Prädiktive KI-Ampelschaltung

In diesem Projekt werden modernste Technologien aus den Bereichen künstliche Intelligenz (KI) und Sensortechnik genutzt, um das Zusammenspiel von VerkehrsteilnehmerInnen zu Fuß, auf dem Fahrrad oder mit dem Auto an Ampelanlagen intelligenter und effizienter zu gestalten. Entwickelt und getestet wird die Technologie an zwei sogenannten Bedarfsampeln in der Innenstadt und im Paradies.

Ziel ist, das Verhalten von FußgängerInnen, ihre zukünftigen Wege und Geschwindigkeiten, frühzeitig zu erkennen und darauf basierend die Fußgängerampel dynamisch zu steuern. Das bedeutet: Die Ampel „erkennt“, dass eine Fußgängerin die Straße überqueren möchte, noch bevor sie am Ampelüberweg ankommt. Die Ampel schaltet automatisch auf Grün, ohne dass der Ampelknopf betätigt werden muss. Dies ermöglicht eine verbesserte Verkehrssteuerung. Ebenfalls kann das System dafür eingesetzt werden, Fußgehende unter bestimmten Bedingungen zu priorisieren, sodass diese zum Beispiel bei Regen in der Ampelschaltung begünstigt werden.

In der Umsetzung besonders wichtig ist die Einhaltung datenschutzrechtlicher Vorgaben. Daher werden sogenannte LiDAR-Sensoren eingesetzt. Sie „tasten“ die Umgebung mit Laserlicht ab und erstellen eine 3D-Punktwolke der Umgebung. Diese Punktwolken ermöglichen eine verlässliche Erkennung und Analyse des Szenarios. Gleichzeitig lassen die erfassten Daten keine Rückschlüsse auf einzelne Personen zu.

Wie funktioniert die Prädiktive KI-Ampelschaltung?

Erkennen von Personen: Der LiDAR-Sensor erfasst die Umgebung als Punktwolke. Eine KI erkennt zusammengehörige Punkte als FußgängerIn.
Folgen und Bewegungsanalyse: Die Bewegungen der Fußgängerin werden in Echtzeit analysiert und eine Bewegungsvorhersage erstellt.
Intentionserkennung: Das System versucht vorherzusagen, ob die FußgängerIn die Straße überqueren möchte.
Ampelschaltung: Basierend auf dieser Vorhersage wird die Ampel geschaltet. Umgebungsbedingungen wie Witterung und aktueller Verkehrsfluss der Autos fließen in die Priorisierung mit ein.

Sprechblase mit Smart Green CIty Projekt des Monats

Stadt Konstanz

Im Mai und Juni 2025 steht "Prädiktive KI-Ampelschaltung" als Projekt des Monats besonders im Fokus. Alle sind zum Mitmachen und Dazulernen eingeladen - unter anderem bei der Grünen Stunde oder dem vhs-Vortrag zu KI im Verkehr.

Aktuelles aus dem Projekt

HTWG

Installation von Sensortechnik für schlaue Ampelschaltung

Konstanz und HTWG starten Forschungsprojekt für Ampelsteuerung mit Künstlicher Intelligenz.

Weiterlesen

Stadt Konstanz / Deutscher Städtetag

KI-Mittagsformat beim Deutschen Städtetag am 14. Mai 2025

Im Rahmen des KI-Mittagsformats der Hauptversammlung des Deutschen Städtetages am 14. Mai 2025 war das Smart Green City-Projekt „Prädiktive KI-Ampelschaltung“ mit einem eigenen Stand vertreten.

Projektziele

Ziele des Projektes sind:

das Verhalten von FußgängerInnen frühzeitig zu erkennen und darauf basierend die Steuerung der Fußgängerampel dynamisch anzupassen.
ein Beitrag zu den im Masterplan Mobilität formulierten verkehrlichen Oberzielen: Verbesserung Verkehrsablauf im verbleibenden motorisierten Individualverkehr sowie Erhöhung der Verkehrssicherheit

Zu welchen Zielbildern trägt das Projekt bei?

Das Projekt trägt zu folgendem Zielbild bei:

LEBENSQUALITÄT

FAQs zum Projekt

Wo werden die Aufnahmen gespeichert? Wer hat Zugriff? Wann werden sie gelöscht?

