Intelligente Wege zu smarter Mobilität - Ein Überblick zu innovativem Verkehrsmanagement und Smart City-Lösungen - PSI Mines&Roads
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PSIroads/MDS Intelligente Wege zu smarter Mobilität Ein Überblick zu innovativem Verkehrsmanagement und Smart City-Lösungen Gewinner des deutschen Mobilitätspreises 2017
Megatrend Smart City Deutsche Kommunen stehen vor enormen Herausforderungen Das Thema Smart City ist in aller Munde. Diese Broschüre liefert Ihnen Visionen im Hinblick auf kooperative Mobilität und erläutert die Maßnahmen und Wege, die zum Ziel führen können. Lesen Sie, • was der Schlüssel für eine zukunftsgerichtete, integrierte Stadtentwicklung ist Seite 4 • wie die Vision einer intelligent vernetzten, urbanen Mobilität aussehen kann Seite 7 • wie das Konzept von PSIroads verkehrliche und ökologische Ziele vereint Seite 9 Für weitere Fragen stehe ich Ihnen gerne zur Verfügung. Ich wünsche Ihnen eine interessante Lektüre! Elmar Jaeker Geschäftsführer PSI Mines&Roads GmbH Telefon +49 6021 366 875 2
01 Smart City Ist die individuelle Mobilität eine Sackgasse? Fakt ist: Der Individualverkehr ist das große Sorgenkind der Kommu- • Der Verbrauch an Fläche und Ressourcen, nen. In Deutschland fahren etwa zwei Drittel der arbeitenden • die Lärmbelastung und Bevölkerung mit dem Auto zur Arbeit. Der durchschnittliche • der Schadstoffausstoß in Städten deutsche Autofahrer verbringt so jährlich ca. 100 Stunden müssen gesenkt werden, um die Ziele der Umwelt-, Gesund- im Stau [1]. In den 22 größten deutschen städtischen Gebie- heits- und Klimapolitik zu erreichen und um den Bedürfnis- ten verursachen Verkehrsstaus pro Jahr 7,5 Milliarden Euro se jedes einzelnen Bürgers gerecht zu werden. zusätzliche Kosten für die Privathaushalte – das sind 509 Euro pro Haushalt [2], die durch direkte und indirekte Staukosten Derzeit sind die Städte weit vom Idealbild entfernt – einer entstehen. lebenswerten Umgebung mit kurzen Wegen, vielen Grünflä- chen, gesunder Luft, wohnsitznaher Versorgung und nicht CO2 und NOx – die täglichen Gifte? zuletzt: mit umweltfreundlicher Mobilität, die vor allem auch Die Folgen des Straßenverkehrs sind für die Umwelt und klimaschonende Alternativen wie Elektrobusse, Car-Sharing somit für uns Menschen verheerend. Die CO2-Emissionen oder Leihfahrräder einschließt. haben sich trotz eines insgesamt sinkenden Treibhausgasaus- stoßes in der EU zwischen 1990 und 2010 um 21 % drama- Die Politik setzt Zeichen tisch erhöht [3] und steigen weiter an. So stieg in Deutschland In der Politik ist der Handlungsdruck groß. Nun wird man der CO2-Ausstoß durch Verbrennungsmotoren 2016 insge- aktiv, um Fahrverbote zu vermeiden. Der Bund hat in seinem samt um 5,4 Millionen Tonnen [4]. „Sofortprogramm Saubere Luft 2017-2020“ 1 Mrd. Euro bereitgestellt: 350 Mio. Euro sollen in die Elektrifizierung des Dieselmotoren emittieren zusätzlich Stickoxide (NOx) und Verkehrs fließen, etwa zur Umrüstung von Diesel-Busflotten. spielen eine entscheidende Rolle bei der Feinstaubbelastung Mit weiteren 150 Mio. Euro sollen dieselbetriebene Busse in den Innenstädten. Nach Angaben der EU entfallen auf abgastechnisch nachgerüstet werden, und mit bis zu 500 den Straßenverkehr 40 % der Stickoxidemissionen. Rund 80 Millionen Euro wird die Digitalisierung des Verkehrs unter- % davon stoßen Dieselfahrzeuge aus, Hauptverursacher sind