PSI Blog

Smart City: Wie hilft Software Städte smart zu machen?

16.06.2020 - Verkehr, Künstliche Intelligenz

Quelle: iStock (bearbeitet durch PSI)
Quelle: iStock (bearbeitet durch PSI)

Der Individualverkehr ist das große Sorgenkind der Kommunen, die damit vor großen Herausforderungen stehen. Damit moderne Mobilität nachhaltig wirken kann, muss sie vielen Ansprüchen gerecht werden: Die Sicherheit im Straßenverkehr muss erhöht und CO2 als auch Feinstaub müssen reduziert werden. Zudem soll die Lebensqualität aller Bürger durch Lärmreduktion sowie durch Stauvermeidung steigen. Und nicht zuletzt: Moderne Mobilität darf begeistern.

Update: Mobilität in Smart Cities vor dem Hintergrund der Corona-Pandemie

Im Hinblick auf eine kooperativ vernetzte Mobilität zeigen wir Maßnahmen und Wege für die optimale Verkehrsflussoptimierung auf, die die Städte bei der Bewältigung dieser zahlreichen Aufgaben ideal unterstützen können.

Wie helfen Software und Künstliche Intelligenz, Städte und Gemeinden smarter zu machen?

Ist die individuelle Mobilität eine Sackgasse?

In Deutschland fahren etwa zwei Drittel der arbeitenden Bevölkerung mit dem Auto zur Arbeit.

  • Der durchschnittliche deutsche Autofahrer verbringt so jährlich etwa 120 Stunden im Stau.
  • Pro Jahr verursachen Verkehrsstaus unter Berücksichtigung von Autobahnen sowie den innerstädtischen Verkehr (indirekte und direkte) Kosten in Höhe von rund 80 Milliarden Euro.

Die Folgen des Straßenverkehrs sind für die Umwelt und somit für uns Menschen verheerend.

  • Die CO2-Emissionen haben sich trotz eines insgesamt sinkenden Treibhausgasausstoßes in der EU zwischen 1990 und 2010 um 21 Prozent dramatisch erhöht und steigen weiter an.
  • So stieg der CO2-Ausstoß in Deutschland durch Verbrennungsmotoren 2016 insgesamt um 5,4 Millionen Tonnen. Nach Angaben der EU entfallen auf den Straßenverkehr 40 Prozent der Stickoxidemissionen.
  • Wegen hoher Luftverschmutzung sterben laut EU-Kommission in Europa jährlich 400.000 Menschen vorzeitig, wegen Stickoxiden seit 2003 etwa 70.000 Menschen.

Die Behörden verpflichteten deshalb die Mitgliedstaaten, Luftreinhaltepläne zu erstellen und die Luft sauberer zu machen. Deutschland, Europa und anderen Nationen bietet sich, auch durch die Fridays for Future-Initiativen, aktuell eine vielleicht einmalige Chance für nachhaltige Klimaverbesserung auf unserer Erde.

Smart City ist längst keine Vision mehr

Dazu bietet eine möglichst umfangreiche Vernetzung unterschiedlicher Bereiche auf vielen Ebenen Städten die große Chance einer smarten technologischen Entwicklung. Der Schlüssel für eine integrierte Stadtentwicklung liegt auch im Einsatz neuer Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT).

Bezogen auf die Mobilität, bedeutet dies eine maximale Kooperation, Vernetzung und Visualisierung telemetrischer Daten und Systeme in Echtzeit - im Sinne einer effizienten Nutzung der Straßeninfrastruktur.

Smart City braucht smarte Mobilität

Integrierte Planung und Vernetzung sind elementar für die zukünftige Stadtentwicklung und für eine sowohl individuelle als auch gesellschaftlich akzeptable Nutzung der Verkehrsinfrastruktur. Das „Internet der Dinge“ wird bei der Harmonisierung von individueller und kooperativer Mobilität eine maßgebliche Rolle spielen. Am – vorläufigen – Ende dieser Entwicklung kann das autonome Fahren stehen.

Verkehrsflüsse intelligent regeln

Diese Situation hat wohl jeder Autofahrer schon einmal erlebt: Das Navigationssystem im Auto schlägt eine Route vor, die jedoch schon beim Eintreffen überlastet ist. Muss das sein? Nein. Multi-kriterielle Entscheidungssoftware bietet hierfür eine intelligente Lösung, die es dem Anwender erlaubt vorausschauend Entscheidungen zu treffen. Sie basiert auf einer KI-Entscheidungssoftware, die bereits für viele vergleichbare Anwendungen in unterschiedlichen Märkten erfolgreich eingesetzt wird.

Video: Multikriterielle Entscheidungsunterstützung für das Verkehrsmanagement

Ausgiebig getestet

Im Rahmen eines EU-geförderten Pre-Commercial Procurement (PCP) Projektes, gemeinsam mit der niederländischen Verkehrsbehörde Rijkswaterstaat und dem britischen Autobahnbetreiber Highways England umgesetzt, erhielt die PSI 2017 dafür den Deutschen Mobilitätspreis.

Infografik: Kommunen geben Events, wie z. B. Baustellen oder Sperrungen direkt in PSIroads/MDS ein

Kommunen werden jedoch nicht nur Vorschläge für die direkte Verkehrsbeeinflussung geliefert, sondern es wird parallel geholfen, zurückliegende Fehler in der Stadtplanung indirekt zu korrigieren. Denn die Verkehrsleitung lässt sich flexibler denn je nutzen und trägt damit dazu bei, den Verkehr zu optimieren und die Ressourcen zu schonen.

