Smart Cities/Spaces
Wie Raleigh die Sicherheit und Mobilität in Städten mit physischer KI verbessert
Ziel
Die Stadt Raleigh in North Carolina ist ein florierendes Innovationszentrum im Herzen des berühmten Universitäts-Dreiecks zwischen Durham und Chapel Hill und zählt zu den fünf führenden Metropolen der USA, was den technologischen Einfluss auf die lokale Wirtschaft betrifft. Die Bevölkerung von Raleigh hat sich in den letzten drei Jahrzehnten mehr als verdoppelt. Daher steht die Stadt vor enormen Herausforderungen bei der effizienten und nachhaltigen Skalierung ihrer Infrastruktur. Als Reaktion darauf starteten die Verantwortlichen der Stadt eine Pilotinitiative, um Daten mit KI in einer einzigen interaktiven Geodatenkarte zu bündeln und zu analysieren, um eine schnellere Entscheidungsfindung zu ermöglichen. Nach dem NVIDIA Blueprint für KI in Smart Cities und der raumbezogenen ArcGIS-Plattform von Esri, die den digitalen Zwilling der Stadt auf Microsoft Azure antreibt, baut Raleigh die Verwaltung der Stadt in Echtzeit für mehr Mobilität, Sicherheit und betriebliche Effizienz um.
Kunde
Stadt Raleigh
Partner
Esri, Microsoft
Anwendungsbeispiel
Computer Vision/Videoanalyse
Produkte
Das Wichtigste im Überblick
- Bei dem Projekt wurden 95 % der Fahrzeugerkennung und Bewegungsgenauigkeit durch den Einsatz von NVIDIA DeepStream für Echtzeit-Videoanalysen erzielt, was eine messbare Verbesserung des Fahrzeugflusses an Kreuzungen und der Ressourcenbereitstellung ermöglichte.
- Potenzial, Pendlern schätzungsweise 9,7 Millionen US-Dollar pro Jahr an Zeit und Kraftstoffkosten einzusparen
- Analysen und Erkenntnisse viermal schneller liefern.
- Das Pilotprojekt demonstrierte die Fähigkeit zur Integration von KI-Agenten für die Videoanalyse, die auf NVIDIA Blueprint basieren, und lieferte Echtzeit-Einblicke sowie schnellere Ereigniswarnungen für zügigere Reaktionen der Stadt.
- Die Integration in den digitalen Zwilling, der auf der Esri-Technologie basiert, ermöglicht Raleigh zentralisierte interaktive Visualisierungen, Warnungen und Simulationen. Dadurch wird ein reaktives zu einem proaktiven Management in Echtzeit umgewandelt, während KI-gestützte Analysen auf die gesamte städtische Umgebung ausgeweitet werden.
Herausforderungen in den Bereichen Sicherheit und Staus meistern
Das enorme Wachstum von Raleigh hat den Wohnungsbau, die Verkehrs- und die städtische Infrastruktur immer stärker unter Druck gesetzt. Gleichzeitig wurden die Nachhaltigkeitsanforderungen an eine hohe Lebensqualität gesteigert. Zu den wichtigsten Prioritäten der Community gehörten eine bessere Verwaltung der Entwicklung und die Bewältigung von Staus – Bereiche, in denen die herkömmliche Infrastruktur und die manuelle Überwachung nur schwer mithalten konnten. Eine der wichtigsten Herausforderungen war die Unterstützung der Vision Zero, bei der es darum ging, Todesfälle mit Verkehrsteilnehmern und Fußgängern zu vermeiden und mögliche Probleme vorauszusehen, anstatt nur zu reagieren.
