Autonomes Sensornetz zur Parkraumdatenerfassung

Mit einem schnell nachrüstbaren, sensorbasierten Parkflächenmanagement für mehr Nachhaltigkeit soll ein internes Forschungsprojekt der Hochschule Wismar sorgen.

Die Parkplatzsuche in Deutschland ist nicht nur ein zeitlicher Stressfaktor, sondern auch ein bedeutender Treiber von CO₂-Emissionen im urbanen Raum. Durchschnittlich verbringen Fahrer jährlich 41 Stunden auf der Suche nach einem freien Parkplatz – in Städten wie Berlin oder Frankfurt am Main sogar über 60 Stunden. Diese Zeitverschwendung führt zu einem übermäßigen Kraftstoffverbrauch, was in erheblichem Maße zur Umweltbelastung beiträgt: Urbane Mobilität ist für 40 % der CO₂-Emissionen des Straßenverkehrs in der EU verantwortlich​.

Ziel ist die Entwicklung eines KI-basierten Parkraumerfassungs- und Steuerungsservices auf Basis verteilter Sensornetze zur Untersuchung von CO2 Reduktionspotenzialen im innerstädtischen Verkehr anhand von Praxisbeispielen in Mecklenburg-Vorpommern. Die Basis ist ein optisches Sensornetz zur Parkflächenerfassung, welches am Beispiel des Hochschul-Campus-Parkplatzes Bürgermeister-Haupt-Straße entwickelt wird. Unser Projekt adressiert dieses Problem mit einer innovativen, KI-basierten Lösung zur Parkraumerfassung und Steuerung. Mithilfe autonomer Sensorboxen, die ohne Eingriff in bestehende städtische Infrastrukturen eingesetzt werden können, schaffen wir die Grundlage für smarte Mobilitätsdienste. Die Vorteile sind vielfältig:

  1. Zeitersparnis: Echtzeit-Informationen über freie Parkplätze verkürzen die Suchzeit erheblich.

  2. Umweltentlastung: Die Reduzierung unnötiger Fahrten senkt Treibhausgas-Emissionen nachhaltig.

  3. Kostenersparnis: Geringerer Kraftstoffverbrauch und niedrige Betriebskosten der Sensorboxen (unter 1000 EUR pro Einheit) machen die Lösung wirtschaftlich für Städte und Kommunen attraktiv.

Aktuell arbeiten wir an der  Entwicklung und Installation eines Sensornetzes zur Parkflächenerfassung und -verfügbarkeit – am Beispiel des Hochschulparkplatzes der Hochschule Wismar (Bürgermeister-Haupt-Straße) – für die Potenzialanalyse neuer digitaler Services im Hochschul- und städtischen Kontext unter Nutzung einer prototypischen, möglichst autonomen, lokalen Netzwerk-Infrastruktur. Ferner soll eine Anbindung an eine mobile Anwendung (INAFeR Projekt) realisiert werden.

Im Rahmen des Vorhabens sollen folgende technische Infrastrukturaspekte untersucht werden:

  • Evaluation und Installation von Sensorik (z. B (semi-) autonome optische Sensorik) zur Parkflächenerfassung sowie passender, z. T. kabelloser, Netzwerkinfrastruktur (z. B. WLAN, LoRaWAN, 5G, LTE),
  • Sensorbasierte Erfassung von Parkplatzverfügbarkeit in Echtzeit (t0),
  • Aufbau einer Datengrundlage zur prognostizierten Auslastung (Predictive Analytics) von Parkflächenverfügbarkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt (tn),

Basierend auf der technischen Infrastruktur sollen folgende digitale Services prototypisch entwickelt werden:

  • Bereitstellung von Parkflächenverfügbarkeit in Echtzeit (t0),
  • Bereitstellung von Vorhersagen zur Parkplatzverfügbarkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt (tn)
  • Integration vorhandener Infrastrukturinformationen, z. B. Verfügbarkeit, durchschnittliche Auslastung und Nutzungsart der E-Ladestation (in Kooperation mit der Stadtwerke Wismar GmbH)
  • Informationsbereitstellung CarSharing-Service (in Kooperation mit der Stadtwerke Wismar GmbH)

Um die digitalen Services bereitstellen zu können, müssen eine Vielzahl an Referenzdaten (z. B. typische Belegungszeiten, Stoßzeiten) durch sensorbasierte Daten (Sensornetz) erhoben und miteinander verknüpft werden. Aus dieser Kombination entsteht eine Architektur aus IT-Systemen, Daten und Kontexten, welche aufbauend – in Prozessen integriert – situationsbedingte Services (situation-based Services) bereitstellen sollen. Diese neuen Services sollen in die aktuell entstehende Campus-Indoor-Navigations-App des INAFeR-Drittmittelprojekts integriert und somit Studierenden, Mitarbeitern und Besuchern als primäre Zielgruppen zur Verfügung gestellt werden. Des Weiteren sollen die gesammelten Erfahrungen aus Entwicklung, Installation und Betrieb der Infrastruktur auf weitere Anwendungsfälle im urbanen Smart Mobility Kontext übertragen werden (intelligentes Parkplatzmanagement in Kombination mit einem Verkehrsleitsystem). Somit soll dieses Vorhaben eine erste grundlegende Infrastruktur- und Service-Architektur-Blaupause prototypisch entwickeln, um zusammen mit dem Kooperationspartner Stadtwerke Wismar GmbH die entstehenden Potenziale und die Übertragbarkeit auf die Hansestadt Wismar zu eruieren.