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Interview: Optibus revolutioniert die Verkehrsplanung mit einer KI-Software

Amos Haggiag, Optibus CEO und Mitgründer Eitan Yanovsky (links), CTO, sind mit Optibus im Jahr 2014 an den Start gegangen und haben ihre Software bereits in 450 Städten weltwelt im Einsatz I © Optibus

Autonome Fahrzeuge sind vielleicht das erste, was einem in den Sinn kommt, wenn man an künstliche Intelligenz im Transportwesen denkt. Aber dieselbe Technologie kann auch eingesetzt werden, um die Streckenführungen und Planung des öffentlichen Nahverkehrs in Städten weltweit zu optimieren, so Optibus-CEO Amos Haggiag in unserem Exklusiv-Interview.

UTM: Amos, was sind Ihrer Meinung nach die größten Herausforderungen, vor denen der öffentliche Verkehr derzeit steht?

Amos Haggiag: Aufgrund der Pandemie sind die Fahrgastzahlen in einigen Städten um bis zu 90 % eingebrochen. Während wir in einigen Großstädten eine Rückkehr zu normalen Werten beobachten konnten, sind die Fahrgastzahlen in anderen Orten immer noch sehr niedrig. Die Regierungen und Aufgabenträger stehen vor der Herausforderung, den öffentlichen Verkehr einzuschränken, um die Infektionsrate niedrig zu halten und gleichzeitig die Mobilität aufrechtzuerhalten.

„Unser System lernt aus den Daten der realen Welt und speist die Informationen zurück in das Planungssystem.“ – Amos Haggiag, CEO von Optibus I © Optibus

Ein Hauptproblem, mit dem sich die Städte auseinandersetzen müssen, ist die Einschätzung, ob die Fahrgäste nach der Impfung wiederkommen, oder ob sie weiterhin mit dem Auto fahren oder von zu Hause aus arbeiten werden.

Der öffentliche Nahverkehr ist nur dann effizient, wenn man so viele Fahrgäste wie möglich transportiert – er ist per Definition ein Massentransportsystem. Er ist nicht gut dafür ausgelegt, nur wenige Personen zu transportieren. Wenn es keine ausreichende Masse an Nutzern gibt, wird das System nicht funktionieren. Staatliche Investitionen in sichere und effiziente Netze sind notwendig, um Anreize zu schaffen, dass die Menschen sie nutzen. Andernfalls werden wir zu Städten mit viel Umweltverschmutzung und Staus zurückkehren. Covid hat uns ein wenig zurückgeworfen. Wenn Sie mir diese Frage vor einem Jahr gestellt hätten, wäre meine Antwort ganz anders ausgefallen.

UTM: Sind Sie in der Lage, den Städten in dieser Krise zu helfen?

AH: Auf jeden Fall. Wir sind ein Softwareunternehmen und bieten eine Plattform für den Betrieb und die Planung des öffentlichen Nahverkehrs an. Unsere Lösung ist datengesteuert und nutzt Künstliche Intelligenz (KI), um die Planung von Routen, Haltestellen, Fahrplänen, Taktfrequenzen, Anzahl der eingesetzten Fahrzeuge, Fahrerplanung, Fahrzeugtypen einschließlich Elektro- (EV), Diesel-, Hybrid- und Gasfahrzeugen, EV-Ladestrategien und den täglichen Betrieb in Echtzeit zu optimieren. Unser System lernt dann aus den Daten der realen Welt und speist die Informationen zurück in das Planungssystem. 

Die Optibus Software ermöglicht die Optimierung von Umlaufplänen, Fahrplänen und Routen im ÖPNV I © Optibus

UTM: Wie unterscheidet sich das von der herkömmlichen Verkehrsplanung?

AH: Die Verkehrsplanung gibt es seit über hundert Jahren und ist eine Aufgabe, die normalerweise sehr manuell erledigt wird. Wir haben das alles vom Tisch genommen und ein viel effizienteres und intelligenteres System entwickelt, das die vorhandenen Daten der Verkehrsbetriebe nutzt. Die Optimierungs-Engines prüfen, was die beste Verwendung von Budgets und Ressourcen ist, abhängig von Entscheidungskriterien wie Effizienz, betriebliche oder wirtschaftliche Entscheidungsparameter, und berücksichtigen dies, um die beste Lösung anzubieten.

Um nun auf Covid-19 zurückzukommen: Die Pandemie führte zu vielen, oft schnell umgesetzten Änderungen in öffentlichen Verkehrsnetzen. Dies ist eine Anomalie im Busverkehr, da sich in vielen Fällen einige Buslinien über Jahrzehnte hinweg kaum ändern.  Covid hat alles verändert. Plötzlich mussten ganze Buslinien stillgelegt werden, da Schulen geschlossen wurden, die Frequenzen mussten angepasst und die Transportkapazitäten eingeschränkt werden.

Diese Veränderungen waren ziemlich dramatischer Natur. Die Städte und Betreiber waren solche signifikanten Veränderungen in so kurzen Zeiträumen – im Grunde von einem Tag auf den anderen – einfach nicht gewohnt und nicht darauf vorbereitet.

Umso größer ist der Bedarf an schnellen und effizienten Verkehrsplanungssystemen in der Zeit von Covid. Optibus ermöglicht es den Anwendern, den Bedarf zu analysieren und Optimierungen in kürzester Zeit umzusetzen.

