Förderpreis für herausragende Masterarbeit zur Prognose von Ampelphasen

Der motorisierte Straßenverkehr ist die dominierende Emissionsquelle des deutschen Verkehrssektors. Besonders in Städten führt das Halten, Beschleunigen und Bremsen an Ampeln zu vermeidbar hohen Emissionsausstößen. Ein vielversprechender Ansatz, um diese Vorgänge zu reduzieren, ist der Einsatz von Systemen, die Informationen zwischen Fahrzeugen und vorausliegenden Ampeln übertragen. Sogenannte Ampelassistenzsysteme stellen Geschwindigkeitshinweise und Fahrempfehlungen über eine Anzeige im Fahrzeug oder via Smartphone bereit. Eine besonders herausfordernde Aufgabe für Ingenieurinnen und Ingenieure ist es hierbei, die Signale von verkehrsabhängig gesteuerten Ampeln zuverlässig zu prognostizieren. Verkehrsabhängige Ampelanlagen passen ihre Signalisierung permanent an die aktuelle Verkehrssituation in ihrem Umfeld an. Entsprechende Prognoseverfahren müssen also in der Lage sein, die Zeitpunkte der bevorstehenden Signalwechsel trotz dieser stetigen Dynamik möglichst genau vorherzusagen.

Vor diesem Hintergrund befasst sich Kevin Heckmann (30) in seiner Masterarbeit damit, geeignete Datenmodelle zu erstellen, um mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) Ampelphasen möglichst genau prognostizieren zu können. Um die Modelle zu entwickeln und auch zu evaluieren, nutzte er bereits bestehende Prozessdaten von realen Ampelanlagen an großen Straßenkreuzungen im Kasseler Stadtgebiet. Anschließend wurden diese Modelle verwendet, um KI-Algorithmen zu trainieren. Das Ergebnis: auf Basis seiner Modelle konnten die nächsten Ampelphasen mit bis zu 97-prozentiger Genauigkeit korrekt vorhergesagt werden. Mit einer Genauigkeit von bis zu 94% wurde außerdem die Zeit prognostiziert, die bis zum Wechsel in die nächste Ampelphase verbleibt.

Nach Ansicht der Jury sind die Ergebnisse des Preisträgers sehr überzeugend und wertvoll. Die Arbeit erfüllt das Bewertungskriterium „Beitrag zur Lösung wesentlicher Probleme in der Ingenieurpraxis“ sehr gut. Wissenschaftlicher Anspruch und direkter Praxisbezug werden in hervorragender Weise miteinander verknüpft. Die Arbeit leistet außerdem einen Beitrag zur Reduzierung von Energieverbräuchen sowie Schadstoff- und Lärmemissionen. Dadurch zeigt sie die gesellschaftliche Relevanz von Bauingenieurinnen und Bauingenieuren auf, die eine wichtige Rolle bei der Erreichung von Nachhaltigkeitszielen spielen.

Die Masterarbeit wurde am Fachgebiet Verkehrstechnik und Transportlogistik betreut von Prof. Robert Hoyer und M.Sc. Lena Schneegans. Nach seinem Masterabschluss ist Kevin Heckmann aktuell als Wissenschaftlicher Mitarbeiter an demselben Fachgebiet tätig. Dort verfolgt er nun die von ihm entwickelten Ansätze in einem Forschungsprojekt der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) weiter. Erste Ergebnisse dieser Fortführung konnte er bereits auf einem internationalen Kongress in Ungarn vorstellen.

Der Förderpreis wird gestiftet von der Arbeitsgemeinschaft Stufenausbildung (Bau) Kassel (ASK). Die Verleihung erfolgt in Kooperation mit dem Fachbereich Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen der Universität Kassel einmal jährlich in einer öffentlichen Feierstunde an Studierende des Fachbereichs für hervorragende Abschlussarbeiten. Auswahlkriterium ist dabei, dass die auszuzeichnenden Arbeiten unter Beachtung einer kostengünstigen Planung, Konstruktion und Bauausführung einen Beitrag zur Lösung wesentlicher Probleme in der ingenieurwissenschaftlichen Praxis leisten.

Der Förderpreis der nordhessischen Bauwirtschaft setzt die Tradition des KBB-Preises fort, der vor 35 Jahren erstmals verliehen wurde. Somit handelt es sich um den am längsten bestehenden Förderpreis für studentische Abschlussarbeiten an der Universität Kassel.

Die Festveranstaltung findet am 31. Januar 2023 um 17:30 Uhr in feierlichem Rahmen im Gießhaus der Universität statt. Die Moderation des Abends übernimmt Prof. Dr. Carsten Sommer als Studiendekan des Fachbereichs Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen. Verliehen wird der Förderpreis von den beiden Vorständen der ASK Thilko Gerke und Dr. Burkhard Siebert. Zudem hält Peter Cachola Schmal, Leitender Direktor des Deutschen Architekturmuseums in Frankfurt am Main, den Festvortrag zum Thema „Gedanken zum Bauen in der Zukunft“.

Kontakt:

Kevin Heckmann
FB 14 – Institut für Verkehrswesen
Verkehrstechnik und Transportlogistik
Tel.: +49 561 804-2690
Email: kevin.heckmann[at]uni-kassel[dot]de