stützt (Quelle Zahlen: ZEIT ONLINE). die Diesel-Pkw mit einem Anteil von etwa 67 % [5]. Wegen hoher Luftverschmutzung sterben laut EU-Kommis- sion in Europa jährlich 400.000 Menschen vorzeitig, wegen Digitalisierung des Verkehrs Stickoxiden seit 2003 etwa 70.000 Menschen [6]. Die Behör- sofort beginnen! den verpflichteten deshalb die Mitgliedstaaten, Luftreinhal- tepläne zu erstellen und die Luft sauberer zu machen. Im Januar 2018 erfolgte ein Sonderaufruf zur För- derrichtlinie, der Sofortmaßnahmen in Höhe von Jetzt drohen harte Strafen für Städte insgesamt 100 Millionen Euro umfassen soll. Das Die EU-Kommission identifizierte 28 Städte in Deutschland bedeutet: In den Bereichen Verkehrsdatenerfas- mit erheblichen, wiederholten Grenzwertüberschreitungen. sung, Verkehrsleit- und Fahrgastinformationssys- Umweltverbände zwingen die Kommunen nun zum Handeln. teme können betroffene Städte und Gemeinden So hat die Deutsche Umwelthilfe (DUH) am 21. November nicht wie üblich auf die Bewilligung des Förderan- 2017 vor dem Verwaltungsgericht München Zwangsmaßnah- trags warten. Sie können im Rahmen eines sog. men gegen die Bayerische Staatsregierung beantragt, da vorzeitigen Vorhabenbeginns sofort und förderun- diese sich weigert, ein von der DUH bereits 2012 erstrittenes, schädlich mit Vorhaben beginnen! (Abschluss mittlerweile rechtskräftiges Urteil für ‘Saubere Luft’ in Mün- eines der Ausführung zuzurechnenden Liefer- oder chen einzuhalten und die notwendigen Schritte zur Einhal- Leistungsvertrages). [7] tung der Luftqualitätsgrenzwerte einzuleiten.Die DUH hat gegen das bayerische und das hessische Umweltministerium Die Städte sollten diese Chance nutzen – nicht nur Zwangsvollstreckungsmaßnahmen wegen der Grenzwer- im Hinblick auf die Gesundheit ihrer Bürger. Jetzt tüberschreitungen in München, Darmstadt und Wiesbaden müssen die technischen Voraussetzungen geschaf- beantragt. Hier sind bereits rechtskräftige Urteile ergangen, fen werden! die nicht eingehalten werden. 3
Wege zur Smart City Smart City – wie man Städte fit für die Zukunft macht Mobilität Alles mit allem verbunden: Smart City ist längst keine Vision mehr Energie Die Smart City – oder die „Stadt 4.0“ wird vielerorts mit ++ Dezentrale und erneuerbare Energieerzeugung Riesenschritten realisiert: Eine möglichst große Vernetzung ++ Modernes Energiemanagement und Speicher- unterschiedlicher Bereiche auf vielen Ebenen bietet Städten lösungen die große Chance einer „smarten“ technologischen Entwicklung. ++ Lokaler intelligenter Netz- und Ressourcenein- satz Mobilität ++ Car-Sharing ++ Elektromobilität ++ Mobilitäts-Apps ++ ÖPNV-Konzepte ++ Leihfahrräder ++ Parkhauskonzepte Stadtentwicklung ++ Intelligente Verkehrsleitsysteme ++ Smart living 4
02 Stadt 4.0 IKT macht Mobilität effizient die mit großen Schritten vorangeht. Der Schlüssel für eine integrierte Stadtentwicklung liegt im An dem „DRIVE“-Projekt sind Partner aus Industrie, For- Einsatz neuer Informations- und Kommunikationstechnolo- schung und Wissenschaft beteiligt. Auf einer Strecke von gien (IKT). Bezogen auf die Mobilität, bedeutet das maxi- 200 km (geplant: 280 km) BAB, Bundes- und Landstraßen male Kooperation und Vernetzung telemetrischer Daten/ werden die verschiedensten Ausprägungen innovativer Systeme in Echtzeit im Sinne einer effizienten Nutzung der Telematiksysteme erprobt. [8] Das Projekt ist charakterisiert