Intelligente Straßen beginnen mit intelligenter Infrastruktur

Mit intelligenter Straßenverkehrstechnik ist eine sicherere und nachhaltigere Zukunft des Verkehrs in Sichtweite.

Vorteile intelligenter städtischer Straßennetze:

  • Multimodale Sensoren und Edge-Computing tragen mit Echtzeitverarbeitung zur Beschleunigung des Verkehrsflusses bei, verringern die Staubildung und reduzieren Emissionen.

  • Intelligente Straßenverkehrstechnik wird dabei helfen, den Verkehrsfluss zu optimieren und die Sicherheit zu verbessern. Sie kann auch dazu beitragen, dass Bürger jährlich fast 60 Stunden an Zeit gewinnen.1

  • Intelligente Straßen können Ersthelfer über Unfälle informieren oder Stadtplaner beim Erkennen von Problembereichen unterstützen.

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Straßen sind der Schlüssel zu einer florierenden Wirtschaft und von entscheidender Bedeutung für unsere Zukunft. Heute sind Städte mit großen Herausforderungen konfrontiert: Sie müssen auf die wachsende Urbanisierung reagieren, den Verkehrsfluss optimieren, die Umweltverschmutzung reduzieren und zur Verbesserung der Sicherheit beitragen. Intelligente Straßenverkehrstechnik unterstützt Stadtplaner und Behörden dabei, diese Herausforderungen zu bewältigen. Vom Verkehrsmanagement über Fußgänger- und Fahrzeugsicherheit bis zur Überwachung der Umweltbedingungen macht das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) Straßen intelligenter, effizienter und gut verwaltet.

Was ist intelligente Straßenverkehrstechnik?

Angesichts des neuen Drucks auf Städte, die Effizienz von Straßen und Autobahnen zu steigern, ist intelligente Infrastruktur von entscheidender Bedeutung für die Modernisierung. Ein intelligentes städtisches Straßennetz, das IoT-Technik nutzt, macht es Städten möglich, Daten zu erfassen und zu analysieren, um den Verkehr im Alltag besser zu bewältigen und sich an langfristige Verkehrsanforderungen anzupassen. Mit Sensoren, Kameras und Radar auf IoT-Basis lassen sich Daten beinahe in Echtzeit analysieren und zur Entlastung verstopfter Straßen einsetzen, um den Verkehrsfluss zu optimieren. Daten können auch für Langzeitanalysen zur Cloud gesendet werden, was wichtige Erkenntnisse für Initiativen wie die Reduzierung von CO2-Emissionen oder die Verbesserung der Straßenbedingungen zur Verfügung stellt.

Edge-Computing eröffnet unzählige Möglichkeiten für intelligente und vernetzte Straßen. Es ermöglicht geringe Latenz für Analysen und künstliche Intelligenz (KI), die das Fundament für intelligente Straßeninfrastruktur, wie adaptive Ampeln und integrierte Straßen, bildet. So können beispielsweise Ampeln ihre Zeitschaltung basierend auf Sensordaten automatisch anpassen und so den Verkehrsfluss verbessern oder Signale ändern, um andere Straßenbenutzer vor gefährlichen Fahrern zu schützen.

Vorteile von intelligenten Straßen und intelligenter Infrastruktur

Es gibt viele Gerätetypen, die für intelligente Straßentechnik zum Einsatz kommen: Geschwindigkeitssensoren, Akustiksensoren, IP-CCTV-Kameras, intelligente Ampeln, Bedingungs-/Wetterüberwachungssysteme und digitale Schilder. Wenn diese Geräte Daten beinahe in Echtzeit erfassen und analysieren, bietet dies Städten gleich mehrere Vorteile:

  • Weniger überlastete Straßen: Ein US-Bürger verbringt jährlich im Schnitt 99 Stunden im Stau, was Kosten in der Höhe von 1377 US-Dollar entspricht.2 Intelligente Straßenverkehrstechnik kann Fahrzeuge tracken und Ampelschaltungen anpassen, wenn sich weniger oder gar keine Autos nähern, was Stop-and-go-Verkehr verhindert. Dadurch könnten Fahrer und Passagiere jährlich 9,4 Stunden einsparen.1
  • Bessere Verkehrs- und Fußgängersicherheit: Verkehrsüberwachungslösungen, die maschinelles Sehen nutzen, können Fahrzeuge, Fußgänger und Radfahrer erkennen und durch entsprechende Maßnahmen zu mehr Sicherheit im Straßenverkehr beitragen. Falls es zu einem Unfall oder Verbrechen kommt, können intelligente Geräte unverzüglich Ersthelfer benachrichtigen.
  • Verbesserte Parksituation und E-Maut: E-Maut-Systeme verringern die Staubildung, indem sie Mautkosten automatisch anhand von Kennzeichenerkennungs- und Fahrzeugtrackingtechnik erheben, ohne dass Fahrzeuge anhalten oder langsamer fahren müssen.