Esri
„Städte sind stetig auf der Suche nach innovativen Möglichkeiten, um ihre Leistungen zu verbessern. Durch die Integration der KI-Agenten von NVIDIA für Smart Cities mit der interaktiven Geoplattform von Esri auf Azure will Raleigh die urbane Mobilität revolutionieren. Diese Initiative zielt darauf ab, Staus zu reduzieren, die Sicherheit zu verbessern und datengestützte Entscheidungen in Echtzeit zu ermöglichen, die die Lebensqualität und die Mobilität unserer Bürgerinnen und Bürger verbessern.“
Beth C. Stagner
Assistant Director - Information Technology, City of Raleigh
Echtzeit-Verkehrsinformationen mit Computer Vision
Die Optimierung des Verkehrsflusses durch gut durchdachte Ampelzeitpläne – die Anpassung von Zyklen und Signalteilungen an die tatsächliche Nachfrage – ist in einer belebten Stadt entscheidend, um Verkehrsprobleme zu lösen. Auf Straßen wie dem Capital Boulevard, wo es in der Hauptverkehrszeit bis zu 55.000 Autos pro Tag gibt, hat Raleigh ausgerechnet, dass man durch die Verkürzung der Ampelphasen um 4,5 Sekunden an 10 großen Kreuzungen innerhalb von 5,5 Meilen den Pendlern jährlich etwa 9,7 Millionen Dollar an Zeit und Spritkosten sparen kann.
Früher haben Verkehrsingenieure sich auf manuelle Zählungen von Abbiegemanövern verlassen – Leute vor Ort haben die Autos gezählt und die Muster an Kreuzungen aufgezeichnet –, um ihre Entscheidungen zur Ampelschaltung zu treffen. Um das Verkehrsmanagement zu modernisieren, setzt Raleigh auf NVIDIA DeepStream, das zur NVIDIA Metropolis-Suite von Vision-KI-Tools gehört. Dieses Toolkit für Echtzeit-Streaming-Analysen ermöglicht die automatisierte Zählung von Fahrzeugen und die Bewegungsverfolgung an wichtigen Kreuzungen. Das Pilotprojekt hat dem Verkehrstechnikteam der Stadt bereits wertvolle Erkenntnisse geliefert. DeepStream erzielte eine Genauigkeit von 95 % bei der Erfassung von Abbiegemanövern. Außerdem macht es die Analysefähigkeiten von Raleighs Team, das nur aus 2,5 Fachkräften besteht, viermal so stark, indem es den Verkehr zu Stoßzeiten automatisch verfolgt, Bewegungsbahnen und Objektzahlen anzeigt und so die Effizienz und Wirkung der Arbeit erheblich steigert.
Digitale Zwillinge ermöglichen datenintensive Stadtplanung und Simulation
Gleichzeitig begann Raleigh, die weit verbreitete Geospatial-Plattform ArcGIS von Esri zu nutzen, um verschiedene Bauprojekte und Nachhaltigkeitsinitiativen zu simulieren. Die Stadt hatte aber Probleme mit mehreren Speicherorten für Sensordaten und wollte einen zentralen Ort, um die Daten zusammenzufassen, zu zeigen und zu analysieren. Sie wussten beispielsweise, dass der Verkehr ein Problem darstellte, hatten aber nicht die Möglichkeit, die Daten, die sie in Metropolis sammelten, auf einer interaktiven 3D-Karte grafisch darzustellen.
Um über die statische historische Analyse hinauszugehen, hat Raleigh mit Esri an der Integration dieser Live-Verkehrsströme in ihren digitalen Zwilling gearbeitet, mit dem sie die Verkehrslage und das Verhalten der Ampeln in einem 3D-Netz der Stadt besser verstehen. Dieses immersive System bietet Ingenieuren und Planern umfassende Einblicke in Echtzeit, nicht nur in die Fahrzeugbewegungen, sondern auch in den Fußgänger- und Radverkehr. Der digitale Zwilling ermöglicht szenariobasierte Simulationen und prädiktive Planung (insbesondere vor besonderen Ereignissen). So kann die Stadt Engpässe identifizieren und Auswirkungen vorhersagen und abteilungsübergreifend bei Notfallmaßnahmen, dem Ereignismanagement und der Modernisierung der Infrastruktur zusammenarbeiten.
