Intelligentes Stadtbahnfenster geht in den Feldtest!

Forschungsergebnisse zum Projekt SmartMMI unter der Federführung der HKA werden der Öffentlichkeit zugänglich gemacht

Ein Blick auf das Stadtbahnfenster – und schon ist der Fahrgast sowohl über das vorbeiziehende Museum als auch über seine Anschlussverbindung informiert. Denn diese Informationen werden auf der zukünftig halbtransparenten Displayscheibe, dem SmartWindow, eingeblendet. Was 2017 nach Science-Fiction klang, hat das Forschungsprojekt SmartMMI unter der Leitung der Hochschule Karlsruhe (die HKA) weitgehend Realität werden lassen – in einem Zweisystem-Stadtbahnwagen der Albtal-Verkehrs-Gesellschaft mbH (AVG).

Im aktuell laufenden Feldtest wird das im Projekt entwickelte SmartMMI-System unter Berücksichtigung der Vorgaben zur Coronapandemie erprobt. Dazu wurde die SmartMMI-App der Öffentlichkeit zugänglich gemacht sowie das SmartWindow in einem Zweisystem-Stadtbahnwagen der AVG eingebaut. Die Fahrgäste können mit dem SmartWindow interagieren und gewünschte Informationen auf der Scheibe anzeigen lassen, beispielsweise den Liniennetzplan, Anschlussinformationen oder die Sehenswürdigkeiten entlang der Bahnstrecke, soweit diese bereits datentechnisch in das SmartMMI-System aufgenommen worden sind.

Innerhalb einer sechsmonatigen Feldtestphase werden die Anwendungen bis zum Frühjahr 2022 evaluiert. Mithilfe dieser Nutzerstudien soll herausgefunden werden, in welchen Situationen und unter welchen Umständen die Fahrgäste mit dem SmartWindow interagieren. Sie geben somit Aufschluss über die Potenziale und zukunftsfähigen Weiterentwicklungen solcher interaktiven Fahrgastinformationssysteme.

Institut für Ubiquitäre Mobilitätssysteme IUMS
Institut für Ubiquitäre Mobilitätssysteme IUMS

„Wir wollen mit dem SmartMMI transparente Displaytechnologien für Fahrgäste des ÖPNV zur greifbaren Realität werden lassen. Aktuelle und hochrelevante Informationen finden sodann direkt den Weg zu den Fahrgästen – und machen den ÖPNV mit digitalen Technologien attraktiver“ sagt Professor Schlegel, der als Leiter des Instituts für Ubiquitäre Mobilitätssysteme an der HKA auch das Gesamtprojekt koordiniert.

Das Forschungsvorhaben „Modell- und kontextbasierte Mobilitätsinformation auf Smart Public Displays und Mobilgeräten im öffentlichen Verkehr“ (SmartMMI) mit einem Projektvolumen von 2,86 Mio. Euro wurde vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND von Oktober 2017 bis Juni 2021 gefördert. Als Partner waren die ANNAX GmbH, die AVG mbh, die MENTZ GmbH und die USU Software AG mit beteiligt. Die Verkehrsbetriebe Karlsruhe und der Karlsruher Verkehrsverbund unterstützten das Projekt ebenfalls.

Mit dem Ziel, den Öffentlichen Verkehr weiterzuentwickeln und dem Fahrgast eine „Mobility Experience“ zu ermöglichen, stellt das Projekt SmartMMI die Verbesserung der Informationsversorgung von Fahrgästen entlang ihrer Mobilitätskette in den Vordergrund. Damit sollen Fahrgäste situationsgerecht über Störungsfälle, Planungsänderungen, touristische Zielen oder zu den entlang der Strecke erhältlichen Services informiert werden. Mit dem derzeit laufenden Feldtest beginnt die Erprobung aller dazu entwickelten Systeme.

Institut für Ubiquitäre Mobilitätssysteme IUMS
Institut für Ubiquitäre Mobilitätssysteme IUMS

Im Rahmen des Projekts SmartMMI erarbeiteten die fünf Projektpartner aus Industrie und Forschung neue Technologien von der Datenerfassung und Datenintegration bis hin zur Visualisierung der Daten. Dabei setzte das Projekt auf die Erforschung und Erprobung kontextsensitiver Datenbereitstellung von Mobilitätsdaten auf speziell entwickelten intelligenten teiltransparenten Display-Scheiben, die in Fahrzeugen des Öffentlichen Personennahverkehrs eingebaut werden können. Drüber hinaus besteht die Möglichkeit das persönliche mobile Endgerät mit den intelligenten Display-Scheiben zu koppeln. Dazu wurde die SmartMMI-App entwickelt die eine personifizierte Fahrgastinformation ermöglicht. Weiterhin können damit am Smartphone geplante Fahrten in das SmartMMI-Fahrzeug mitgebracht und damit eine Reisebegleitung auf dem großen und interaktiven Display im Fahrzeug aktiviert werden. Auch das Mitnehmen von am SmartWindow gerechneten Fahrten ist mithilfe der mobilen App möglich. Damit lassen sich Umstiege problemlos bewältigen.

