Die KI von Google reduziert den Verkehr, reduziert die Emissionen

Zu Beginn des Jahres 2020 startete eine Gruppe von Forschern bei Google Research eine Mission, um innovative Wege zur Bekämpfung des Klimawandels zu finden. „Wir haben eine Vielzahl großer Ideen erkundet, von kultiviertem Fleisch über Energielösungen bis hin zur Reduzierung von Luftverschmutzung“, erklärt Dotan Emanuel, ein Softwareingenieur, der an dem Projekt beteiligt war.

Während eines Familienessens teilte Dotan diese ambitionierten Ideen, und die Diskussion verlagerte sich schnell auf ein gemeinsames Ärgernis: Ampeln. „Meine Frau Osnat schlug vor: ‚Warum nicht auf Ampeln konzentrieren? Wir warten oft unnötig an ihnen‘“, erinnert sich Dotan.

Der Straßenverkehr trägt erheblich zu globalen und städtischen Treibhausgasemissionen bei, insbesondere an Kreuzungen in Städten, wo die Verschmutzung bis zu 29-mal höher sein kann als auf offenen Straßen. Etwa die Hälfte dieser Emissionen entsteht durch Fahrzeuge, die nach einem Halt beschleunigen. Mit Millionen von Ampeln weltweit war das Potenzial für einen Einfluss enorm.

Zunächst skeptisch, dachte Dotan: „Wir können nichts an Ampeln ändern.“ Doch er erkannte, dass die spannendsten Forschungsherausforderungen oft in unerforschten Bereichen liegen.

Getrieben von Neugier vertieften Dotan und sein Team sich in die Verkehrsplanung. Sie stellten fest, dass zwar ein gewisses Stop-and-Go unvermeidlich ist, vieles jedoch durch besseres Timing von Ampeln reduziert werden könnte. Städte mussten traditionell in teure Hardware investieren oder arbeitsintensive Fahrzeugzählungen durchführen, um den Verkehrsfluss zu optimieren – Methoden, die oft keine umfassenden Daten lieferten.

„Wir stellten fest, dass wir einen einzigartigen Vorteil hatten – über ein Jahrzehnt an Google Maps-Fahrtrends aus aller Welt“, bemerkt Dotan. Innerhalb weniger Wochen erstellten sie einen Projektvorschlag.

So entstand Project Green Light, eine Initiative, die KI nutzt, um Optimierungen für bestehende Ampeln vorzuschlagen, mit dem Ziel, Emissionen durch Stop-and-Go-Verkehr zu reduzieren. Nach der Prüfung zahlreicher Vorschläge wurde Green Light für seinen unkomplizierten Ansatz, seine Skalierbarkeit und sein Potenzial ausgewählt.

Das Green Light-Team nutzte die Fahrtdaten von Google Maps, um ein KI-Modell zu entwickeln, das den Verkehrsfluss an Kreuzungen analysiert, einschließlich Stop-and-Go-Mustern, durchschnittlichen Wartezeiten und der Synchronisation zwischen benachbarten Kreuzungen. Das Modell schlägt Anpassungen vor, wie die Verkürzung der Rotphasen außerhalb der Stoßzeiten oder eine bessere Koordination unsynchronisierter Kreuzungen. Stadtplaner können diese Vorschläge schnell mit der bestehenden Infrastruktur umsetzen.

„Unser Ziel ist es, effektive Green Light-Empfehlungen weltweit einzusetzen und schnell zu skalieren“, sagt Alon Harris, der Programmleiter von Green Light. „Wir haben das System einfach und leichtgewichtig gestaltet, sodass Städte nicht in zusätzliche Software oder Hardware investieren müssen. Wir liefern die Empfehlungen, und die Städte entscheiden über die Umsetzung.“

Seit dem ersten Pilotprojekt im Jahr 2021 hat das Team die Tests auf zahlreiche Kreuzungen ausgeweitet, die Vorhersagen verfeinert und Green Light in über ein Dutzend Städte weltweit gebracht, darunter Rio de Janeiro, Seattle, Bengaluru und zuletzt Boston. Sie haben auch ein umfassendes Dashboard erstellt, um Empfehlungen und Analysen mit Partnerstädten zu teilen, das kontinuierlich aktualisiert wird, um neue Entwicklungen widerzuspiegeln.

Das Green Light-Dashboard bietet stadtbezogene, umsetzbare Einblicke und unterstützende Daten. Nach der Umsetzung einer Empfehlung liefert das Dashboard einen Bericht zur Wirkungsanalyse.

„Wir stellen jeder Stadt detaillierte Berichte zur Verfügung, die greifbare Ergebnisse zeigen, wie die Anzahl der vermiedenen Stopps an einer Kreuzung über die Zeit“, erklärt Alon. „Dies fördert nicht nur die anfängliche Annahme unserer Empfehlungen, sondern auch deren breitere Anwendung auf weitere Kreuzungen.“

Derzeit ist Green Light an über 70 Kreuzungen aktiv und trägt zu Kraftstoffeinsparungen und reduzierten Emissionen für bis zu 30 Millionen Autofahrten pro Monat bei. Erste Daten deuten auf eine mögliche Reduzierung der Stopps um bis zu 30 % und eine Verringerung der Kreuzungsemissionen um bis zu 10 % hin.

Das Team plant, Green Light in den kommenden Jahren auf Hunderte von Städten und Zehntausende von Kreuzungen auszuweiten. Auf diesem Weg, die Welt zu verbessern, hoffen sie, mehr Freude zu bringen, indem sie die Frustration durch Stop-and-Go-Verkehr reduzieren.

„Kennen Sie das Gefühl, wenn Sie durch fünf aufeinanderfolgende grüne Ampeln fahren und es sich wie ein Glückstag anfühlt?“ reflektiert Dotan. „Wir wollen diese Erfahrung für Menschen überall häufiger machen.“