Intelligente Verkehrsüberwachungssysteme erhöhen die Sicherheit im Straßenverkehr. Sie warnen vor Gefahren und garantieren einen optimalen Verkehrsfluss. Im Rahmen einer Forschungskooperation haben
Kapsch TrafficCom, die Kunstuniversität Linz und das Software Competence Center Hagenberg (SCCH) die Komponenten der KI-basierten Verkehrsüberwachung weiterentwickelt.
KI-basierte Verkehrsüberwachungssysteme können kritische Situationen erkennen und so frühzeitig vor Gefahren warnen. Voraussetzung ist, dass die Künstliche Intelligenz 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 Wissen von Expert/-innen, die Verkehrslagen bewerten können und verstehen, was in einer Situation erlaubt und was verboten ist. „Dieses Wissen muss der KI von Verkehrsmanager/-innen in Form klarer Regeln zur Verfügung gestellt werden. Da Verkehrsmanager/-innen oft keine IT-Kenntnisse haben, liegt unser Fokus auf der verständlichen Darstellung der komplexen Funktionen und auf KI-basierter Hilfe“, erklärt Projektleiter DI Christian Salomon, Senior Research Project Manager im Bereich Software Science am SCCH.
Benutzerfreundlichkeit im Mittelpunkt
Das Software-Konzept folgt einem Nutzer-zentrierten 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 Ass.-Prof. DI (FH) 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 Univ.-Ass. Mag.des.ind. Florian Nimmervoll, der Abteilung Industrial Design, Studierenden, sowie den Expert/-innen des SCCH stammt das Konzept der System-Verwaltungsoberfläche. Verschiedene Verkehrssituationen werden für das KI-Modell semantisch beschrieben: In welchem Bereich des Bildes befinden sich 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 Fußgänger/-innen, kann ein komplexes Regelwerk bezüglich des Verhaltens jeweiliger Verkehrsteilnehmer/-innen angewandt werden. „Um Verkehrsmanager/-innen 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.
© Kapsch TrafficCom,Symbolbild Kreuzung
Leicht verständliche Programmiersprache für Verkehrsmanager/-innen
Verkehrsmanager/-innen definieren klare Regeln für bestimmte Verkehrssituationen. Beispielsweise darf niemand in Einbahnen oder auf Autobahnen in die falsche Richtung fahren. Für Verkehrszählungen muss die Zahl der Autos erhoben werden 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 Verkehrsmanager/-innen ist eine Domain-specific Language (DSL „Domänenspezifische Programmiersprachen“ ermöglichen Anwender/-innen, Software in einer ihnen vertrauten Sprache zu steuern). „Die Vorteile für die Benutzer sind enorm: Regeln sind einfacher zu erstellen und weniger fehleranfällig. Der User erhält sinnvolle Hilfe und wird dadurch sicher im Umgang mit der Software. Wir müssen davon ausgehen, dass Verkehrsmanager/-innen oder Servicetechniker/-innen 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 Benutzer/-innen, innerhalb kürzester Zeit komplexe Sachverhalte zu erkennen. Arbeitsprozesse werden einfacher und leichter. Entscheidungen und Handlungen werden nachvollziehbar und verständlich gestaltet“, so Pührerfellner. „Wir sehen, dass unsere KI-basierten Video-Analytics-Systeme ständig mehr und immer komplexer werdende Funktionen und Szenarien abdecken können. Deshalb ist es für uns sehr wichtig, die Konfigurierung solcher Systeme intuitiv, schnell und verstärkt automatisiert zu gestalten. 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“, bekräftigt Balazs Barnucz, Vice President Video Platform bei Kapsch TrafficCom.