Die Projektpartner entwickelten hierfür neue Technologien für die Erfassung und Integration verschiedener Informationen aus unterschiedlichen Datenquellen. Dabei setzte das Konsortium auf den Einsatz von Big Data und Smart Data Technologien und die Integration von spezifischen ÖV-Daten auf Basis der neuesten, selbst mitentwickelten Standards mit Open Data und Daten von Drittanbietern. Die Daten werden semantisch aufgewertet, um eine intelligente Integration und vor allem Selektion der relevanten Daten zu ermöglichen – also ein „Verstehen“ auch durch Systeme. Hierzu dienen Kontextinformationen, die die aktuelle Situation der Fahrgäste beschreiben und dadurch das System befähigen, auf die Situation zugeschnittene Daten auszuwählen und diese nutzer- und situationsgerecht aufzubereiten. So werden zum Beispiel sensitive Daten in geeigneter Aufbereitung auf dem Smartphone des Nutzers angezeigt, während allgemeine, ergänzende Informationen auf dem teiltransparenten SmartWindow des Fahrzeugs dargestellt werden. Somit kann diese größere Fläche für mehr Details und die Realität überlagernde Hinweise eingesetzt werden. Visualisierungskonzepte können unter anderem dazu genutzt werden, für einen Fahrgast ergänzend zu seiner persönlichen Route weitere Informationen über die Strecke bereitzustellen, beispielsweise zum Wetter oder zu touristischen Attraktionen.

Im Projekt wurden semantische Konnektoren entwickelt, die ÖV-Daten aufwerten und mit weiteren, entlang der Reisekette relevanten Daten optimal verknüpfen. Mithilfe dreier Prototypen wurde ein intelligentes Reiseinformationssystem erforscht und entwickelt, das Fahrgäste während ihrer Reise im ÖV in jeder Situation bestmöglich unterstützen soll. So trägt das Projekt grundlegend dazu bei, die Attraktivität des ÖV als ökologische, zeitsparende und preiswerte Alternative zum Automobilverkehr weiterzuentwickeln.

Die Einführung solcher SmartMMI-Fenster hängt entscheidend vom Erhalt weiterer Fördermittel ab. Als nächster Schritt ist im Rahmen eines weiteren Forschungsprojekts die Entwicklung eines serientauglichen SmartMMI-Fensters angedacht.

Über den mFUND des BMVI
Im Rahmen mFUND fördert das BMVI seit 2016 datenbasierte Forschungs- und Entwicklungsprojekte für die digitale und vernetzte Mobilität 4.0. Die Projektförderung wird ergänzt durch eine aktive fachliche Vernetzung zwischen Akteuren aus Politik, Wirtschaft, Verwaltung und Forschung und durch die Bereitstellung von offenen Daten auf dem Portal mCLOUD. Weitere Informationen finden Sie unter www.mfund.de.

SmartMMI Projektergebnisse im Video zusammengefasst

Das Video zeigt die Projektidee, aktuelle Projektergebnisse sowie die prototypische Umsetzungen dieser Ergebnisse im Bahnsimulator. Derzeit stehen folgende Services zur Anwendungen bereit:

  • die Anzeige der aktuellen Position, der nächsten Haltestellen und welche Anschlüsse erreicht werden,
  • die Routenberechnung über die Kartenansicht oder über den Liniennetzplan,
  • das Übertragen des persönlichen Reiseplans von der SmartMMI-App der Fahrgäste auf das SmartWindow und die Mitnahme einer auf dem SmartWindow erstellten Verbindung.

