Mit Sensoren gegen das Verkehrschaos in der Stadt

Autor / Redakteur: Florian Petit / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Verstopfte Straßen und wenig freie Parkplätze: So zeigen sich viele Städte. Damit der Verkehr fließen kann und Parkplätze gefunden werden, ist eine intelligent ausgestattete Infrastruktur notwendig.

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Florian Petit ist Gründer von Blickfeld, einem in München beheimateten Anbieter von 3D-Lidar-Technik für autonome Mobilität und IoT-Anwendungen.
Florian Petit ist Gründer von Blickfeld, einem in München beheimateten Anbieter von 3D-Lidar-Technik für autonome Mobilität und IoT-Anwendungen.
(Bild: Nanni Schiffl_Deiler)

Unsere Städte sind geprägt von Straßen und parkenden Fahrzeugen. Die autogerechte Stadt entspricht allerdings nicht mehr den aktuellen Bedürfnissen und Wünschen der Menschen. Moderne Städte müssen vielmehr den Menschen wieder in den Fokus rücken. Mobilität ist und bleibt ein Grundbedürfnis des Menschen, prägt unser Leben und auch das Stadtbild. Doch es ist ineffizient: Wir verbringen mehr Zeit im Stau, an schlecht geschalteten Ampeln oder suchen einen Parkplatz. Für eine Stadt, in der Menschen im Mittelpunkt stehen, muss die Mobilität nicht ein­geschränkt werden. Es muss an entscheidenden Stellen optimiert werden: effizient gesteuerte Verkehrsflüsse und eine weniger aufwendige Parkplatzsuche.

Dabei hilft die bestehende Infrastruktur: Mit Sensoren in Straßenlampen oder Ampelmasten bekommt die vernetzte Stadt einen Überblick darüber, was auf ihren Straßen geschieht. Dazu eignen sich Lidar-Sensoren aus verschiedenen Gründen: Das lichtbasierte Messprinzip erfasst detailliert die Umgebung in einer so genannten Punktwolke. Sie entsteht, wenn der Sensor Laserpulse aussendet, die auf die Umgebung abgelenkt, von Objekten reflektiert und anschließend vom Sensor wieder aufgefangen werden. Im Gegensatz zu Kameras geschieht das unabhängig von Lichtbedingungen und lässt zudem in der Punktwolke nicht auf Individuen schließen, da statt Farbinformationen Abstandsinformationen aufgezeichnet werden.

Mit Lidar im öffentlichen Raum ist die Privatsphäre der Menschen geschützt. Beobachtet man mit einem Lidar-System beispielsweise Einfallsstraßen, lässt sich der Verkehrsfluss in der Innenstadt regulieren. Der Effekt ist vergleichbar wie im Supermarkt: Damit die Mitarbeiter wissen, wann Kassen geöffnet oder geschlossen werden müssen, müssen sie wissen, wie viele Kunden den Laden betreten. Sensoren am Eingang erfassen die Kunden und zählen sie. Jetzt lässt sich ermitteln, dass etwa zehn bis 15 Minuten später entsprechend viele Kunden an der Kasse stehen werden. Dementsprechend können die benötigten Kapazitäten geschaffen werden.

Die Regulierung im Stadtverkehr ist aufgrund der möglichen Verteilung in einer Großstadt und vielen weiteren Faktoren deutlich komplexer als im Supermarkt, sodass stärkere Algorithmen zur Informationsverarbeitung zum Einsatz kommen, aber letztendlich lässt sich die Funktion übertragen. Wird ein Überblick über die in die Stadt fahrenden Fahrzeuge gewonnen, lässt sich eine Aussage über das Verkehrsaufkommen in der Innenstadt innerhalb der nächsten halben Stunde machen. Dementsprechend werden Ampelschaltungen angepasst, Spuren freigeben oder Umleitungen ausgewiesen, um Staus im Stadtgebiet zu vermeiden.

Zusätzlich liefern Messstellen an strategischen Punkten innerhalb der Stadt weitere Daten, um den Verkehr zu optimieren. Sie helfen auch bei der Städteplanung: Müssen etwa Baustellen eingerichtet werden, kann der entsprechende Streckenabschnitt vorher beobachtet werden und liefert wertvolle Daten bezüglich Verkehrsaufkommen, die in die Projektplanung mit einfließen.

Eine weitere Stellschraube ist ein intelligentes Parkplatzmanagement. Parkleitsysteme berücksichtigen häufig nur große Parkhäuser oder Parkplätze, doch die Parkstreifenbelegung entlang der Straßen macht einen Großteil der Parkfläche in der Stadt aus. Hier greift die smarte Infrastruktur erneut: Lidar-Sensoren erfassen, ob sich ein 3D-Objekt in dem als Parkplatz markierten Bereich befindet und wie groß es ist. Im Umkehrschluss wird genau erfasst, wo freie Parkplätze sind und wie groß sie sind. Diese Information lässt sich an Navigationssysteme weiterleiten und Autofahrer fahren zum nächsten freien Parkplatz. Eine effiziente und mobile Stadt hängt immer mit Organisation zusammen, und Organisation wiederum mit Daten. Eine intelligent ausgestattete Infrastruktur schafft die notwendigen Daten für eine zukunftsfähige Stadt.

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