Straßeninfrastruktur. durch vier Säulen der Entwicklung: Die Städte reagieren bereits mit Systemen zur Verbesserung der Verkehrsflüsse und Reduzierung von Staus und Emissio- nen: intelligente Parkraumbewirtschaftung, interoperable Ticketsysteme oder Mobilitäts-Apps für einen nutzerfreund- lichen ÖPNV werden in verschiedenen Städten getestet KOLLEKTIV – Die Verkehrsbeeinflussung oder wurden bereits eingeführt. Die Verkehrsbetriebe München, wollen bis zu 150 Mobili- erfolgt über bekannte Maßnahmen wie tätsstationen an U- und S-Bahnhöfen einrichten. Dort Telematik-gesteuerte Verkehrszeichen, sollen unter anderem durch Car-Sharing-Angebote und Stauwarnung via Radio/Internet etc. Leihräder die Nutzung verschiedener umweltfreundlicher Verkehrsträger miteinander verknüpft werden. KOORDINIERT – Verkehrs- und Aufga- Die Beispiele zeigen: Die Lösung der urbanen Verkehrspro- benträger werden organisatorisch und bleme erfordert ein gewisses Maß an Kreativität – und zuständigkeitsübergreifend vernetzt Experten, die die Anforderungen ganzheitlich erfassen und die spezifischen Erfordernisse der Kommunen kennen. KOOPERATIV – Die Akteure und Syste- me im Verkehr (Verkehrszeichen, Ampel- Perspektiven von morgen – schon heute Realität anlagen etc.) werden digital vernetzt Schon heute werden in Deutschland ehrgeizige Projekte ver- folgt. So werden etwa bei der Initiative „Hessen Mobil“ AUTOMATISIERT – Funktionen bzw. IKT-Systeme zur Verkehrsbeeinflussung auf Autobahnen Prozesse werden digital im Verkehrssystem erfolgreich eingesetzt: vom Baustellenmanagement, über temporäre Seitenstreifenfreigabe und Ampelsteuerung bis hin integriert – automatisierte Fahrzeuge zu digitalen Stauinformationen. Eine von vielen Initiativen, 5
Intelligent vernetzte Mobilität Die Stadt von morgen ist digital Mobilität 6
03 Mobilität Welche Instrumente können Städte nutzen? Intelligent vernetzte Mobilität – im digitalen Zusammenspiel der Systeme löst man die Verkehrsanforderungen von morgen: ++ Die Verkehrszentrale bzw. der Leitstellenmanager könnte sich zukünftig zum Service Provider entwickeln. Hierfür aufbereitete, benötigte Informationen/Daten werden auf neuen Mobilitätsdaten-Marktplätzen bereitgestellt. Dazu gehören auch Daten zur Immissions- und Witterungssituation und Bilder die von Kameras an Verkehrsknotenpunkten geliefert werden. ++ Die Verkehrszentrale kommuniziert mit anderen Datenspeichern, z. B. einer Mobility Cloud. ++ Diese steht im Datenaustausch mit sämtlichen Verkehrsteilnehmern, -mitteln und -technik und ermög- licht so kooperative Mobilität. Eine erfolgreiche Mobilitäts-Vision der „Smart City“ • Es braucht verkehrspolitische Strategien und Systemarchi- berücksichtigt viele Faktoren: tekturen unter Einbeziehung klimaschonender/-neutraler Den digitalen Wandel an sich Verkehrsmittel • Alles ist mit allem vernetzt: Medien, soziale Netzwerke – • Kooperative und individuelle Mobilität müssen harmonisiert und auch Fahrzeuge werden • Computer werden immer leistungsfähiger und ermöglichen die Verarbeitung großer Datenmengen quasi in Echtzeit. Die Smart City braucht smarte Mobilität Integrierte Planung und Vernetzung sind elementar für die Die Anforderungen der digitalen Vernetzung zukünftige Stadtentwicklung und für eine sowohl individuelle • Mobilitätsdienste müssen auf breiter Ebene akzeptiert werden als auch gesellschaftlich akzeptable Nutzung der Verkehrsinf- • Es muss ein echter Vorteil für das Gemeinwohl und den rastruktur. Das „Internet der Dinge“ wird bei der Harmonisie- Einzelnen gegeben sein rung von individueller und kooperativer Mobilität eine maß- • Datenschutz muss gewährleistet sein gebliche Rolle spielen. Die Organisation des Verkehrs Am – vorläufigen – Ende dieser Entwicklung kann das auto- • Es darf keine Selbstorganisation durch Digitalisierung nome Fahren stehen. entstehen 7
