allerdings ohne das gesamte Potential der Technologie auszuschöpfen. „Aktuell steht bei den meisten Verkehrsbetrieben ein bedarfsorientierter Ansatz im Vordergrund: Die reine Personenerfassung dient dazu, die Transportleistung für die Einnahmenaufteilung zu dokumentieren“, weiß Fritz Lembke. Sensoren können aber noch viel mehr: Informationen über die Verfügbarkeit von Verkehrsmitteln bereitstellen, die Auslastung erfassen oder die Ankunft in Echtzeit übermitteln. Dadurch gewinnen Nutzerinnen und Nutzer deutlich an Komfort. Engpässe werden vermieden und die vorhandenen Verkehrskapazitäten optimal genutzt. Aber auch Verkehrsbetreiberinnen und -betreiber profitieren: Die gewonnenen Daten helfen ihnen dabei, ihre Flottenkapazitäten so effizient wie möglich zu nutzen. Mithilfe von Kamerasensoren kann darüber hinaus der Fahrgaststrom analysiert und ein- und aussteigende Personen aneinander vorbeigelenkt werden. Denn Verspätungen entstehen häufig durch den Ein- und Ausstieg von Passagieren.
Aber warum setzen Flottenbetreiber nicht schon längst auf smarte Sensorlösungen in ihren Fahrzeugen, um Smart Mobility voranzutreiben? Ganz einfach: Grund sind die Kosten. „Um die Transportleistung nachzuweisen, müssen die Sensoren nicht flächendeckend angebracht werden, sondern nur in einem Drittel aller Fahrzeuge. Anders ist es bei Smart-Mobility-Anwendungen: Für eine zuverlässige Messung, etwa der aktuellen Auslastung, müssen in jedem Wagon Kameras installiert werden. Das ist natürlich deutlich kostenintensiver“, erklärt Fritz Lembke. Es gibt allerdings Lösungen, mit deren Hilfe sich der Investitionsaufwand deutlich senken lässt: der Einsatz von künstlicher Intelligenz oder die Nutzung bereits vorhandener Infrastruktur wie Überwachungskameras.
PS.Load ermöglicht Smart-Mobility-Anwendungen
Aktuell befinden sich Sensoren an den Fahrzeugtüren, um aus- und einsteigende Menschen zu erfassen. Das kann trotz einer statistischen Genauigkeit von bis zu 99 % aber Beeinträchtigung mit sich bringen, sodass es bei Bewegungen der Fahrgäste innerhalb des Transportmittels zu Abweichungen kommt. „Das Abteil ist statistisch zwar leer, obwohl tatsächlich noch Passagiere drin sind. Für Smart-Mobility-Anwendungen ist es daher sinnvoll, die Fläche in Echtzeit zu erfassen und eine Messung im Raum vorzunehmen“, erklärt Fritz Lembke. Eine solche Lösung hat People Sensing, ein Geschäftsbereich des Software-Experten für mobile Anwendungen HELLA Aglaia, mit PS.Load auf den Markt gebracht. Bei der Entwicklung konnte People Sensing auf langjährige Expertise aus den Bereichen der Fahrerassistenzsysteme und des autonomen Fahrens zurückgreifen. „Die Software gelangt auf einem kleinen Computer in Bus und Bahn, der eigens für die KI-Anwendung entwickelt wurde. Das Besondere an dem Gerät ist die Kombination aus Leistungsstärke und Kompaktheit zugleich, gepaart mit einem sehr geringen Stromverbrauch“, führt Fritz Lembke aus. Die KI wird trainiert und lernt so, die Personendichte selbstständig verlässlich zu bestimmen. Dadurch können Verkehrsunternehmen beispielsweise in Echtzeit mitteilen, welche Kapazitäten im nächsten Bus noch frei sind. Aufgrund seiner kompakten Bauweise lässt sich PS.Load im Gegensatz zu vergleichbaren Produkten anderer Hersteller als Turnkey Solution leicht in Fahrzeugen integrieren. Perspektivisch kann PS.Load sogar für Marketingzwecke eingesetzt werden. Denkbar ist zum Beispiel, zu erfassen, wie viele und welche Personen die Werbung gesehen haben. Werbung könnte auf Basis dieser Erkenntnisse gezielt an Fahrgäste ausgespielt werden.
Fazit: Smart Mobility – der Motor der Verkehrswende
Die Verkehrsgewohnheiten, Fahrzeuge und Infrastrukturen stehen vor einem grundlegenden Umbruch. In dem Zusammenhang rücken vor allem die Bedürfnisse der Nutzerinnen und Nutzer stärker in den Fokus: Faktoren wie Komfort, Kosteneffizienz und Nachhaltigkeit gewinnen an Bedeutung und beeinflussen die Verkehrsgewohnheiten. Als Motor dieses Wandels gelten die Digitalisierung und die Vernetzung in Form von Smart Mobility, die den Verkehr revolutionieren könnten. Dafür braucht es smarte Technologien wie Sensorsysteme, um eine Kommunikation verschiedener Systeme wie Fahrzeuge, Verkehrsanlagen und Mobile Devices zu ermöglichen. Verkehrsbetriebe müssen sich auf die geänderten Bedürfnisse der Nutzerinnen und Nutzer einstellen und in neue Technologien investieren, wenn sie wettbewerbsfähig bleiben und wieder an Attraktivität gewinnen möchten.