Vorteile der Smart City-Anwendung:

  • Strategische Umfahrungen von Verkehrsstörungen - um Gefahren zu reduzieren und Grenzwertüberschreitungen von Emissionen zu vermeiden.
  • Strategische Routenführung - um Staus (durch Fußballspiele, Konzerte, Unfälle, …) zu vermeiden und durch Fließverkehr CO2 zu reduzieren.
  • Vermeidung von Umleitungen auf kritischen Strecken - um Schulen oder Kindergärten, historisch wertvolle Stadtteile und Wohngebiete vor Ausweichverkehr zu schützen.
  • Routenempfehlungen zu Knotenpunkten - wie zu Einkaufszentren oder Industrie- und Gewerbegebiete.
  • Vermeidung von Start-/Stopp-Vorgängen - um Abgasmehrbelastungen zu verhindern.
  • Reduktion von Belastungsspitzen - z. B. Geschwindigkeitsbegrenzung bei Brückenschäden.
  • Individuelle, situative Anpassung an urbane Klimaschutzziele - durch Angebote, um auf klimaschonende Verkehrsmittel, wie Car-Sharing, ÖPNV oder Leihfahrräder umzusteigen.

Update: Mobilität in Smart Cities vor dem Hintergrund der Corona-Pandemie

"Sind anhaltende Umweltauswirkungen im Mobilitätsverhalten zu erwarten?" ist eine Frage, die sich viele vor dem Hintergrund der Corona-Pandemie stellen. Die Corona-Krise hat viele Betriebe und ganze Industriezweige zu einem teilweise kompletten Stopp gezwungen. Folgen daraus sind ein reduzierter Energiebedarf sowie geringerer Flugverkehr und -lärm, reduzierte Logistikleistungen und die mancherorts vollkommen zum Erliegen gekommene Mobilität.

Die Umwelt hat prompt reagiert

In einigen Städten weltweit, wurden sowohl weniger CO2 (Kohlendioxid) als auch reduzierte NO2 (Stickstoffoxid) gemessen.

Vom Anbieter für Navigationsservices TomTom wurden um bis zu 45% reduzierte Verkehrsströme z. B. für Frankfurt a. M. gemessen. Einige europäische Städte verzeichneten einen Fahrgastrückgang im ÖPNV um bis zu 95%. Besonders der Wechsel in das Homeoffice konnte das Verkehrsaufkommen dauerhaft senken und so einen zunächst positiven Beitrag zur Emissionsminderung leisten.

Kurzer Effekt oder langfristiger Einfluss?

Die Mobilität zieht allerdings jetzt schon wieder an und viele Bürger nutzen als Vorsichtsmaßnahme zusätzlich das eigene Auto. Aktuell ist erstmals wieder mit einer deutlichen Zunahme der Verkehrsbelastung für die nächsten Jahre zu rechnen. Laut ADAC-Umfrage wollen zukünftig bis zu 25% der Befragten den ÖPNV meiden. Das ist nicht im Sinne der Städte und Gemeinden. Aber es gibt Optimierungschancen für die Betreiber im ÖPNV bei der Streckenplanung, die auch dabei helfen, auf Grund der neuen, gesetzlichen Abstandsregeln und der damit reduzierten Auslastung von Bus und Bahn wirtschaftlich umzugehen.

Die Zukunft der Mobilität nach dem Lockdown

Das Mobility Institut Berlin (kurz mib) führte kürzlich Interviews mit deutschen und internationalen Verkehrsunternehmen. Deren aktuelle Studie betrachtet die Folgen des Lockdown und leitet erste Strategien für den ÖPNV nach SARS-CoV-2 ab, so die Fachzeitschrift NahverkehrsPraxis.

Als eine der Schlüssel-Initiativen wird der Ausbau multi-modaler Angebote bewertet. In diesem Zusammenhang weisen wir auf das aktuelle Forschungsprojekt KIBO-NUM der PSI hin, bei dem neue Möglichkeiten entwickelt und erprobt werden, um Städte und Gemeinden bei der Bewältigung der Verkehrsprobleme zu unterstützen.

Smart City und Mobilität? Wir haben die Lösung.

Zusätzlich will auch die Bundesregierung mit umfangreichen Konjunktur- und Förderprogrammen die Wirtschaft bei der Mobilität stützen. Davon sollten Städte jetzt profitieren. Wenn Sie Fragen zu Förderprojekten oder –anträgen in den Bereichen „Smart City“ und „Mobilität“ haben, sprechen Sie uns an. Zusätzlich: Für die Aspekte wie Nachhaltigkeit, Verkehrsflussoptimierung und dem Ausbalancieren möglicher Zielkonflikte bietet die, mit dem Deutschen Mobilitätspreis ausgezeichnete Software PSIroads/MDS, konkrete Lösungen. Sie ermöglicht es bisherige und ganz neue Entscheidungsparameter im Verkehrsmanagement optimal zu verbinden und zu steuern.

Gerne präsentieren wir Ihnen während einer Demo-Anwendung, welche weiteren Nutzen unser Smart City-Anwendung liefert. Sprechen Sie uns an und laden Sie uns ein. Wir besuchen Sie gern.

Haben wir Ihr Interesse geweckt?

Lesen Sie weitere Details im Smart City-Whitepaper.
Jetzt einfach herunterladen!

Wie ist Ihre Meinung zu diesem Thema?

Arnd Grootz

PSI Mines&Roads GmbH