Indem bestimmte Daten zur Cloud gesendet und über einen längeren Zeitraum analysiert werden, können Städte das Verkehrsmanagement, die Straßenwartung und die Umweltqualität kontinuierlich verbessern, zum Beispiel in den folgenden Bereichen:

  • Erkennen von Problembereichen: Analysen können dazu beitragen, Kreuzungen oder andere Stellen zu erkennen, an denen es oft zu Beinahezusammenstößen oder Unfällen zwischen Fahrzeugen oder Fahrzeugen und Fußgängern kommt. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse können Städte ermitteln, ob eine bestimmte Stelle von einem Vorfahrts- oder Stoppschild, einem Fußgängerübergang oder einer Ampel profitieren würde.
  • Verbesserung des Straßenbelags: Im Lauf der Zeit verschlechtert sich der Straßenbelag, etwa durch hohe Beanspruchung oder einfach durch Verwitterung. Wenn Stadtverwaltungen den Straßenzustand überwachen, können sie die Belagsqualität beurteilen und entsprechend handeln. Nach Angaben des Minnesota Department of Transports belaufen sich die Kosten von Stadtverwaltungen auf rund 1000 USD/km/Jahr, wenn Belagsschäden nicht rechtzeitig behoben werden. Werden entsprechende Maßnahmen rechtzeitig gesetzt, liegen die Kosten hingegen bei 62,50 USD/km/Jahr.3
  • Senkung der Umweltverschmutzung: Intelligente Infrastruktur kann dazu beitragen, die Kohlendioxidemissionen des Alltagsverkehrs zu senken, indem sie den Verkehrsfluss optimiert und so dafür sorgt, dass sich Motoren nicht unnötig im Leerlauf befinden. Stadtverwaltungen können auch zur Senkung von Umweltverschmutzungen beitragen, wenn sie fundiertes Wissen über die optimale Platzierung von E-Ladestationen haben.

Ein US-Bürger verbringt jährlich im Schnitt 99 Stunden im Stau, was Kosten in der Höhe von 1377 US-Dollar entspricht.2

Das Streben nach intelligenter Verkehrspolitik

Ein Regelwerk und Normen sind für die Einführung von IoT-Technik im Straßenverkehr von entscheidender Bedeutung. Als Mitglied der 5GAA arbeitet Intel mit politischen Entscheidungsträgern, Autobauern, Herstellern und Infrastrukturbetreibern gemeinsam an der weltweiten Implementierung des Standards C-V2X (Cellular Vehicle-to-Everything). Die Technik, die auf 5G-Standards basiert, trägt dazu bei, dass Fahrzeuge, Infrastruktur und andere Straßenbenutzer vernetzt sind und sich sicher im Straßenverkehr bewegen können. Als aktives Mitglied technischer Gremien leistet Intel auch wichtige Beiträge für die Entwicklung von Standards für kooperative Wahrnehmung, Manöverkoordination und das Erkennen von Fehlverhalten.

Weltweite Anwendungsfälle und Praxisbeispiele

Intelligente Straßenverkehrstechnik ist kein futuristisches Konzept. Diese Technik ist bereits rund um den Globus im Einsatz und einige Städte und Länder sehen bereits heute damit erzielte Vorteile.

In diesem Video erfahren Sie mehr über Anwendungsfälle, die den Weg für die Städte der Zukunft ebnen:

 

Erfahren Sie, wie reale Städte und Behörden intelligente Straßeninfrastrukturlösungen einsetzen, um das Leben der Bürger zu verbessern. In den folgenden Abschnitten sehen wir uns einige dieser Praxisbeispiele an. Wir empfehlen Ihnen jedoch, unser E-Buch zu lesen, um mehr zu erfahren.

Edge-Dienste für den Straßenverkehr

Deutsche Firmen und Universitäten haben gemeinsam mit Intel an einem Forschungsprojekt gearbeitet, um das automatisierte Fahren, die Fahrzeugsicherheit und den Verkehrsfluss auf Autobahnen zu verbessern. Für das Projekt wurde eine zwei Kilometer lange Autobahnstrecke zwischen München und Nürnberg mit Edge-Knoten ausgestattet, in denen Intel® Xeon® Prozessoren zum Einsatz kamen. Über das System wurden Verkehrsinformationen und Meldungen zu potentiellen Gefahrensituationen an Fahrzeuge, die sich dem Autobahnabschnitt näherten, übertragen.