Proaktives und kooperatives Verkehrsmanagement PSIroads/MDS regelt Verkehrsflüsse intelligent powered by Qualicision Weniger Staus oder überlastete Straßen? Mit PSIroads/MDS powered by Qualicision wird diese Erfolgreich getestet: Im Rahmen eines Vision zur Realität! EU-geförderten Pre-Commercial Procure- Diese Situation hat wohl jeder Autofahrer schon einmal ment (PCP) Projektes wurde erlebt: Das Navigationssystem im Auto schlägt eine Route PSIroads/MDS mit der niederländischen Verkehrsbehörde vor – doch die ist bei Ihrem Eintreffen schon überlastet. Das (Rijkswaterstaat) und dem britischen Autobahnbetreiber multikriterielle Entscheidungswerkzeug PSIroads/MDS Highways England umgesetzt. (Multi-criteria Decision Support) bietet hier eine intelligen- te Lösung. Denn die Software PSIroads/MDS erlaubt dem PSIroads/MDS Anwender, sozusagen einige Minuten in die Zukunft zu • kann problemlos in bestehende Verkehrsleitzentralen inte- blicken und anhand dieses zukünftigen Verkehrsszenarios griert werden Entscheidungen zu treffen. Es basiert auf dem KI-Werkzeug • ist im täglichen Verkehrsmanagement einfach einzusetzen Qualicision, dass von PSI bereits für vergleichbare Anwen- • ermöglicht die region- oder bundesweite dungen in anderen Märkten sehr erfolgreich eingesetzt wird. Kooperation verschiedener Straßenbetreiber • ist für eine Vielzahl von Aufgabenstellungen anwendbar. Den Kommunen liefert PSIroads/MDS damit nicht nur Vorschläge für die direkte Verkehrsbeeinflussung, sie kann auch helfen, zurückliegende Fehler in der Stadtplanung indirekt zu korrigieren. Denn die Verkehrsleitung kann mit diesem Werkzeug flexibler als je zuvor gehandhabt werden. 8
04 Smarte Lösungen Verkehrsflüsse sinnvoll und ganzheitlich optimieren Verkehrsträger (E-Auto, Bus/Bahn, Car-Sharing, Fahrrad PSIroads/MDS optimiert die Nutzung von Verkehrsnetzen so, etc.) und zeitliche Maßnahmen (früher bzw. später losfah- dass Verkehrsteilnehmer ihre individuellen Ziele bestmöglich ren) bei gleichen Destinationen nutzen. Der vorgeschlagene erreichen. Dabei ermöglicht das System Straßenbetreibern Weg zum Ziel wird so effizient und staufrei. Die Verkehrsteil- und Umweltbehörden, den Verkehrsfluss nach frei definier- nehmer bekommen sinnvolle Vorschläge und Hinweise, was baren, strategischen und ökologischen Zielen zu steuern. Dazu die Vertrauenswürdigkeit in das Verkehrssystem erhöht. werden mögliche Maßnahmen zur Verkehrsbeeinflussung auf Basis der aktuellen und erwarteten Verkehrssituation vor dem Hintergrund der Ziele bewertet. So profitieren Städte von PSIroads/MDS: Darüber hinaus werden auch Regeln für die Kooperation von unterschiedlichen Straßenbetreibern definiert und situati- ++ Strategische Umfahrungen von Verkehrsstö- onsbedingt angewendet. Dies ermöglicht ein Verkehrsma- rungen, um Gefahren zu reduzieren ++ Strategische Umfahrungen, um Grenzwert- nagement über die Grenzen von Zuständigkeiten hinaus. überschreitungen von Emissionen (NOx, Feinstaub, Lärm) zu