Smart City – die intelligente Stadt der Zukunft: Effizienter, ökologischer und fortschrittlicher sollen unsere Städte werden. Ein wichtiger Beitrag dabei: Autonome Fahrzeuge, die zum Beispiel selbstständig Passagiere transportieren. Bei einem Pilotprojekt in der Hamburger HafenCity brachte SICK als Partner von Siemens seine Safety-Expertise ein. Die Herausforderung: Mittels Sensorik in der Infrastruktur Personen und Objekte in unübersichtlichen, urbanen Situationen erkennen, um zukünftig mit den so erhobenen Daten autonome Busse auf ihrer Route durch die Stadt zu unterstützen.
Safety-Expertise für die Umsetzung innovativer Smart-City-Projekte
03.04.2023
Mehrere Monate lang wurden Millionen Messdaten analysiert und ausgewertet. Das Setup: In der Hamburger HafenCity testeten eine Vielzahl an Partnern Ende 2021 die Zukunft des autonomen Nahverkehrs. Ein autonomer, elektrisch angetriebener Bus steuerte auf einer 1,8 Kilometer langen Strecke insgesamt fünf Haltestellen an und transportierte Passagiere durch Hamburgs weltberühmten Stadtteil – im Probebetrieb mit Sicherheitsfahrer. Unterstützt wurde der Bus auf seiner Route durch das unübersichtliche, urbane Umfeld von Infrastruktur-Sensorik, die dem autonomen Bus an besonders unübersichtlichen Stellen zusätzliche Daten aus der Umgebung zur Verfügung stellten. Das Ziel: eine Verbesserung der Performance und vor allem der Sicherheit sowohl der Fahrzeuginsassen als auch der anderen Verkehrsteilnehmer. An einer der besonders unübersichtlichen Kreuzungen wurde in einer Zusammenarbeit von Siemens und SICK auch LiDAR-Sensorik von SICK erprobt.
Der Bus war während des Pilotprojekts mehrere Monate unterwegs. Zeit genug, um durch die Sensorik an den Straßenkreuzungen umfangreiche Messdaten zu erheben.
Umfangreiche Auswertung der Messdaten
Im Testfeld waren gleich mehrere Sensorsysteme im Einsatz. So konnten die Daten der unterschiedlichen Systeme direkt miteinander verglichen werden, um Stärken und Schwächen systematisch zu untersuchen. Herausfordernd war dabei der Umgang mit den enormen Datenmengen. Eine von SICK eigens entwickelte cloudbasierte Analysesoftware ermöglichte die automatische Identifikation von kritischen Abweichungen und die systematische Untersuchung der sicherheitsrelevanten Situationen.
Nach Abschluss des Projekts steht fest: Dieser datengetriebene Ansatz schafft es selbst in diesem unübersichtlichen innerstädtischen Szenario verlässliche Aussagen zur Performance und den safety-relevanten Eigenschaften des Sensorsystems zu machen. Die Ergebnisse der gemeinsamen Untersuchung flossen dann auch in die Validierung des Gesamtsystems ein und wurden in einem gemeinsamen Beitrag von Siemens und SICK im Plenum der safe.tech Konferenz in München vorgestellt.
Rolf Schmid, Senior Expert Validation bei Siemens, sagt dazu: „Die Erfahrung und Kompetenz von SICK im Bereich von robuster und zuverlässiger Detektion und der Datenerfassung der Sensoren hat das Erreichen der Projektziele erst möglich gemacht.“ Schmid betont vor allem die gemeinsame Zusammenarbeit der beiden Unternehmen und ergänzt: „Für die Datenerhebung, Datenauswertung, Datenplausibilisierung und Datenvalidierung war SICK in diesem Projekt genau der richtige Partner.“
Magnus Albert, Senior Experte Safety Methods bei der SICK AG, fasst das Projekt so zusammen: „Erst die automatisierte Auswertung von großen Mengen an Felddaten ermöglicht es uns, Aussagen zur Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit unseres Systems im urbanen Umfeld zu machen. Möglich wurde das durch die vertrauensvolle Zusammenarbeit mit Siemens an der realen Straßenkreuzung. Das war der Schlüssel für die Anwendung von völlig neuartigen datengetriebenen Ansätzen der Nachweisführung. So konnten wir zeigen, dass die Zuverlässigkeit des Systems schon sehr gut ist.“
Die Smart City sicher machen
Im Rahmen von Smart-City-Initiativen streben immer mehr Städte danach mit neuen Technologien und zunehmender Digitalisierung die Sicherheit, die Effizienz, die Nachhaltigkeit und somit letztlich die Lebensqualität für ihre Bürger zu erhöhen. Nur so bleiben die Städte wettbewerbs- und zukunftsfähig.
Smart -City-Initiativen betreffen ganz unterschiedliche Bereiche des Lebens, wie Gebäude, Versorgung und Entsorgung mit Gütern und Daten, Mobilität, Dienstleistungen, Gesundheitswesen, Wasser- oder Energieversorgung. Der Bereich Mobilität durchzieht dabei nahezu alle Bereiche einer Smart City und ist fast immer eine notwendige Voraussetzung für einen reibungslosen Betriebsablauf in der Stadt der Zukunft. Der Ausbau von Infrastruktur und Verkehrsservices hin zu einer „Smart Mobility“ ist deswegen ein zentrales Anliegen. Smart Mobility sollte auch einen entscheidenden Beitrag zur sogenannten „Vision Zero“, also dem Idealziel von null Todesfällen im Verkehr, leisten. Besonders weil ein großer Teil der Verkehrsopfer in Städten Fußgänger und Fahrradfahrer sind, also sogenannte VRUs (Vulnerable Road Users).
Der Einsatz von hochautomatisierten und autonomen Fahrzeugen im öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) ist unerlässlich für das Erreichen dieser Ziele. Diese Fahrzeuge können sehr viel sicherer betrieben werden, Unfälle vermeiden und den Verkehrsfluss aufrechterhalten. Der sichere Betrieb wiederum erfordert auch spezifische Informationen, die nur mittels Daten von Sensorik in der Infrastruktur ermittelt werden können.
Diese müssen zudem immer verfügbar, zuverlässig und aussagefähig sein. Genau hierzu kann die oben beschriebene Kompetenz von SICK einen fundamentalen Beitrag leisten und solche Lösungen ermöglichen. Zusammen mit Siemens hat SICK Smart Mobility der Realisierung ein gutes Stück nähergebracht, sodass Smart Cities bald ihren Verkehr noch sicherer und nachhaltiger gestalten können.
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