Elektronische Mauterhebung

Shenzhen JHC Technology Development Co. (JHCTECH) schloss eine Partnerschaft mit Intel, um Chinas bestehende Verkehrsinfrastruktur und Systeme für die elektronische Mauterhebung zu verbessern. ETC IPC von JHCTECH kann Fahrzeuge automatisch erkennen und identifizieren, so dass Mautgebühren erhoben werden, ohne dass die Fahrzeuge anhalten müssen. Dies trägt zur Vermeidung von Staus bei und verbessert den Verkehrsfluss. Edge-Lösungen sind mit Intel® Core™ vPro® Prozessoren ausgestattet, die starke Leistung und Fernverwaltungsfunktionen bieten.

Intelligentes Verkehrsmanagement

Im GRIDSMART System, das mit Intel® Core™ Prozessoren ausgestattet ist, werden Kreuzungen mithilfe von maschinellem Sehen überwacht und Verkehrsdaten beinahe in Echtzeit erfasst. Auf dem Bell Road Highway in Arizona konnte das Kamerasystem von GRIDSMART die Verzögerungen an Wochentagen um 20 Prozent und an Wochenenden um 43 Prozent senken.4

Intelligente Sensoren für Straßeninfrastruktur

Als Mitglied der Intel® IoT Solutions Alliance entwickelt Hitachi Vantara Lösungen, die das Verkehrsmanagement mit intelligenten Kameras und anderer Edge-Technik verbessern. Hitachi entwickelte ein Kamerasystem mit Intel® Technik, das am Netzwerkrand in Echtzeit Daten bereitstellt, analysiert und speichert. Die Kameras eignen sich für den Innen- und Außenbereich, lassen sich einfach installieren und funktionieren auch bei extremen Wetterbedingungen.

Intel® Technik für intelligente Straßen

Sensoren, KI und intelligente Kameras sind einige der IoT-Lösungen, die intelligente Infrastruktur erst möglich machen. Intel und unsere Partner haben Technik und Hardware entwickelt, um die Entwicklung von Edge- und Cloud-Computing für intelligente Straßenverkehrstechnik zu unterstützen. Wir stellen vorvalidierte Referenzdesigns und Referenzimplementierungen bereit, um den Weg zu Lösungen zu ebnen, mit denen sich die Straßeninfrastruktur modernisieren lässt.

Referenzdesign für Komponenten am Straßenrand

Unser Referenzdesign für Edge-Computing am Straßenrand steckt in einer Box, die sich zum Beispiel an Straßenlampen befestigen lässt. Dieses am Straßenrand installierte Gerät eignet sich ideal für Echtzeit-Videoanalysen und andere leistungshungrige Aufgaben. Städte können die Box als Teil einer Lösung für intelligente Straßenbeleuchtung, intelligente Ampeln, intelligente Parkplätze oder E-Mautstationen einsetzen. Sie verfügen über die nötige Verarbeitungsfunktionalität, um Kennzeichen, Fußgänger und Staus zu erkennen. Diese Edge-Knoten können sogar für die Öffentlichkeit zugängliche WLAN-Dienste bereitstellen. Der Edge-Computing-Knoten AAEON Atlas, der durch Intel® Vision-Produkte mit integrierten Sicherheitsfunktionen unterstützt wird, ist eine direkt einsatzbereite Lösung, die auf diesem Referenzdesign basiert.

Converged Edge Reference Architecture (CERA)

CERA ist ein Plattformansatz, der die Konvergenz von IoT- und Netzwerkaufgaben ermöglicht. Mit dieser Architektur können unsere Partner Lösungen für den Straßenrand konzipieren, um Sensormodalitäten zu verarbeiten und Sensorfusionen durchzuführen. Dieser Ansatz bringt intelligente Funktionalität zum Netzwerkrand und ermöglicht gleichzeitig das Hosting von 5G-Netzwerkfunktionen und Mikroservices. Lösungen, die auf dieser Plattform basieren, lassen sich an Kreuzungen oder anderen Stellen installieren, wo sie für mehrere IoT-Geräte Near-Edge-Computing- und -Datenverarbeitung ermöglichen. Lösungen können mithilfe der Intel® Distribution des OpenVINO™ Toolkit und OpenNESS optimiert werden. Mit 5G-Konnektivität bietet CERA Netzwerkfunktionen, die es IoT-Geräten gestatten, am Netzwerkrand miteinander zu kommunizieren oder Daten an die Cloud zu senden. Hierfür werden Informationen von Kameras, Radar und einer Vielzahl anderer Sensoren verarbeitet.