Die erzeugten Punktwolken werden auf einem speziell gesicherten Server der HTWG gespeichert. Einzelne ausgewählte Szenen können für wissenschaftliche Zwecke veröffentlicht werden. Um Datenmengen zu reduzieren und datenschutzgerecht zu agieren, wird ein Algorithmus zur Datendiversität entwickelt. Dieser analysiert die Szenenvielfalt und löscht überflüssige oder redundante Daten automatisch.

Wie anonymisiert die Kamera die Aufnahmen?

Die Anonymisierung erfolgt direkt an der Ampeltechnik – lokal und in Echtzeit. Dabei werden Gesichter und Kennzeichen automatisch erkannt und unkenntlich gemacht (z. B. durch Ausgrauen). Die Daten werden weder weitergeleitet noch dauerhaft gespeichert. Vor einer möglichen Veröffentlichung werden die bereits anonymisierten Daten zusätzlich manuell auf Datenschutzkonformität geprüft.

Wer hat überprüft, ob die Nutzung der Kameras und der KI datenschutzkonform ist?

Im Projekt werden alle Anforderungen des EU AI Acts berücksichtigt. Da es sich um eine sicherheitskritische KI-Anwendung handelt, wird besonderer Wert auf Transparenz und Nachvollziehbarkeit gelegt. Die KI trifft keine eigenständigen Entscheidungen. Vielmehr werden die zugrundeliegenden Entscheidungsprozesse offengelegt, um rechtliche Nachvollziehbarkeit zu gewährleisten.

Zudem gewährleistet ein LiDAR-Sensor die datenschutzkonforme Funktionalität für die Ampelschaltung. Alle weiteren Daten, insbesondere Kamerabilder, werden lokal anonymisiert. Konkret bedeutet das: Gesichter und Kfz-Kennzeichen werden nicht erfasst oder sind unkenntlich gemacht. Vor einer eventuellen Veröffentlichung erfolgt zusätzlich eine manuelle Prüfung der Daten.

Wer hat das Projekt genehmigt?

Die Projektidee wurde von Prof. Dr. Christopher Knievel (HTWG) im Rahmen des Programms Smart Green City eingebracht. Das Projekt wurde per Gemeinderatsbeschluss und mit Zustimmung des Fördermittelgebers – dem Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen – zur Umsetzung freigegeben.
Die Umsetzung erfolgt in enger Abstimmung zwischen der Projektgruppe, dem städtischen Tiefbauamt und den Datenschutzbeauftragten von Smart Green City/Stadt Konstanz.

Wer kontrolliert die datenschutzkonforme Umsetzung des Projekts?

Die Projektgruppe ist für die Einhaltung der Datenschutzvorgaben – insbesondere im Rahmen des EU AI Acts – verantwortlich. Bei individuellen Anfragen steht die Projektgruppe der HTWG als Ansprechpartner zur Verfügung. Unerwünschte Aufnahmen können auf Wunsch manuell entfernt werden.

Hinweis & Einladung zum Gespräch

Ein besonderes Augenmerk liegt auf einem transparenten Umgang mit der Technologie.

Regelmäßige öffentliche Veranstaltungen dienen der Aufklärung und dem aktiven Dialog mit BürgerInnen über datenschutzrelevante Fragen.

Kontakt zur Projektgruppe siehe unten.

Besuch im Begegnungsraum Hussenstraße 13 | Smart Green City Konstanz

Meilensteine

4. Quartal 2023

Projektstart Prädiktive KI-Ampelschaltung

Mai 2025

Installation Sensortechnik

Für die KI-Ampelsteuerung werden Daten im Verkehrsraum erhoben.

2025

Lernphase der KI-Ampelschaltung

Um die KI anzulernen, werden Daten erhoben, ausgewertet und geprüft.

2026

Ampelsteuerung mittels KI

Die KI-Ampelsteuerung wird für eine Testphase in Betrieb genommen.

September 2026

Projektabschluss Prädiktive KI-Ampelschaltung

Ideen, die in das Projekt einfließen

Rund 190 Ideen wurden im Rahmen der Ideensammlung und dem weiteren Beteiligungsprozess zwischen Dezember 2022 und März 2023 eingereicht. Folgende Ideen sind entweder bereits in die Formulierung der Projektidee eingeflossen oder werden bei ihrer Weiterentwicklung berücksichtigt.

Eine Übersicht über alle eingegangenen Projekte finden Sie hier.

Weitere Informationen zur BürgerInnenbeteiligung in der Strategiephase finden Sie hier.