Corporate Data SCCH – Software Competence Center Hagenberg
Die Software Competence Center Hagenberg GmbH (SCCH) ist ein unabhängiges Forschungszentrum im Bereich Software in Österreich und zählt zu den Beteiligungsgesellschaften der Upper Austrian Research GmbH, der Leitgesellschaft für Forschung des Landes OÖ (Member of UAR Innovation Network) Aktuell zählt das SCCH 91 MitarbeiterInnen. Seit der Gründung des SCCH im Jahr 1999 setzt das COMET K1-Kompetenzzentrum auf anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung im Softwarepark Hagenberg. Im Mittelpunkt stehen Data & Software Science. Die enge Kooperation mit Partnern aus der Wissenschaft, insbesondere mit dem Gründungspartner JKU sowie mit zahlreichen namhaften Unternehmen aus Wirtschaft und Industrie, macht das SCCH zu einem Paradebeispiel für eine gut funktionierende Ausrichtung entlang der ‚Innovation Chain‘ Bildung, Forschung und Wirtschaft. Das SCCH hat seine Schwerpunkte sowohl in Software für die Produktion als auch in den Daten, die durch die lernenden Systeme eine immer größere Rolle spielen. Ohne diese Kombination an Schwerpunkten ist Industrie 4.0 nicht denkbar. Das COMET-Zentrum Software Competence Center Hagenberg wird im Rahmen von COMET – Competence Centers for Excellent Technologies durch BMVIT, BMDW und Land Oberösterreich gefördert. Das Programm COMET wird durch die FFG abgewickelt. www.scch.at
Corporate Data – Kapsch TrafficCom
Kapsch TrafficCom ist ein weltweit anerkannter Anbieter von Verkehrslösungen für eine nachhaltige Mobilität. Innovative Lösungen in den Anwendungsbereichen Maut, Mautdienstleistungen, Verkehrsmanagement und Nachfragemanagement tragen zu einer gesünderen Welt ohne Staus bei. Kapsch hat in mehr als 50 Ländern rund um den Globus erfolgreich Projekte umgesetzt. Mit One-Stop-Lösungen deckt das Unternehmen die gesamte Wertschöpfungskette der Kunden ab, von Komponenten über Design bis zu der Implementierung und dem Betrieb von Systemen. Als Teil der Kapsch Group, mit Hauptsitz in Wien, verfügt Kapsch TrafficCom über Tochtergesellschaften und Niederlassungen in mehr als 30 Ländern und ist seit 2007 im Segment Prime Market der Wiener Börse (Symbol: KTCG) notiert. Im Geschäftsjahr 2019/20 erwirtschafteten rund 5.100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter einen Umsatz von 731,2 Mio. EUR.
https://www.kapsch.net/ktc/ueber-kapsch-trafficcom
Corporate Data Kunstuniversität Linz – Abteilungen Visuelle Kommunikation und Industrial Design
Die Abteilung Visuelle Kommunikation erforscht in den Kernkompetenzen Visual Communication und Visual Transformation die Übersetzung von Daten, Inhalten und Prozessen, um diese in Form visueller Informationen und generativer Bilder sichtbar zu machen. Auf Basis alter und neuer Technologien werden hybride Medienformate entwickelt, die sich mit zukünftigen Formen des Kommunizierens befassen. Neben dem Bachelorstudium Grafik-Design und Fotografie bietet die Abteilung auch das zweijährige Masterstudium Visuelle Kommunikation an.
Die Abteilung Industrial Design erforscht die vielschichtigen Interaktionen zwischen Mensch und Produkt. Dabei verschmilzt die Welt der physischen Produkte mit den digitalen und virtuellen Produktattributen der heutigen Zeit. Neue Technologien, wie etwa der Einzug der künstlichen Intelligenz, werfen neue Fragen auf und fordern neue Lösungen von Interfaces und User-Touchpoints. Durch die anwendungsgeprägte und praxisnahe Herangehensweise agiert Industrial Design im Zentrum gesellschaftlich relevanter, zukunftsweisender Produktentwicklung. Das Studienangebot umfasst ein Bachelor-/Masterstudium und PhD-Programm.
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Rückfragen-Kontakt:
Mag. Martina Höller, Science Communication, SCCH, (+43) 50 343 882,
Martina.Hoeller@scch.at