Ein modernes Verkehrssystem ist der Schlüssel zu mehr Lebensqualität in den Städten und beugt Verkehrskollaps vor

Heute verbringen Pendler viele Stunden im Stau auf den Zufahrtsstraßen zu ihren Arbeitsplätzen in den Städten. Das bestätigen auch die Zahlen, die der ADAC kürzlich in seiner Staubilanz 2017 für Deutschland veröffentlicht hat. Danach haben Verkehrsteilnehmer rund 457.000 Stunden im Stau verbracht, das sind 9 Prozent mehr als im Vorjahr. Im Jahr 2017 verzeichnete der Autoclub 723.000 Staus, was einer Steigerung von rund 4 Prozent gegenüber 2016 entspricht. Auch bei den Staukilometern gab es Zuwächse: Sie summierten sich auf eine Gesamtlänge von 1.448.000 Kilometern - ein Plus von 5 Prozent. Im Durchschnitt bildete sich in Deutschland täglich eine Lawine von 4000 Kilometern stehender oder langsamer Autos. Und das sind nur die Zahlen für Deutschland!

In allen anderen Metropolregionen rund um den Globus ist die Situation nicht anders: Ob Paris oder Rom, New York, Los Angeles oder Lagos, Peking, Tokio – Stop-and-Go und Staus, wo immer man hinschaut. Da die Hälfte der Menschheit bereits heute in Städten oder im Einzugsgebiet von Städten lebt, wird sich an dieser Situation kaum etwas ändern, wenn wir nicht gegensteuern. Moderne, neue Verkehrskonzepte, die sowohl den Individualverkehr als auch den öffentlichen Verkehr sowie Radfahrer und Fußgänger berücksichtigen, gewinnen immer mehr an Bedeutung.

Mit intelligenten Konzepten gegen Verkehrsstaus

Der ÖPNV in Kombination mit Alternativen wie z.B. E-Bikes wird in Zukunft vor allem in Ballungsräumen eine größere Rolle spielen", sagte Michael Kadow, Geschäftsführer des Hessischen Innovationszentrums für nachhaltige Logistik und Mobilität, in einem Interview mit der Frankfurter Neuen Presse im Vorfeld des Mobilitätskongresses in Frankfurt im Oktober 2017. Automatisiertes oder autonomes Fahren z.B. macht das Fahren sicherer, ruhiger und komfortabler.

„Die Vernetzung all dieser Dienste wird das Angebot attraktiver machen", so der Mobilitätsexperte. "Das Verkehrsnetz ist wie das Internet: Es ist notwendig, die bestehenden Verkehrsnetze sinnvoll, optimal und sicher zu verknüpfen, denn nur so kann mehr erreicht werden, als nur die Addition der einzelnen Teile.“ Die Herausforderung bestehe heute darin, Schnittstellen zwischen Netzwerken zu optimieren und neue Schnittstellen zu schaffen. Als Beispiel nennt er ein Modell aus Graz, Österreich, wo diese Schnittstellen als TIM-Sites bezeichnet werden. TIM steht für "Täglich, Intelligent, Mobil". Dies sind spezielle Haltestellen des öffentlichen Verkehrs, an denen der Kunde E-Car-Sharing, E-Bike-Sharing, aber auch Taxis nutzen oder auf andere Linien umsteigen kann.

IoT Gateways machen Fog-, Edge- und  Cloud-Computing möglich

Inzwischen haben sich im Transportbereich weltweit IP-basierte Kommunikationssysteme auf Basis von Industriestandards etabliert. Ein Problem ist jedoch, dass proprietäre oder veraltete Lösungen nicht miteinander kompatibel sind. Dies beeinträchtigt die Arbeit der Betreiber. In jüngster Zeit zeichnet sich daher ein Trend zu kostengünstigen Systemen auf der Basis offener Standards ab. Sie ermöglichen vorkonfigurierte Lösungen, die auf dem neuesten Stand der Technik arbeiten. Mit diesem Angebot können Verkehrsunternehmen zukunftsweisende Transportkonzepte entwickeln, die sich an die wachsende Nachfrage anpassen lassen und die Entwicklung neuer Transportmöglichkeiten erlauben.