Referenzimplementierungen 

Intels Referenzimplementierungen bieten vorkonfigurierte Software für eine vollständige Beispielanwendung. Unsere Referenzimplementierung für intelligentes Verkehrsmanagement ist dafür konzipiert, Kreuzungen über IP-Kameras zu überwachen, um den Verkehrsfluss zu optimieren. Unsere Referenzimplementierung „Wireless Network Ready Intelligent Traffic Management“ wird in einem OpenNESS-Edge-Knoten gehostet, der alle notwendigen Software-Stacks für das Hosting eines 5G-Funkzugangsnetzes enthält.

Intel® Technik für intelligente Straßen und intelligente Infrastruktur
Edge-Computing
IoT und Intel® Embedded-Prozessoren Intel® Prozessoren, die Erweiterungen für IoT- und Embedded-Nutzungsszenarien bereitstellen, sind mit einem breiten Spektrum an Rechenleistung und Energieverbrauch erhältlich. Sie ermöglichen moderne Audio- und Bildqualität für intelligente Kameras und Sensoren, die am Straßenrand installiert sind.
Skalierbare Intel® Xeon® Prozessoren Die skalierbare Intel® Xeon® Prozessorreihe stellt Edge-Servern hohe Leistung bereit, die ideal für die Durchführung von Echtzeitanalysen und Nutzung von KI für Daten von intelligenten Straßensensoren geeignet ist.
KI und maschinelles Sehen
Intel® Movidius™ VPUs Intel® Movidius™ VPUs ermöglichen maschinelles Sehen für bestimmte Anwendungsfälle, wie das Auffinden oder „Sehen“ von Kennzeichen und Fahrzeugen an intelligenten Kreuzungen.
Netzwerkbetrieb
Von Intel unterstützte 5G-Netze Durch Intel® Technik unterstützte 5G-Netzwerke verbessern Echtzeitdaten am Netzwerkrand sowie die Vernetzung und Übertragung von und zu Funknetzen.
Ressourcen für Entwickler
Intel® Edge-Software-Hub Hier finden Sie Software, mit der sich die Entwicklung intelligenter Straßeninfrastrukturlösungen beschleunigen lässt, einschließlich Referenzimplementierungen für intelligentes Verkehrsmanagement.
Intel® Distribution des OpenVINO™ Toolkits4 Die Intel® Distribution des OpenVINO™ Toolkits optimiert die Entwicklung von Vision-Anwendungen auf Intel® Plattformen, darunter VPUs und CPUs. Dieses Portfolio ermöglicht maschinelles Sehen, um Fußgänger, Autos und Straßenzeichen zu lokalisieren.
OpenNESS Diese Open-Source-Software vereinfacht die komplexe Orchestrierung und Verwaltung von Edge-Diensten über verschiedene Netzwerkplattformen und Zugriffstechniken hinweg.
Intel® DevCloud for the Edge Reduzieren Sie Ihren Zeit- und Kostenaufwand bei der Ermittlung der richtigen Hardware für optimale KI-Anwendungsleistung. Intel® DevCloud for the Edge liefert über ein virtuelles KI-Prototyping-Tool sofortiges Feedback zur Leistung.
Open Visual Cloud Diese Sammlung von Open-Source-Stacks und Pipelines umfasst optimierte Komponenten für die Codierung und Decodierung, Inferenz und Rendering. Sie schafft eine wiederverwendbare Entwicklungsumgebung, die das Testen, Evaluieren und Implementieren von Diensten wie Video on Demand (VOD) und Live-Streaming mit SVT-AV1 erleichtert.

Die Zukunft intelligenter Straßenverkehrstechnik

Während intelligente Straßenverkehrstechnik weltweit bereits umfassend im Einsatz ist, ist dies erst ein Ausblick auf die Zukunft intelligenter Infrastruktur. Städte sehen schon heute erzielte Vorteile, zum Beispiel weniger Verkehrsüberlastung, öffentliche Sicherheit und geringere CO2 -Emissionen. Mit der neuesten Generation von IoT-Technik können Stadtplaner zuversichtlich in intelligente Straßenverkehrstechnik investieren, die Unterschiede bewirken wird.

