Wenn die Verkehrslawine ausbleibt

Lernende Algorithmen sollen Ampelanlagen schrittweise optimieren. Das könnte die Staugefahr verringern.

Sanftes Gleiten von A nach B – auch Gerhard Friedrich hat für stressfreie Fortbewegung auf Österreichs Straßen einiges übrig. Und er kennt die Tricks der Planer, um zähflüssigen Verkehr oder Staus weitgehend aus dem Alltag zu eliminieren: Kameras in Ampelanlagen oder elektromagnetische Sensoren im Straßenbelag liefern schon heute Daten, um Ampelschaltungen dynamisch zu regeln.

Doch das ist nur ein Vorgeschmack auf die nächsten Jahre. Fahrzeuge lernen, stärker zu interagieren. Sie lassen Daten zu ihren Positionen zirkulieren, womöglich bald sogar zu Zielorten. Eine Chance für Verkehrsinformationssysteme – und eine Herausforderung für die Informatik: „In der Zukunft sind Systeme gefragt, die diese Datenlawine autonom bewältigen“, sagt der Forscher des Instituts für Angewandte Informatik der Uni Klagenfurt.

Lösungansätze dafür sind im Feld der künstlichen Intelligenz (KI) zu finden. Seit 30 Jahren erforscht Friedrich sogenannte logikbasierte Systeme. Sie nähern sich optimalen Szenarien durch die vielfache Anwendung von „Daumenregeln“: Auf Basis der im Straßenverkehr gesammelten Sensorinformationen bringen lernende Algorithmen die Ampelsteuerungen schrittweise in Richtung Optimum.

Im von der Forschungsförderungsgesellschaft FFG geförderten Projekt „DynaCon“wird Friedrich mit Partnern wie der TU Wien und dem Leitsystemehersteller Siemens bis zum Jahr 2020 eine solche KI-basierte Verkehrsflusssteuerung in Form eines Prototyps umsetzen. Die Optimierungssoftware „soll ohne größere Schwierigkeiten in Leitsysteme einspielbar sein“, sagt Friedrich.

Eine Herausforderung bleibt der Hardwarehunger, den komplexe Informationssysteme mit sich bringen. „Die logische Beschreibung von Konfigurationen und ih- ren Verbindungen in Programmiersprache führt hier zu einer Vielzahl von Regeln“, sagt Thomas Eiter vom Institut für Informationssysteme der TU Wien. Diese würden etliche Terabyte an Hauptspeicher belegen, so der Computerwissenschaftler. Das Programmieren sehr abstrakter Regeln, nur dann näher ausformuliert, wenn es besondere Ampelschaltmuster wie lange Grünphasen erforderlich machen, soll helfen, diesen Hardwarehunger einzudämmen.

Gleich drei weitere Industriepartner wollen das Werkzeug am Ende auf die Probe stellen. An Lösungen, die eine Steuerung von Energienetzen zuverlässiger machen, ist der Stromversorger Kelag interessiert. Für den Villacher Internetanbieter Net4you sind ausfallsichere Kommunikationsnetze ein spannendes Forschungsfeld. Und der Grazer Eisenbahnlogistiker LTE hofft auf bessere Anpassungsfähigkeit seiner Transportprozesse in Störfällen.