INGE – Intelligente Kreuzung im Spannungsfeld Energieeffizienz und Verkehrssicherheit

Partner: TU Wien, Swarco Futurit, Energy Changes und Nast consulting

Projektlaufzeit:
Von: 05/2016
Bis: 04/2018

Die Infrastruktur an Kreuzungen im urbanen Umfeld besteht im Wesentlichen aus Markierung, Signalisierung und Beleuchtung. Beim Signalisierungsequipment handelt es sich – ausgenommen Blechschilder – um intelligente Systeme. Auch in der Beleuchtung geht der Trend zur Einführung von Intelligenz in die Leuchte für Fernsteuerungs- und Fernüberwachungssysteme. Die intelligenten Systeme lassen sich in sicherheitsbezogene und nicht sicherheitsbezogene einteilen. Lichtsignalanlagen (d.h. ein System aus Ampeln und der Kontroller zur Ansteuerung) werden als sicherheitsbezogenenes System betrachtet, da ein Ausfall des Systems die Verkehrssicherheit gefährden kann. Elektronische Anzeigen (z.B. LED basierte Wechselverkehrszeichen) und intelligente Beleuchtung sind nicht sicherheitsbezogene Systeme.

Allen drei Systemen ist gemein, dass sie vor allem außerhalb der Großstädte, somit in Kleinstädten und Gemeinden, für sich getrennt als Insellösungen realisiert sind. Aus technischer Sicht hat das bis zu einem bestimmten Grad nur für das sicherheitsbezogene System aufgrund der Sicherheitsanforderungen seine Berechtigung. Es gibt folglich keine gemeinsam genutzte Infrastruktur und auch keine Plattform, um die Systeme zu integrieren. Dadurch sind die Kosten für den Installationsaufwand und Betrieb sowie der Energieverbrauch deutlich höher, aber der Funktionalitätsumfang ist geringer als in einer integrierten Lösung, wenn das System über den Lebenszyklus betrachtet wird. Zusätzlich wird speziell im sicherheitsbezogenen Bereich auf zwar bewährte und beherrschbare, meist jedoch hinter dem State-of-the-Art befindliche Realisierungen zurückgegriffen und somit das Energieeinsparungspotential bei Einsatz neuerer Technologien nicht genutzt.

Im Zuge des vorliegenden Projektes INGE soll die Energieeffizienz der Kreuzungsinfrastruktur mit Hilfe eines ganzheitlichen Lösungsansatzes um mehr als 20% erhöht werden, ohne die Verkehrssicherheit zu verringern. Es erfolgt durch Implementierung von weiterer Intelligenz in das sicherheitsbezogene System sowie der kommunikationstechnischen und mechanischen Integration aller Systemteile an einer Kreuzung.

Zu diesem Zweck wird im sicherheitsbezogenen System ein anwendungsgerechtes Kommunikationsnetzwerk zwischen Ampel und Ampelkontroller eingeführt, um die derzeitige Steuerung und Überwachung unter Zuhilfenahme der Verlustleistung ersetzen zu können. Die nicht sicherheitsbezogenen Systeme werden über ein einheitliches funkbasiertes Netzwerk durch Integration von in einem Vorgängerprojekt entwickelten Kommunikationsmodulen verknüpft. Alle Systeme werden in einer Managementplattform zur Steuerung bzw. Wartung zusammengeführt, wobei besonders auf Modularität und offene Schnittstellen wertgelegt wird. Das Ampelgehäuse wird dahingehend erweitert, sodass beliebige Sensorik eingebaut werden kann. Die umgesetzte Lösung wird an einem Standort prototypisch umgesetzt. Die Energieeffizienz, die Verkehrssicherheit sowie Nutzerakzeptanz werden durch Tests von verschiedenen Anwendungsszenarien erhoben, da der Nutzer im Fokus stehen soll.

Das Ergebnis von INGE ist ein ganzheitliches Konzept für Kreuzungsinfrastruktur durch Integration und Adaption intelligenter Kommunikationsmodule und Sensoren, Kommunikation zwischen den Einheiten in einer Lichtsignalanlage und der Verwendung offener Schnittstellen. Innovative Services und Anwendungsszenarien sollen dadurch erstmalig ermöglicht werden. Die Validierung hinsichtlich Energieeffizienz, Verkehrssicherheit und Nutzerakzeptanz anhand einer prototypischen Testinstallation liefert wertvolle Daten für die Verbreitung des ganzheitlichen Gedankens und Bewusstseinsbildung bei relevanten Stakeholdern.

Publikationen:

 

Anerkennung:
Wir danken dem BMVIT und der FFG (Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft) im Rahmen des SAVE-Projekts für die finanzielle Unterstützung im Programm „Produktion der Zukunft“.

About Alexander Wendt

Dr. Alexander Wendt arbeitet als Projektassistent auf der TU Wien, Institut für Computertechnik (ICT). Nach dem Studium Technische Physik auf der TU Wien arbeitete drei Jahre als Safety Engineer bei der Firma Frequentis AG. Von 2010 bis 2016 arbeitete er am Institut für Computertechnik an seiner Dissertation im Bereich künstliche Intelligenz. Seit 2011 ist er in der Energy & IT Gruppe tätig. Seine Forschungstätigkeit konzentriert sich auf den Gebieten künstlicher Intelligenz sowie Smart Grids. Fokus seiner Arbeit liegt in der Entwicklung von Softwarearchitekturen, die ihren Einsatz als Server, Agenten oder Steuerungsprogramme in Smart Grids-Projekte finden. Seit 2014 arbeitet er an die Anpassung und Umsetzung kognitiver Architekturen als Steuerungssysteme von Gebäuden und anderen Applikationen. Er hat 20+ Papers publiziert. Bei IECON 2013 war er Session Chair für die Sessions „Cognitive Architectures and Multi-agent Systems” und “Smart and Universal Grids”. 2016 wurde er auf die ERF 2016 (European Robotics Forum) zum „SPARC Workshop on cognitive robotics”, wo er für die Arbeitsgruppe der kognitiven Architekturen zuständig war.
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