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 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 Marianne Pührerfellner. Sie ist Expertin für User Experience und User Interface Design in der Abteilung für Visuelle Kommunikation der Kunstuniversität Linz. Von ihr und ihrem Team, bestehend aus Florian Nimmervoll, der Abteilung Industrial Design, Studierenden, sowie den Expert*innen des SCCH stammt das Konzept der Systemverwaltungsoberfläche.

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.

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.

Foto: Kapsch TrafficCom