IOTA Orchestra – EU-Projekt zur Orchestrierung von Verkehrssystemen

Die Nachricht der IOTA Foundation über die Beteiligung am europäischen Mobilitätsprojekt Orchestra ist schon etwas her. Doch das Thema einer zukunftsfähigen Mobilität ist aktueller denn je.

IOTA Orchestra für Smart Traffic

Wir benötigen eine Verkehrswende, davon reden Politiker und Experten schon lange. Durch die Einführung der Blockchain und die Entwicklung von praxistauglichen KI-Lösungen gibt es erstmals eine zukunftsfähige Konzeptionierung und an dieser ist auch die IOTA Foundation beteiligt.

Das öffentlich finanzierte Projekt der EU ist eine Initiative unter dem Rahmenprogramm Horizont 2020 und beschäftigt sich mit dem Netzwerk- und Verkehrsmanagement für die Mobilität der Zukunft.

Die IOTA Foundation erhält einen Anteil von 250.000 €, stellt dafür ihre DLT zur Verfügung und teilt ihr Wissen mit den verschiedenen Projektpartnern. Wie der Name vermuten lässt, geht es um die Orchestrierung des Verkehrsmanagements.

Durch das Aufkommen von vernetzten und autonomen Fahrzeugen kommen die bestehenden Verkehrsmanagementsysteme an ihre Grenzen.

Intelligente Verkehrssysteme der Zukunft

Technische Beschränkungen und Vorschriften grenzen die Straße, Schiene sowie See- oder Luftwege derzeit deutlich ein. Gleichzeitig ist aber der Transportsektor die weltweit am schnellsten wachsende Branche.

Intelligente Verkehrssysteme, wie Signallösungen, sind nur als isolierte Antwort zu betrachten. Sie nutzen lediglich eine Teilmenge der heute verfügbaren Verkehrsdaten und gehören zu reaktiven Verkehrsmanagementsystemen.

Die zukünftige Mobilität und die Verkehrssituation durch autonome Fahrzeuge benötigt jedoch ein proaktiv-kollaboratives Verkehrsmanagement.

Mit diesen lassen sich Daten aus verschiedenen Quellen verwalten, hochwertige Informationen nutzbar machen sowie Ereignisse und Vorfälle überwachen.

Dabei kommt eine Orchestrierungsstelle zum Einsatz, die über eine Multi-Cloud-Plattform für sicheren und nachhaltigen Verkehr sorgt.

Sensoren erzeugen Daten, die in den Tangle geladen werden

Die intelligente Straßenverkehrstechnik ist geprägt von multimodalen Sensoren und Edge-Computing. Daten werden in Echtzeit verarbeitet und tragen zur Beschleunigung des Verkehrsflusses bei.

Aber was kann IOTA dabei tun und welche Vorteile bringt die DLT der IOTA-Foundation in das Projekt ein?

IOTA unterstützt das Projekt mit der unveränderlichen und skalierbaren DLT sowie den dezentralen Identitäten.

Das verteilte Ledger soll so entwickelt werden, dass mit ihm das multimodale Teilen von Daten möglich ist.

Derzeit sammeln die verschiedenen Verkehrsinfrastrukturen ihre Daten separat und stellen sie nur innerhalb ihres Bereiches zur Verfügung.

Mit dem IOTA Tangle soll sich dies aber zukünftig ändern lassen, so zumindest das Ziel der Projektentwicklung.

Neben den Daten geht es dabei um dezentrale Identitäten und Berechtigungsnachweise, um Reisenden die Kontrolle über ihre Daten zu geben.

Das IOTA-Protokoll bietet die beste Infrastruktur, um einen multimodalen Verkehr zu unterstützen und die dafür notwendige Menge an Daten, Identitäten und Berechtigungsnachweisen zu verwalten.

In den zwei federführenden Living Labs wird das Pilotprojekt umgesetzt. Zunächst das Living Lab in Norwegen, das für das Flottenmanagement und die Warenlieferung über verschiedene Verkehrsträger hinweg verantwortlich ist.

Außerdem das Living Lab Italien, in dem Reisende und das Personenmanagement auf dem Weg von zu Hause zum Flughafen untersucht werden.

Warum benötigen wir digitale Identitäten für eine Verkehrswende?

Verkehr und Mobilität basieren beispielsweise auf dem Zulassen von Fahrzeugen. Das geht digital in manch skandinavischen Ländern schon längst, wir in Deutschland haben aber so unsere Probleme mit der Umstellung auf digitale KFZ-Papiere und Anmeldeunterlagen.

Wären diese digital erfasst, erfolgt das Umschreiben des Besitzers innerhalb weniger Augenblicke, natürlich nur, wenn diese über eine digitale Identität verfügen.

Kurz nach der Veröffentlichung des Programms IOTA Identity Beta im Mai 2021 wurde bekannt gemacht, dass die IOTA-Foundation den Identity Actor entwickelt hat.

Dieses Tool ermöglicht Nutzern, ihre Daten aus verschiedensten Quellen zu speichern und so eine umfangreiche und vertrauenswürdige Datensammlung über sich selbst zu erstellen. Die Lösung macht es möglich, dass die Daten zurückgewonnen werden.

Der Identity Actor ist ein Programm, mit dem Anfragen und Antworten zum Austausch von dezentralen Identifikatoren, DIDs, gesendet und empfangen werden können.

Die Software bietet damit eine natürliche Interoperabilität zwischen verschiedenen Anwendungen, nehmen wir an eine Kfz-Zulassungsstelle und den Halter eines Pkws.

