Die Management- und Technologieberatung BearingPoint unterstützt als Auftragnehmer die DLR Quantencomputing-Initiative des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt im Bereich des Straßenverkehrs mit Schwerpunkt auf der optimierten Ampelsteuerung. [...]
Quantencomputer gelten als Schlüsseltechnologie für die Zukunft und bergen ein enormes Potenzial. Laut den Roadmaps der Hardwarehersteller kann dieses aber erst in den kommenden Jahren realisiert werden. Doch können wir bereits heute von diesen quanteninspirierten Ansätzen auf gewöhnlicher Computerhardware profitieren? Kann man einen fließenden Übergang für die nächsten Jahre schaffen, um mit geringem Aufwand jeweils neueste Erkenntnisse und Fähigkeiten zu nutzen? Funktionieren derartige Ansätze sogar im Realbetrieb einer Verkehrssteuerung?
Für diese ambitionierten Ziele hat die DLR Quantencomputing-Initiative (DLR QCI) entsprechende Aufgaben des Projektes „QI-TraSiCo“ (Quantum-Inspired Traffic Signal Control) an die Management- und Technologieberatung BearingPoint vergeben. Dies ist nach QCMobility | Maritim ein weiteres zukunftsweisendes Projekt von BearingPoint, um Verkehrsflüsse mit Hilfe von Quantencomputing effizienter zu gestalten.
Weniger Staus, geringere Wartezeiten und eine bessere Umweltbilanz
Die Umsetzung ist in einem realen Testfeld in Augsburg vorgesehen, wo die Ampelanlagen erstmals im Live-Betrieb digital gesteuert werden sollen. Über mehrere Straßenkreuzungen hinweg wird demnach der Verkehrsfluss kontinuierlich und automatisiert analysiert. Das System passt die Ampelschaltungen in Echtzeit an die aktuelle Verkehrssituation an und optimiert somit den Verkehrsfluss. Ziel ist, durch diese intelligente Steuerung Staus, Wartezeiten und Umweltbelastungen deutlich zu reduzieren. Außerdem werden Radfahrer:innen und Fußgänger:innen gezielt berücksichtigt, um eine moderne, urbane und multimodale Mobilität zu fördern.
Technologischer Durchbruch für intelligente Ampeln
Bislang ist die Live-Optimierung von Straßennetzwerken mit einer Vielzahl von Lichtsignalanlagen eine große Herausforderung. Optimierungsansätze für netzweite Steuerungen sind zwar bekannt, waren jedoch bislang nicht mit hinreichender Qualität in Echtzeit ausführbar, da klassische Verkehrsrechner nur eine beschränkte Rechenleistung besitzen. Quantencomputing bietet hier ganz neue Möglichkeiten. Mit den geplanten Methoden lässt sich eine große Anzahl verschiedener Schaltvarianten für jede Lichtsignalanlage innerhalb eines Lösungsraums in Echtzeit berechnen und prüfen. Das Optimum kann so ermittelt und an den Lichtsignalanlagen live geschaltet werden.
BearingPoint wird nun gemeinsam mit den weiteren Projektpartnern eine quanteninspirierte Systemlösung entwerfen und umsetzen. Die Systemlösung wird zunächst prototypisch im Labor für Intelligente Verkehrssysteme des DLR getestet, bevor die Kopplung mit dem Testfeld in Augsburg erfolgt, um dort die realen Lichtsignalanlagen im Live-Betrieb zu steuern.
Führende Expert:innen bündeln ihre Stärken für quanteninspirierte Mobilität
Zur Projektdurchführung verfügt BearingPoint über hochqualifiziertes Personal mit einem tiefgreifenden Verständnis der für dieses Projekt relevanten Technologien im Bereich der quanteninspirierten Methoden, zum Beispiel mit langjähriger Erfahrung in sogenannten Tensornetzwerken. Darüber hinaus kann BearingPoint auf die starke Expertise seiner Projektpartner zurückgreifen:
- Das Fraunhofer CML wird seine umfangreiche Erfahrung in der mathematischen Optimierung und dem Quantencomputing einbringen und sich auf die Formalisierung und Problemmodellierung konzentrieren.
- Multiverse Computing bringt tiefgreifende Expertise im quanteninspirierten Computing ein und wird entsprechende Software umsetzen.
- Gevas humberg & partner verfügt als Ingenieurbüro über vielfältige Expertise in der Verkehrsplanung und -steuerung mithilfe von Lichtsignalanlagen und wird für die verkehrstechnische Entwicklung der lokalen und netzweiten LSA-Steuerungsverfahren, die Verkehrssimulation und die verkehrliche Evaluation verantwortlich sein.
- Stührenberg bringt die Erfahrung in der Verkehrstechnik ein und unterstützt das Projekt in beratender Funktion bei der Entwicklung sowie der systemtechnischen Umsetzung der Verkehrssteuerung, insbesondere auch bei der Spezifikation der Schnittstellen zu den LSA-Steuerungen.
Quantencomputing-Ökosystem für technologische Souveränität
Für BearingPoint ist es entscheidend, gemeinsam mit seinen Projektpartnern das von der DLR QCI initiierte Ökosystem im Bereich des Quantencomputings aufzubauen, um sowohl den Nutzen als auch die Souveränität in dieser Technologie in Deutschland und Europa zu stärken. Reinhard Geigenfeind, Partner bei BearingPoint und verantwortlich für das Projekt, kommentiert: „In der Verkehrssteuerung nutzen wir die Chance, das disruptive Potenzial des Quantencomputings bereits heute auf die Straße zu bringen. Und nicht nur das. Unser Technologieansatz erlaubt es, die Ergebnisse sowohl im Verkehrssektor zu skalieren als auch in vielen anderen Bereichen. Mit unseren Kunden aus verschiedensten Branchen entwickeln wir bei BearingPoint schon heute praxisnahe branchenübergreifende Lösungen. Dabei arbeiten wir eng mit dem Ökosystem der DLR QCI und mit vielen weiteren exzellenten Technologiepartnern zusammen. So treiben wir konkurrenzfähige und souveräne deutsche und europäische Lösungen voran.“
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