Smarte Verkehrsüberwachung

Im Rahmen einer Forschungskooperation haben Kapsch TrafficCom, die Kunstuniversität Linz und das Software Competence Center Hagenberg (SCCH) die Komponenten einer KI-basierten Verkehrsüberwachung weiterentwickelt. [...]

KI-basierte Verkehrsüberwachungssysteme können kritische Situationen erkennen und so frühzeitig vor Gefahren warnen. Voraussetzung ist, dass die KI Fahrzeuge, Radfahrer, Fußgänger und deren Wege zuverlässig erkennt.

Kapsch TrafficCom hat in Zusammenarbeit mit dem SCCH bereits ein KI-basiertes System für Verkehrssituationen auf Autobahnen und komplexe Kreuzungssituationen entwickelt. Damit das System die Gefahr einer Situation selbstständig einschätzen kann, braucht es zusätzliches Expertenwissen, um die Verkehrslagen bewerten zu können und zu verstehen, was in einer Situation erlaubt und was verboten ist. „Dieses Wissen muss der KI von Verkehrsmanagern in Form klarer Regeln zur Verfügung gestellt werden. Da Verkehrsmanagerinnen und Verkehrsmanager oft keine IT-Kenntnisse haben, liegt unser Fokus auf der verständlichen Darstellung der komplexen Funktionen und auf KI-basierter Hilfe“, erklärt Projektleiter Christian Salomon, Senior Research Project Manager im Bereich Software Science am SCCH.

Im Mittelpunkt steht die Benutzerfreundlichkeit

Das Software-Konzept folgt einem nutzerzentrierten Designansatz – benutzerfreundlich, intuitiv, interaktiv. „Die Einbindung von intelligenten Systemen in Entscheidungsprozesse stellt den Bereich des Interface Designs vor neue Herausforderungen. Wie gestalten wir Schnittstellen für die direkte Zusammenarbeit mit Menschen? Wie werden maschinelle Empfehlungen nachvollziehbar und verständlich? Wer trifft letztendlich die Entscheidung, und auf welcher Wertebasis und Perspektive wird diese getroffen? Ethisch, wirtschaftlich, juristisch oder individuell“, erklärt Marianne Pührerfellner. Sie ist Expertin für User Experience (UX) und User Interface (UI) Design in der Abteilung für Visuelle Kommunikation der Kunstuniversität Linz. Von ihr und ihrem Team, bestehend aus Florian Nimmervoll, der Abteilung Industrial Design und Studierenden, sowie den Expertinnen und Experten des SCCH stammt das Konzept der System-Verwaltungsoberfläche. Verschiedene Verkehrssituationen werden für das KI-Modell semantisch beschrieben: In welchem Bereich des Bildes befinden sie die Fahrsteifen, und in welcher Fahrtrichtung dürfen diese befahren werden? Handelt es sich bei diesem visuellen Muster um einen Fußgängerübergang? Neben Definitionen von Gefahrenzonen, beispielsweise für Fußgängerinnen und Fußgänger, kann ein komplexes Regelwerk bezüglich des Verhaltens jeweiliger Verkehrsteilnehmerinnen und Verkehrsteilnehmer angewandt werden.

„Um Verkehrsmanagerinnen und Verkehrsmanager dabei zu unterstützen, z. B. eine Kreuzung zu beschreiben, kann KI-basierte Objekterkennung eingesetzt werden, um aus gelernten Zusammenhängen entsprechende Vorschläge zu unterbreiten, die man einfach übernehmen kann“, erläutert Salomon.

Leicht verständliche Programmiersprache

Verkehrsmanager definieren klare Regeln für bestimmte Verkehrssituationen. Für Verkehrszählungen sind die Zahl der Autos zu erheben und bei einem definierten Schwellenwert muss eine Warnung erfolgen, weil sich ein Stau abzeichnet. „Solche Regeln können sehr komplex werden. Eine gute Unterstützung für die Verkehrsmanagerinnen und Verkehrsmanager ist eine Domain-specific Language. Die Vorteile für die Benutzer sind enorm: Regeln sind einfacher zu erstellen und weniger fehleranfällig. Die Userin und der User erhalten sinnvolle Hilfe und werden dadurch sicher im Umgang mit der Software. Wir müssen davon ausgehen, dass Verkehrsmanagerinnen und Verkehrsmanager oder Servicetechnikerinnen und Servicetechniker nicht regelmäßig mit dem System arbeiten. Dennoch sollen sie rasch Fehler finden oder Infos ergänzen können“, bekräftigt Salomon. „Visuelle Codierungen wie Icons, Farben und Formen ermöglichen es Benutzerinnen und Benutzern, innerhalb kürzester Zeit komplexe Sachverhalte zu erkennen. Arbeitsprozesse werden einfacher und leichter. Entscheidungen und Handlungen werden nachvollziehbar und verständlich gestaltet“, so Pührerfellner. Balazs Barnucz, Vice President Video Platform bei Kapsch TrafficCom, ergänzt: „Aus der Zusammenarbeit mit dem SCCH und der Kunstuniversität Linz ist ein detailliertes Konzept entstanden, das die mittel- und langfristige Roadmap unserer Administration GUIs prägen wird.“