Neben der Analyse von Verkehrs-, Fußgänger- und Fahrraddaten plant die Stadt weitere Videoanalyse-Funktionen wie Hochwassererkennung, Parkplatzauslastung und Anlagenzustand.
KI-Agenten für schnellere Reaktionen und sicherere Straßen
Da Raleigh Wert auf eine fußgänger- und fahrradfreundliche Stadtgestaltung legt, wird es immer wichtiger, schneller auf Störungen zu reagieren. Echtzeit-Erkenntnisse, die durch visuelle Sprachmodelle (VLMs) ermöglicht werden, sind unverzichtbar. Die Warnung vor einem liegengebliebenen Fahrzeug an einer stark frequentierten Kreuzung kann beispielsweise mit dem NVIDIA Blueprint für die Videosuche und Zusammenfassung (VSS) eine sofortige Videoanalyse auslösen. Das System erkennt automatisch Sicherheitsrisiken und zeigt Textbeschreibungen direkt unter den Video-Feeds an, während es die Lagepläne entsprechend der Entwicklung der Situation aktualisiert. Es kann auch Fußgänger und Radfahrer identifizieren und so die Erkennung und Klassifizierung kritischer Verstöße und Sicherheitsgefährdungen automatisieren. Diese Automatisierung optimiert die Reaktionszeit: Wenn etwas passiert, wird die Stadtzentrale sofort benachrichtigt und kann handeln, bevor es zu Verzögerungen oder Sicherheitsrisiken kommen kann.
Diese bessere Sichtbarkeit hilft den Verkehrsingenieuren in Raleigh dabei, fundiertere Entscheidungen zu treffen, weil sie auf genauere Daten aus mehreren Tagen und unter verschiedenen Bedingungen zurückgreifen können. Da das System weiterhin Basisinformationen über Fahrzeuge, Fußgänger und Radfahrer erfasst, erwartet die Stadt, dass sie ein klareres Verständnis darüber gewinnen, wie sich Reisemuster und Verhaltensweisen entlang wichtiger Korridore und in der gesamten Stadt entwickeln. Diese kontinuierliche Datenerfassung bietet eine wertvolle Grundlage für die Bewertung der Wirksamkeit zukünftiger Projekte zur Eindämmung des Verkehrs bei der Umsetzung und bietet eine evidenzbasierte Möglichkeit, zu verstehen, was funktioniert und wo Anpassungen erforderlich sind. Obwohl sich die Projekte noch in der Vorphase befinden, zeigen die bisher gesammelten Erkenntnisse das Potenzial für bedeutende Verbesserungen in Mobilität, Sicherheit und allgemeinem Situationsbewusstsein, wenn die Technologie ausgereift und weiter in den täglichen Betrieb integriert wird.
Skalierung von KI für ein intelligenteres und sichereres Raleigh
Mit Blick auf die Zukunft plant die Stadt, in den nächsten 12 bis 24 Monaten weitere 1.000 Kameras in wichtigen Bereichen zu installieren und die Cloud-Analyseplattform in der Microsoft Azure Cloud zu evaluieren, um die Kapazitäten zu erweitern und die Kosten weiter zu senken.
Zukünftige Phasen werden die Auswirkungen dieser intelligenten Plattform auf andere Bereiche der öffentlichen Verwaltung ausweiten, wie Notfalldienste, Wasserwirtschaft, Abfallentsorgung und Brandprüfungen. Die Stadt plant eine stärkere Integration fortschrittlicher Analysen und die schnelle Einführung von NVIDIA Blueprint für Smart-City-KI, um nachhaltiges städtisches Wachstum zu fördern. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Verbesserung und dient als landesweites Vorbild dafür, wie Echtzeit-KI, unterstützt von NVIDIA und Partnern, einen sicheren, effizienten und widerstandsfähigen Stadtbetrieb gewährleisten kann. Weitere Einblicke in die Smart-City-Entwicklung in Raleigh finden Sie im Video „Enable Safer Streets and Resilient Cities with Live Insights“.
Erfahren Sie, wie NVIDIA Metropolis Smart-City-Anwendungen beschleunigt.