Zur Zeit entwickeln wir Augmented Reality Anwendungen. Durch halbtransparente Displays besteht die Möglichkeit während der Vorbeifahrt Informationen zu umliegenden Sehenswürdigkeiten, wie der Pyramide auf dem Marktplatz und dem Karlsruher Schloss anzuzeigen. So lassen sich aktuelle Ausstellungen und Veranstaltungen, sowie Angebote im Einzelhandel darstellen. Aber sehen Sie doch einfach selbst…

SmartMMI auf virtueller IT-TRANS 2020 aus- & vorgestellt

Das Forschungsprojekt SmartMMI „Modell- und Kontextbasierte Mobilitätsinformationen auf Smart Public Displays und Mobilgeräten im Öffentlichen Verkehr“ wurde im Rahmen eines runden Tisches am 3. Dezember 2020 auf der virtuellen Fachausstellung IT-TRANS 2020 präsentiert. Neben der Projektpräsentation und der Präsentation durchgeführter Nutzerstudien und deren Ergebnisse fand eine lebhafte Diskussion wie semitransparente Displayscheiben dazu eingesetzt werden können, den lokalen Einzelhandel zu stärken. Die international Fachausstellung und Konferenz fand zwischen dem 1. und 3. Dezember zum ersten mal im Online-Format statt. Alle die nicht live dabei sein konnten, unterhalb die Präsentation als Video zum nachschauen.

SmartMMI beim Auftakt für das Baden-Württemberg Institut für Nachhaltige Mobilität (BWIM)

Die Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft eröffnete am 27. Oktober mit einer Auftaktveranstaltung gemeinsam mit Wissenschaftsministerin Theresia Bauer und Verkehrsminister Winfried Hermann das landesweit einzigartige Baden-Württemberg Institut für Nachhaltige Mobilität (BWIM). Unter dem Motto „Gemeinsam sind wir einfach besser unterwegs!“ soll es künftig einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Mobilität und damit zum Klimaschutz im Land leisten. Im Rahmen der Auftaktveranstaltungen wurde der SmartMMI-Demonstrator sowie Konzepte aus dem laufenden Projekt vorgestellt.

(Foto: TOBIAS SCHWERDT) Wissenschaftsministerin Theresia Bauer im Mobilitäts-Speed-Dating mit Sarina Pfründer, Bürgermeisterin von Sulzfeld

Weiterlesen

SmartMMI mit vier wissenschaftlichen Beiträgen auf der HCII 2020

SmartMMI stellt 4 (vier) wissenschaftlichen Arbeiten auf der virtuellen internationalen Konferenz Human Computer Interaction International (HCII) 2020 vor. Die HCI ist eine der größten Konferenzen im Bereich der Mensch-Maschine-Interaktion. Aufgrund der Corona-Pandemie fand die diesjährige Konferenz nicht wie geplant zwischen 19 und 24 Juli in Kopenhagen, sondern zum ersten mal in Ihrer Geschichte komplett online statt. Die vier wissenschaftlichen Beiträge spiegeln gleichzeitig die aktuellen Forschungsschwerpunkte im Projekt SmartMMI wieder.

Die Bewertung der Mobilität der Menschen ist entscheidend für das Verständnis des Verkehrs, der Verkehrssicherheit und der Auswirkungen der Verkehrsplanung. In dieser Arbeit stellen wir unseren „Werkzeugkasten“ für die Analyse und Bewertung von Aspekten der verschiedenen Mobilitätsformen vor. Einige dieser Werkzeuge unterstützen die Beteiligung der Verkehrsteilnehmer an der Analyse. Die Werkzeuge können entweder für die Durchführung von Analysen zu Planungszwecken oder für die Evaluation von umgesetzten Maßnahmen eingesetzt werden. Unser Ziel ist es, das Verständnis der Mobilität in all ihren Facetten zu verbessern und letztlich den Benutzerkomfort, die Sicherheit und die allgemeine Benutzerakzeptanz in der städtischen Mobilität zu erhöhen.

Um adaptive Fahrgastinformationssysteme realisieren zu können, wurden Kontextfaktoren, die für Fahrgäste im ÖV relevant sind, systematisch erhoben. Diese Kontextfaktoren wurden in einem Kontextmodell modelliert, das in dieser Arbeit vorgestellt wird. Ein auf den öffentlichen Verkehr ausgerichteter Kontext Lifecycle vereint Kontextdaten aus verschiedenen Quellen und ermöglicht die Klassifikation der Situation eines Fahrgastes im ÖV für Anpassungen der Fahrgastinformation.

