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Dynamische Anzeigen auf Autobahnen

Wie sich Staus und Emissionen weiter verringern lassen

01. Oktober 2020, 07:10 Uhr   |  Irina Hübner

Wie sich Staus und Emissionen weiter verringern lassen
© Hessen Mobil Straßen- und Verkehrsmanagement

Streckenbeeinflussungsanlagen erhöhen die Verkehrssicherheit auf Autobahnen, hier im morgendlichen Berufsverkehr am Nordwestkreuz Frankfurt.

Dynamische Anzeigen auf Autobahnen helfen dabei, die Verkehrssicherheit zu erhöhen, den Verkehrsfluss zu erhöhen und damit auch die Umweltbelastungen zu reduzieren. Wie sich Staus und Emissionen noch weiter verringern lassen, erforscht das KIT im Projekt U-Sarah live.

Über dynamische Anzeigen kommunizieren Streckenbeeinflussungsanlagen auf Autobahnen Geschwindigkeitsbeschränkungen, Stauwarnungen und Lkw-Überholverbote. Das vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordinierte Projekt U-SARAH live will nun Daten zu Verkehrsemissionen in die Steuerung von bereits existierenden Streckenbeeinflussungsanlagen integrieren und damit die Belastungen durch Schadstoffe und Lärm weiter reduzieren, ohne den Verkehr unnötig auszubremsen.

»Mit einem im Zuge einer Vorstudie gemeinsam mit Hessen Mobil erstellten 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 stellt Hessen Mobil, einer der Projektpartner in U-SARAH live, reale Daten zur Verkehrssteuerung durch Streckenbeeinflussungsanlagen bereit. Die Daten und die Expertise von Hessen Mobil hinsichtlich der Steuerungslogik fließen in die Steuerungsentwicklung und das Verkehrsflussmodell ein. Vor einer Realimplementierung können damit die Auswirkungen verschiedener Steuerungsalgorithmen simuliert werden. In einem Praxistest soll schließlich die neue Steuerung unter realen Bedingungen getestet und evaluiert werden

Als weiterer Projektpartner im Forschungsvorhaben setzt das aus dem KIT ausgegründete Unternehmen EDI die umfangreichen Verkehrsdaten ein, um mittels künstlicher Intelligenz die Reaktion der Verkehrsteilnehmer auf die dynamischen Geschwindigkeitsbegrenzungen zu modellieren. Daraus entwickelt EDI ein KI-basiertes Akzeptanzmodell und ein Prognosemodell als Module für die Steuerung der SBA. Mit diesen Modulen soll die bisherige Steuerung dann erweitert werden.

Das im Projekt U-SARAH live entwickelte Simulationsmodell soll sich künftig im Qualitätsmanagement und in der Optimierung von Streckensteuerungen einsetzen lassen, 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 innerhalb des Projektes 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.

Der Name »U-SARAH live – Simulative Optimierung und Praxistest einer umwelt- und lärmabhängigen Steuerung von Streckenbeeinflussungsanlagen« ergibt sich aus Ergänzung der bisher eingesetzten Steuerung SARAH (Streckensteuerung mit Antizipierendem Regelbasiertem Ansatz in Hessen) um ein Umweltmodul und dessen Abgleich mit realen Verkehrsdaten (live).

Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) fördert das Projekt im Rahmen der Forschungsinitiative mFUND (Modernitätsfonds) mit knapp 1,1 Mio. Euro. Mit mFUND unterstützt das BMVI seit 2016 Forschungs- und Entwicklungsprojekte rund um digitale datenbasierte Anwendungen für die Mobilität 4.0.

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