KI4LSA - Optimierung des Verkehrsflusses durch KI-gesteuerte Ampeln (LSA - Lichtsignalanlagen)
Themenfeld Mobilität
Erprobungsort 32657 Lemgo
Worum geht es in dem Reallabor? Welche Innovation (Technologie, Produkt, Dienstleistung, Ansatz) wird unter realen Bedingungen erprobt?
Der zunehmende innerstädtische Verkehr führt zu Umweltbelastungen, hohen Reisezeiten und erhöhtem Treibstoffverbrauch für die Verkehrsteilnehmer. Ein wesentlicher Hebel zur Verbesserung des Verkehrsflusses im innerstädtischen Bereich liegt in der Optimierung der Steuerungen von Lichtsignalanlagen (LSA).
Ziel des Projektes "KI4LSA" war es daher, mittels Reinforcement Learning (RL) – einem Verfahren der Künstlichen Intelligenz – die LSA so zu steuern, dass der Verkehrsfluss optimiert wird. Zu diesem Zweck wurde die KI in einer Simulation trainiert und anschließend ausgewertet. Des Weiteren wurde das System auch im Realbetrieb erprobt, wozu eine Testkreuzung mit zusätzlicher Hardware und Sensorik nachgerüstet wurde.
Im Projekt "KI4LSA" wurde weltweit das erste Mal eine RL-basierte LSA-Steuerung erfolgreich im Realbetrieb eingesetzt. Hierzu wurde zunächst ein Softwareframework zum Trainieren des RL-Algorithmus entwickelt. Der trainierte RL-Agent wurde anschließend zur Steuerung einer realen LSA eingesetzt. Hierzu wurden zusätzliche Kamera- und Radarsensoren an der Kreuzung installiert, die eine spurgetreue Erfassung der Verkehrssituation in Echtzeit ermöglichten und als Entscheidungsgrundlage für den RL-Agent dienen. Im Realbetrieb konnte so die durchschnittliche Reisezeit von Fahrzeugen um ca. 10 % reduziert werden. Des Weiteren konnte in der Simulation eine Emissionsreduktion von 15-20 % nachgewiesen werden.
Wird bzw. wurde für das Reallabor ein rechtlicher Spielraum (z. B. in Form von Ausnahmegenehmigungen, Experimentierklauseln) genutzt bzw. ist dieser Spielraum erforderlich?
Ja, und zwar:
Ausnahmeregelung zur Steuerung der LSA durch KI im Realbetrieb
Können aus dem Reallabor wichtige Erkenntnisse mit Blick auf die künftige Regulierung der erprobten Innovation abgeleitet werden?
Ja, und zwar:
Umsetzung einer KI-Steuerung an einem kritischen Element. Wirksamkeit von RL im Zusammenhang mit Verkehrsoptimierung.
Inwieweit sind bzw. waren Behörden am Reallabor beteiligt? (Mehrfachauswahl möglich)
- Eine oder mehrere beteiligte Behörden haben Genehmigungen für die Durchführung des Reallabors erteilt (z. B. auf Basis einer Experimentierklausel).
- Eine oder mehrere beteiligte Behörden treiben die Erprobung voran, z. B. indem sie bei der Vernetzung von und Kooperation mit Stakeholdern unterstützen.
- Eine oder mehrere beteiligte Behörden sind bestrebt, den Transfer der erprobten Innovation in den Regelbetrieb politisch und/oder regulatorisch zu unterstützen.
Namen der Behörden: Straßen.NRW, Alte Hansestadt Lemgo
Wird bzw. wurde das Reallabor durch öffentliche Fördermittel (teil-)finanziert?
Bund
Name des Förderprogramms: BMDV mFUND