Basiselement können IoT-Gateways sein, die Fog-, Edge- und Cloud-Computing sowie BigData-Analysen ermöglichen. Sie bilden die Grundlage für die zeitnahe Erhebung von Verkehrs- und Transportdaten. So kann zum Beispiel das LoRa MQTTT Trace Gateway von Kontron, das Edge-Computing-Fähigkeiten für mobile Umgebung bietet, als Bindeglied zwischen einem lokalen IoT-Netzwerk und einem TCP/IP-basierten privaten oder öffentlichen Netzwerk eingesetzt werden. MQTTT ist ein Standard-basiertes Lightweight-Protokoll auf TCP/IP-Basis. Das Gateway kann im Zentrum eines Systems installiert werden und verfügt über eine IoT-Bibliothek sowie Edge Analysefunktionen. Daten können von einem lokalen IoT-Netzwerk gesammelt werden, z.B. von Sensoren für die Fahrgastzählung, Diagnosen über die Nutzung von Türen oder Rauch-/Brandmeldungen, um nur einige Bespiele zu nennen. Die in privaten oder öffentlichen Netzen gesammelten Daten ermöglichen Stream-Analysen, Flotten-/Asset-Management oder Echtzeit-Verkehrsinformationen und vieles mehr.

Mit den Daten, die aus verschiedenen Quellen generiert und analysiert werden können, lassen sich individuelle Anforderungen von Transportunternehmen ermitteln. Auf Basis dieser Werte können in den Städten flexible und individuelle Infrastrukturen aufgebaut werden, die "Mobility as a Service" (MaaS) ermöglichen. Integrierte Softwareanwendungen machen es in Zukunft möglich, autonome Fahrzeuge oder eBikes einzusetzen, um beispielsweise diversifizierte öffentliche Verkehrssysteme aufzubauen. Das schafft mehr Flexibilität und Skalierbarkeit, um Verkehrssysteme zu realisieren, die den individuellen Bedürfnissen einzelner Städte entsprechen.

Diese Erweiterung wird durch mehr Rechenleistung in den Geräten sowie von Lösungen am Rand von Netzwerken (Edge) möglich. Die Entwicklung autonomer Fahrzeuge erfordert umfangreiche Systeme für die Wahrnehmung und Verarbeitung von Daten. Das hat Kontron und nicht zuletzt die gesamte Embedded Computer Industrie dazu veranlasst, das Rechenzentrum ins Auto zu integrieren. In Kombination mit der V2V- und V2I-Konnektivität machen diese intelligenten Fahrzeuge „Smart Cities“ zur Realität.

Blick in die Zukunft

Innerhalb des nächsten Jahrzehnts erwarten Experten:

• Fest verbundene und mobile IoT-Gateways, die miteinander und zusätzlich mit drahtlosen Sensoren vernetzt sind. Das ermöglicht optimierte Edge-, Fog- und zentrale Cloud-Analysen für die Verarbeitung von BigData
• Autonome Systeme, die überall auf verschiedenen High Performance Embedded Plattformen (HPECs) laufen und mit künstlicher Intelligenz arbeiten können. Diese Systeme bieten sowohl Deep-Learning als auch Optionen für die intelligente Zusammenführung von Daten.
• Softwaredefinierte Züge und/oder Fahrzeuge und Zug-/Fahrzeugfunktionen werden virtualisiert, um bessere Verkehrsdienste anbieten zu können.
• Mobility as a Service (MaaS) ermöglicht den Aufbau einer integrierten, multimodalen Transportwelt, die zukünftigen Anforderungen gerecht wird.

Wir bei Kontron sind überzeugt, dass zukünftige technologische Entwicklungen die Verkehrsprobleme der Metropolregionen lösen und Städte rund um den Globus lebenswerter machen werden.

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