vermeiden PSIroads/MDS – die App ++ Strategische Routenführung für verschiedene Der Verkehrsteilnehmer nutzt PSIroads/MDS als Applikati- Typen von Verkehrsteilnehmern, wie Güterver- on (App), die auf mobile Endgeräte geladen wird. Nach der kehr, Gefahrguttransporte, Elektrofahrzeuge, Erstellung eines Profils wählt der Nutzer sein Ziel und kann Rettungsdienste ++ Strategische Maßnahmen zu geplanten und direkt starten. ungeplanten Events (Fußballspiel, Konzert, Unfall, …), um Staus zu vermeiden Verkehrsteilnehmer und urbane Ziele ++ Vermeidung von Umleitungen auf kritischen Der Begriff Verkehrsteilnehmer umfasst eine große Gruppe Strecken, um Schulen oder Kindergärten, histo- von Personen: z. B. einheimischer und auswärtiger Liefer- und risch wertvolle Stadtteile, Wohngebiete vor Berufsverkehr, Touristen und Besucher mit und ohne Fahrzeug, Ausweichverkehr zu schützen ++ Routenempfehlungen zu Knotenpunkten, wie ÖPNV, Fußgänger, Radfahrer, Rollstuhlfahrer etc. Einkaufszentren, Industrie- und Gewerbegebiete ++ Vermeidung von Start-/Stop-Vorgängen Es gilt, die individuellen Ziele der Verkehrsteilnehmer – (z. B. vor Ampeln -> „situative Grüne Welle“), möglichst schnell, direkt und staufrei von A nach B zu um Abgasmehrbelastungen zu verhindern gelangen – mit den urbanen Zielen der Städte zu kombinie- ++ Reduktion von Belastungsspitzen (z. B. Ge- ren – nämlich der Vermeidung von Emissionen, Staus und schwindigkeitsbegrenzung bei Brückenschäden) Gefahren. ++ Individuelle, situative Anpassung an urbane Kli- maschutzziele durch Angebote an Verkehrsteil- nehmer, auf klimaschonende Verkehrsmittel, Viele Wege führen zum Ziel wie Car-Sharing, ÖPNV oder Leihfahrräder Im Gegensatz zu Routenvorschlägen des Navigationssystems umzusteigen sorgt die selbstlernende Software PSIroads/MDS dafür, dass Teilnehmer unterschiedliche Routen, aber auch andere 9
PSIroads/MDS Marketing für maximale Akzeptanz der Nutzer Samen slim rijden. PSIroads/MDS passt sich Bürgerwünschen flexibel an Verkehrsteilnehmer und Bürger werden das System Um die urbanen Ziele dennoch zu erreichen und die Akzep- PSIroads/MDS nur dann akzeptieren, wenn es ihnen Vortei- tanz für das System zu erhöhen, wurde in Zusammenarbeit le bringt. Denn die Ziele von Verkehrsteilnehmern und mit dem holländischen Unternehmen V-tron ein Beloh- Städten sind nicht immer deckungsgleich. Mehr noch, nungs-Punktesystem (ähnlich Payback, Miles&More etc.) urbane Ziele sind für Autofahrer meist unbequem, weil in die App PSIroads/MDS integriert: Akzeptiert der Nutzer diese sie in ihrer freien Entscheidung einengen – man denke einen Routenvorschlag, der nicht seinem persönlichen, nur an Alternativrouten aus Emissionsschutzgründen, die sondern einem übergeordneten urbanen Ziel dient, wird er längere Fahrzeiten erfordern. dafür mit Punkten belohnt. Beispiel 1: Beispiel 2: Herr Müller ist auf dem Weg zum Baumarkt. Die Herr Schmitt bejubelt den Sieg seiner Mann- schnellste Route führt ihn über einen stark mit schaft im vollbesetzten Fußballstadion. Nach Stickoxiden belasteten Bereich der Innenstadt. Abpfiff strömen alle Zuschauer zum Ausgang. Die Die App schlägt ihm einen Weg vor, der diesen App empfiehlt Peter, 20 Minuten länger im Stadi- Bereich umfährt und gleichzeitig Wege mit Kin- on zu bleiben, um Staus am Ausgang und bei der dergärten, Schulen und dem Krankenhaus mei- Ausfahrt von den Parkplätzen möglichst gering det. Für