Nutzerstudien zur Evaluation von öffentlichen Verkehrssysteme sind oft schwierig einzurichten. Feldtests liefern zwar wichtige Einblicke in die reale Nutzbarkeit von ÖPNV-Systemen, sind aber auch komplex und teuer. Besonders in frühen Entwicklungsstadien von ÖPNV-bezogenen Systemen sind Feldtests nicht geeignet. Die Nutzbarkeit von ÖPNV-Systemen hängt jedoch oft von „realen“ Kontextfaktoren ab, die sich in laborgestützten Benutzerstudien nur schwer reproduzieren lassen. Der in dieser Arbeit vorgestellte Ansatz beschreibt die Entwicklung und den Einsatz eines Mockup eines Straßenbahn- oder Zugabteils, das flexibel eingesetzt werden kann, um in Benutzerstudien ein ÖPNV-Erlebnis zu schaffen. In diesem Beitrag beschreiben wir unsere Erfahrungen und wiederkehrenden Herausforderungen bei Benutzerstudien im öffentlichen Verkehr, das Design und den Aufbau unseres Mockups und geben einen Einblick in seine Anwendung in den von uns durchgeführten Studien und die daraus gezogenen Lehren.

Eine adaptive Fahrgastinformation für ein verbessertes Mobilitätserlebnis könnte der nächste Schritt zu einem intelligenten öffentlichen Verkehr sein. Im Forschungsprojekt SmartMMI haben wir einen Multi-Device Evaluierungsansatz für adaptive Fahrgastinformationssysteme mobiler Public Displays entwickelt. Ein adaptives Fahrgastinformationssystem muss den Kontext des Fahrgastes kennen. Um diese Anforderung zu erfüllen, verwenden wir die persönlichen Geräte der Fahrgäste wie Smartphones oder Smart Watches als Kontextquellen. In dieser Arbeit beschreiben wir unseren Ansatz einer Evaluierung eines Multi-Device Fahrgastinformationssystems, mit Fokus auf Datensicherheit und Privacy-Awareness. Wir stellen drei verschiedene Methoden von Pseudonymen vor, die verwendet wurden, um die persönlichen Informationen auf den privaten Geräten der Passagiere mit den auf dem Public Displays angezeigten Informationen visuell zu verknüpfen. Darüber hinaus berichten wir über unsere Evaluierungsergebnisse aus einer Benutzerstudie, in der die Akzeptanz und Verständlichkeit der verwendeten visuellen Pseudonyme bewertet wurde.

SmartMMI @mFUND-Fachaustausch zu Fahrgastdaten und -informationen

(Foto: Annette Hillebrand, WIK)

Am 12. März fand der „mFUND-Fachaustausch: Fahrgastdaten und information“ in der DB mindbox in Berlin statt. Unter dem Titel “SmartMMI – Fahrgastinformation PLUS im öffentlichen Verkehr” stellte die Hochschule Karlsruhe den Teilnehmern der mFUND Begleitforschung das Projektvorhaben sowie den aktuellen Projektfortschritt von SmartMMI vor. Gemeinsam diskutierten die Teilnehmer des Fachaustauschs Herausforderungen und Best Practise Beispiele zur Datenakquise und dem Datenschutz im ÖV. Der Austausch vernetzt mFUND-Projekte ähnlicher Themenstellungen und unterschiedlicher Projektstände, dadurch profitieren die einzelnen Forschungsprojekte von gegenseitigen Erfahrungen.

SmartMMI vom BMVI ausgewählt für die mFUND Videoreihe 2019/2020

Das smartes Stadtbahnfenster der Zukunft!

Ein smartes Stadtbahnfenster, an dem sich Fahrgäste informieren können, wo sie umsteigen können, ob auf ihrem Weg alle planmäßig läuft oder eine Störung vorliegt. Unser vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) geförderte Projekt SmartMMI wurde vom ausgewählt für die mFUND Videoreihe zur Förderung 2018/2019.

SmartMMI- Fahrgastkabine im Messe Karlsruhe Magazin des Baden TV

Das Forschungsprojekt SmartMMI wurde im Messe Karlsruhe Magazin auf Baden TV vorgestellt. Spezielles Interesse erhielt unsere Fahrgastkabine ausgestattet mit dem smarten Stadtbahnfenster. Diese Fahrgastkabine wird auf der internationalen Konferenz und Fachmesse IT-TRANS vom 3. bis 5. März 2020 ausgestellt (ab Minute 7:45).

Nutzerstudie zur Usability am SmartWindow verwendeter icons

Am Donnerstag, den 16. Januar 2020, fand im IUMS-Labor eine Nutzerstudie zur Usability der am SmartWindow verwendeten Icons statt. Ziel war es das Verständnis und die Usabillity (Benutzerfreundlichkeit) unserer aktuellen Interaktions- und Visualisierungskonzepte im Hinblick auf die Verwendung der Icons am SmartWindow sowie auf dem Smartphone herauszufinden. Dabei kam bei dieser Studie die Evaluationsmethode „Card-Sorting“ aus dem user experience design zum Einsatz.

Weiterlesen