IoT steuert Mobilität der Zukunft

Doch es gibt nicht nur menschliche Identitäten, sondern auch maschinelle und organisatorische. Sie alle fließen in eine digitale Verkehrswende ein und werden für die Orchestrierung benötigt.

Das Internet der Dinge, IoT, nimmt in der Steuerung von intelligenten Städten und der zunehmenden Mobilität eine zentrale Rolle ein.

Wenn sich Menschen und Waren sowie autonome Fahrzeuge durch eine Stadt bewegen, benötigen wir eine zunehmend anspruchsvolle technologiegetriebene Steuerung.

Der orchestrierte Verkehr verwandelt Verkehrsteilnehmer in aktive Mitspieler in einem intelligenten System der smarten Stadt von morgen.

Wenn Fahrzeuge individuell miteinander oder mit einem zentralen Verkehrsmanagementsystem kommunizieren, dann verbessert das den Verkehrsfluss als Ganzes und hält eine konsistente Geschwindigkeit aufrecht.

Das führt am Ende zu erhöhtem Durchsatz sowie besserer Kraftstoffeffizienz und damit zu weniger Verschmutzung und Ausstoß schädlicher Treibhausgase.

Verkehrsorchestrierung

Den Verkehrsfluss zu orchestrieren, könnte unter anderem durch das Mitteilen an Fahrzeuge geschehen, wann kritische Situationen zu vermeiden sind oder wann es sicher ist, die Fahrspur zu wechseln.

Auch könnten Ampeln mit KI ihre Zeitschaltung auf Sensordaten automatisch anpassen oder Signale ändern, um Verkehrsteilnehmer in bestimmten Situationen nicht zu gefährden.

Das Verkehrswesen gehört zu den kritischen Infrastrukturen und benötigt zusätzliche Standards und neue Sicherheitsprozesse. In die technischen Sicherheitskonzepte müssen aufgrund zunehmender Regulierungsanforderungen auch Compliance-Aspekte einfließen.

Ein hochleistungsfähiges, integriertes Multimodalangebot muss für das neue autonome und vernetzte Mobilitätssystem als Basis und Rückgrat dienen.

Kommunen oder die Bundesländer, aber auch private Anbieter, stimmen die Verkehrssysteme durch digitale Lösungen auf die Angebote individueller Mobilitätsbedarfe ab.

IOTA Stream und IOTA Identity

Die Technologie, die für das EU-Projekt infrage kommt, ist einerseits IOTA Stream, ein Framework zum Senden und Empfangen von Nachrichten sowie Datenströmen und andererseits IOTA Identity, einem Self Sovereign Identity (SSI)- Framework, zur Erstellung und Verwaltung von digitalen Identitäten für Menschen, Organisationen und Maschinen.

IOTA Streams ist geeignet, um Verkehrsdaten zu erfassen, zu übertragen, zu analysieren und zu verwalten.

Damit wäre eine effizientere Ausnutzung der bestehenden Kapazitäten des Straßennetzes möglich, was auch gleich dem wachsenden Verkehrsaufkommen entgegenkommt.

Verkehrsteilnehmer werden zu beweglichen Objekten und können untereinander sowie mit anderen Diensten kommunizieren. Die erfassten Sensordaten ließen sich über den IOTA-Tangle in einen Datenmarktplatz hochladen, wo andere Nutzer diese erwerben oder verwenden könnten.

Datenstrommanagementsysteme haben schon seit einigen Jahren die Aufmerksamkeit von Experten auf sich gezogen, da sie sich speziell für die Analyse und Verarbeiten von Daten aus autonomen Datenquellen eignen.

Stationäre und mobile Sensoren sammeln kontinuierlich Daten, die vor ihrer Ausführung statisch optimiert werden.

Bisweilen sind diese Datenströme besonders groß, vor allem wenn historische Daten geladen werden.

IOTA Streams reduziert die Daten durch Konvertierung in Binärdaten und integriert Single- und Multi-Branch-Sequenzierungen.

Binärdaten sind mit Binärcode anstelle von Text kodiert. Sie bieten eine höhere Informationsdichte als Textdateien und benötigen daher meist weniger Speicherplatz und können zudem schneller geladen und gespeichert werden.

Das Datenübertragungsprotokoll von IOTA ist eine multifunktionale Second Layer Lösung und ein wichtiger Grundpfeiler der Tangle-Architektur.

So lassen sich die Daten verschlüsseln, im Tangle verewigen, und ermöglichen Sensoren und Maschinen über Streams zu kommunizieren.

Smart Traffic entlastet Verkehr der Zukunft

Smart Traffic benötigt auch digitale Identitäten und die zweite Lösung, IOTA Identity, widmet sich der Erstellung und Verwaltung von Identitäten auf Basis einer DLT.

Auch hier geht es um Sensoren, denn bisher werden zur Steuerung des Verkehrsflusses nur solchen Sensoren vertraut, die die jeweilige Kommune oder Stadt selbst integriert hat.

Grundlage für eine vertrauenswürdige Daten-Ökonomie kann IOTA Identity ermöglichen, denn es stellt eine Architektur bereit, bei der die Schaffung von Vertrauen möglich ist.

Das automatisierte Verkehrssystem der Zukunft ist aber auf externe Daten angewiesen. Vertrauenswürdige Identitäten sind die Grundlage für diese Systeme und können nicht nur in Verkehrssystemen eingesetzt werden.