Weitere Informationen über intelligente Städte und Edge-Computing

Informieren Sie sich im Detail über neueste Technik für intelligente städtische Infrastruktur und Edge-Computing.

Smart Cities

Informieren Sie sich über Technik für Umweltmonitoring, intelligente Beleuchtung, Mobilität, öffentliche Kiosksysteme und mehr.

Intelligente Städte entdecken

Intelligente Verkehrssysteme

Hier finden Sie Informationen zur neuesten Technik und Anwendungsfälle für intelligente Verkehrslösungen.

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Internet der Dinge

Erfassen Sie mehr Daten und analysieren Sie diese schneller, so dass Sie in kürzerer Zeit entsprechend reagieren können. Intel ebnet den Weg für ein intelligenteres Internet der Dinge (IoT), während Ihr Unternehmen seinen Weg zum Netzwerkrand fortsetzt.

Erleben Sie das IoT in Aktion

Edge-Computing

Erfahren Sie, wie Edge-Computing Ihrem Unternehmen dabei helfen kann, die Komplexität der Datenübertragung zu bewältigen und aus neuen Daten Kapital zu schlagen.

Weitere Informationen über Edge-Computing

Computervision

Intel® Technik legt das Fundament für Computer-Vision-Lösungen auf Edge-Geräten und Edge-Servern oder in der Cloud.

Mehr über maschinelles Sehen erfahren

Rechtliche Hinweise und Disclaimer5

Für die Funktion bestimmter Technik von Intel® kann entsprechend konfigurierte Hardware, Software oder die Aktivierung von Diensten erforderlich sein.

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Unter Umständen können Intel® Compiler bei Optimierungen, die nicht spezifisch für Mikroprozessoren von Intel® sind, auch bei Mikroprozessoren anderer Hersteller denselben Optimierungsgrad erzielen. Zu diesen Optimierungen gehören Befehlssätze für SSE2, SSE3 und SSSE3 sowie weitere Optimierungen. Intel übernimmt keine Garantie für die Verfügbarkeit, Funktionalität oder Wirksamkeit von Optimierungen für Mikroprozessoren, die nicht von Intel hergestellt wurden. Mikroprozessorabhängige Optimierungen in diesem Produkt sind für die Anwendung in Verbindung mit Intel® Mikroprozessoren bestimmt. Bestimmte, nicht für die Intel® Mikroarchitektur spezifische Optimierungen sind Intel® Mikroprozessoren vorbehalten. Entnehmen Sie weitere Informationen zu den spezifischen Befehlssatzerweiterungen, auf die dieser Hinweis zutrifft, bitte den entsprechenden Benutzer- und Referenzhandbüchern.

Produkt- und Leistungsinformationen

1

„Paving the Way Forward: Intelligent Road Infrastructure“, Intel, Mai 2020, intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/guides/intelligent-road-infrastructure-ebook.pdf.

2

„Congestion Costs Each American Nearly 100 Hours, $1,400 a Year“, Inrix, März 2020, inrix.com/press-releases/2019-traffic-scorecard-us/#:~:text=The%20report%20found%20that%20on,average%20of%20%241%2C377%20per%20year.

3

„Pothole Prevention and Innovative Reparation“, Minnesota Department of Transportation, März 2018, dot.state.mn.us/research/reports/2018/2018.pdf.

4

„5G and Distributed Computing Tackle Critical Challenges for Cities“, Intel, September 2020, blogs.intel.com/technology/2020/09/5g-distributed-computing-tackle-critical-challenges-for-cities/#gs.gspvml.

5

Unter Umständen können Intel® Compiler bei Optimierungen, die nicht spezifisch für Mikroprozessoren von Intel® sind, auch bei Mikroprozessoren anderer Hersteller denselben Optimierungsgrad erzielen. Zu diesen Optimierungen gehören Befehlssätze für SSE2, SSE3 und SSSE3 sowie weitere Optimierungen. Intel übernimmt keine Garantie für die Verfügbarkeit, Funktionalität oder Wirksamkeit von Optimierungen für Mikroprozessoren, die nicht von Intel hergestellt wurden. Mikroprozessor-abhängige Optimierungen in diesem Produkt sind für die Verwendung mit Intel Mikroprozessoren bestimmt. Bestimmte, nicht für die Intel-Mikroarchitektur spezifische Optimierungen sind für Intel® Mikroprozessoren reserviert. Entnehmen Sie weitere Informationen zu den spezifischen Befehlssatzerweiterungen, auf die dieser Hinweis zutrifft, bitte den entsprechenden Benutzer- und Referenzhandbüchern.