die vorgeschlagene Route benötigt Herr zu halten sowie erhöhte Schadstoffbelastungen Müller voraussichtlich fünf Minuten länger. Aller- zu vermeiden. Akzeptiert Herr Schmitt die Emp- dings trägt er so zu sauberer Luft und einer Ver- fehlung und steigt die empfohlenen 20 Minuten besserung der Lebensqualität in der Stadt bei. später ins Auto, erhält er Belohnungspunkte. Die Stadtverwaltung belohnt dieses Verhalten Diese kann er beim nächsten Spiel im Stadion z. mit 10 Punkten, die er am Baumarkt gegen eine B. gegen eine Bratwurst einlösen. Tasse Kaffee eintauschen kann. 10
05 PSIroads/MDS PSI auf einen Blick Die PSI Mines&Roads GmbH wurde 1991 als hundertprozentige Tochter der PSI Software AG gegründet, die rund 1.650 Mitarbeiter beschäftigt. Das Unternehmen ist mit seinem größten Pro- duktionsstandort in Aschaffenburg zentral im Rhein-Main Gebiet vertreten. Weitere Geschäftsstel- len befinden sich in Berlin, Peking und Moskau. PSI Mines&Roads betreibt zwei Unternehmenssparten. Die Aufgaben der Roads-Sparte liegen im Infrastruktur-Monitoring und im Verkehrsmanagement – mit innovativen Softwarelösungen für Betreiber von Straßen und Smart Cities. Im Ranking der renommierten Fachzeit- schrift WirtschaftsWoche vom Dezember 2017 gehört die PSI zu den 30 innovativsten deutschen Mittelständlern. Im Juni 2017 wurde PSI zudem mit dem Deutschen Mobilitätspreis für die Soft- warelösung PSIroads/MDS ausgezeichnet. PSIroads/MDS – ausgezeichnet mit dem Deutschen Mobilitätspreis 2017 Im Rahmen des Wettbewerbs prämieren die Initiative „Deutsch- land – Land der Ideen“ und das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur im Wettbewerbsjahr 2017 wegweisen- de Best-Practice-Projekte zum Schwerpunktthema Sicherheit. PSIroads/MDS wurde dabei als Leuchtturmprojekt für intelli- gente Mobilität ausgezeichnet Eine 16-köpfige Expertenjury unter dem Vorsitz von Dorothee Bär MdB wählte aus rund 170 Bewerbungen die Preisträger aus. Mit dem Deutschen Mobilitätspreis machen die Initiative „Deutschland - Land der Ideen“ und das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infra- struktur intelligente Mobili- tätslösungen und digitale Inno- vationen öffentlich sichtbar. Was geschieht aktuell? In diesen Tagen treffen sich Verantwortliche von Kommunen (Bürgermeister, Planungsämter, Ratsmitglieder, Presseverantwortliche) mit Verkehrsexperten, Lotsen für die Vergabe von Fördermitteln und Spezialisten aus der Industrie, um konkrete Projekte zur intelligenten Verkehrsbeeinflussung zu initiieren. 11
Limburg Frankfurt am Main Wiesbaden Offenbach Aschaffenburg Mainz Darmstadt Ludwigshafen PSI Mines&Roads GmbH Boschweg 6 63741 Aschaffenburg Deutschland Telefon: +49 6021 366-601 Telefax: +49 6021 366-541 traffic@psi.de www.psi-minesandroads.de [1] Tom-Tom Traffic Index Report/Dt. Handwerkszeitung Online-Ausgabe, 31.05.2017 [2] Studie Centre for Economics and Business Research (Cebr)/www.welt.de, 18.12.2013 [3] Deutsche Umwelthilfe/www.duh.de [4] Umweltbundesamt/ZEIT online, 16.03.2017 [5] Umweltbundesamt/ZEIT online, 16.06.2017 [6] Umweltbundesamt/ZEIT online, 16.06.2017 [7] Der Vollständigkeit halber weisen wir darauf hin, dass mit der Zustimmung zum vorzeitigen Vorhabenbeginn noch keine Entscheidung über die Bewilligung von Zuwendungen getroffen wird. [8] Hessen Mobil, Präsentation 21.11.2017 Stand Februar 2018
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