Safety-Expertise für die Umsetzung innovativer Smart-City-Projekte

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.

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.“

Making the smart city safe

As part of the Smart City initiatives, more and more cities are now striving to increase their safety, efficiency and sustainability, and consequently the quality of life of their citizens, using new technologies and through increasing digitization. This is the only way for cities to remain competitive and future-ready.

Smart City initiatives affect lots of different aspects of our lives, such as buildings, supply and disposal of goods and data, mobility, service provision, health care, water or energy supply. The area of mobility permeates most areas of a Smart City and is almost always a necessary prerequisite for the smooth operation of a city of the future. The expansion of infrastructure and traffic services right through to “smart mobility” is therefore a key objective. Smart mobility is also expected to make a decisive contribution to the so-called “Vision Zero”, which is the goal to achieve zero traffic-related fatalities. Especially because a large proportion of the road causalities in cities involve pedestrians and cyclists, i.e. VRUs (Vulnerable Road Users).

Using highly automated and autonomous vehicles in our local public transport systems is essential for achieving these goals. These vehicles can be operated much more safely, can avoid accidents, and can maintain the traffic flow. To operate them safely, though, requires specific information that can only be determined using data from sensors in the infrastructure.

These data must also be available, reliable and meaningful at all times. It is in precisely this area that the aforementioned expertise of SICK can make a fundamental contribution and facilitate these solutions. Together with Siemens, SICK Smart Mobility has substantially progressed the realization of these goals, thereby enabling Smart Cities to design their traffic systems to be even safer and more sustainable.

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