„Unsere Geospatial Suite integriert sowohl geografische als auch demografische Elemente wie Bevölkerung, Einkommensniveau, Infrastrukturdaten, Gemeindegrenzen, Fahrrad-Bus-Verbindungen und mehr.“ – Amos Haggiag, CEO von Optibus I © Optibus

UTM: Sie haben kürzlich ein neues Produkt auf den Markt gebracht, die Geospatial Suite. Wie würden Sie es unseren Lesern und Leuten, die mit digitalen Lösungen nicht vertraut sind, beschreiben? Basiert es auf der gleichen Plattform wie alle Ihre anderen Funktionen? Wie funktioniert es?

AH: Es gibt eine Menge demografischer Daten, die man kennen muss, um ein gutes öffentliches Verkehrssystem zu planen. Es geht nicht nur um Effizienz und finanzielle Zahlen. Traditionell liegt das Hauptaugenmerk auf den verkehrsreichsten Strecken, um die Fahrgastzahlen zu erhöhen, aber es geht um viel mehr als nur das. Es geht auch um die Abdeckung, vor allem für Menschen mit eingeschränktem Einkommen und Mobilität, zum Beispiel.

Folglich müssen Sie viele geografische und demografische Informationen kennen und einbeziehen, um die besten Routen planen zu können. Unsere Geospatial Suite integriert sowohl geografische als auch demografische Elemente wie Bevölkerung, Einkommensniveau, Infrastrukturdaten, Gemeindegrenzen, Fahrrad-Bus-Verbindungen und mehr. Zusammen ermöglicht dies eine ganzheitliche Sicht auf Verkehrsnetze, die für die Planung von Routen und Fahrplänen notwendig ist, die den Fahrgästen helfen, auf dem schnellsten und effizientesten Weg von einem Punkt zum anderen zu gelangen. Optibus stellt dies und alle anderen Angebote auf einer einzigen cloudbasierten Plattform zur Verfügung, so dass alles von überall und zu jeder Zeit von allen Kollegen abgerufen werden kann und immer aktuell ist.

Das Optibus Headquarter in Tel Aviv – Optibus wird heute bereits in 450 Städten weltweit genutzt und hat Büros in New York, Chicago, Seattle, San Francisco, London, Tel Aviv, und São Paulo I © Optibus

UTM: Heißt das, dass Sie den Betreibern neue Netze und Optimierungen vorschlagen?

AH: Die Optibus-Plattform ist in der Lage, Netze in vielerlei Hinsicht zu optimieren, z. B. den gesamten Betrieb, die Frequenz und sogar die Anzahl der Busse, insbesondere im Hinblick auf den Elektrobusbetrieb. All diese Entscheidungen werden jedoch nicht von Optibus allein getroffen, sondern von unseren Kunden, den Städten, Verkehrsbetrieben und Betreibern. Wir sind kein Dienstleistungsunternehmen; wir stellen die Technologie und Software zur Verfügung, die dann von unseren Kunden genutzt wird. 

UTM: Wie würden Sie die Algorithmen von Optibus beschreiben und was ist das Besondere an ihnen?

AH: Es gibt zwei Hauptkomponenten der Algorithmen. Die eine besteht darin, die Daten zu verstehen und Vorhersagen hinsichtlich der Leistung eines Verkehrsnetzes zu treffen. Die zweite ist die Annahme des besten Transportnetzes in Bezug auf Flottenstrategie, Operationen und Fahrpläne, mit allen möglichen Parametervarianten. Die Optibus-Plattform weiß auch, was bei einer Änderung der Eingabedaten und Parameter herauskommen wird. 

Aber ohne die Algorithmen von Optibus können all diese Parameter ein riesiges Optimierungsproblem für die Transportanbieter darstellen. Die Eingabedaten können Milliarden und Abermilliarden von möglichen Optionen und Lösungen für Fahrpläne und Routen generieren, und die Betreiber müssen die beste ermitteln.

„Bei der Optimierung machen wir alles mit Hilfe von Cloud Computing, das es uns ermöglicht, alle Berechnungen parallel laufen zu lassen.“ – Amos Haggiag, Optibus CEO I © Optibus

Dies ist besonders kompliziert, wenn man an große Städte wie London denkt, wo die Anzahl der möglichen und optimalen Kombinationen von Fahrzeugen, Fahrern, Fahrplänen und Routen zu groß ist, um sie manuell zu verwalten. 

Bei der Optimierung machen wir alles mit Hilfe von Cloud Computing, das es uns ermöglicht, alle Berechnungen parallel laufen zu lassen. Wir nutzen viele Maschinen in der Cloud, um innerhalb von Minuten alles zu optimieren und zu einer zusammenhängenden Lösung zusammenzuführen, um das beste Ergebnis in Bezug auf Fahrpläne und Abläufe zu bieten. Das ist etwas, was in der Vergangenheit viele Monate gedauert hat.

UTM: Ist dies das erste Mal, dass wir einen solchen Optimierer auf dem Markt sehen?

AH: Auf jeden Fall. Wir haben fast alles von Grund auf neu entwickelt, auch die Algorithmen. Mein Mitgründer und ich haben einen Hintergrund in Mathematik und Informatik, und wir begannen mit Optibus, indem wir uns auf Algorithmen als Lösung für einige der zentralen Hindernisse bei der Optimierung des Massentransports konzentrierten.

In der Informatik gibt es Probleme, die als nicht-deterministisch polynomialzeit-hart (NP-Hart) bezeichnet werden und deren Lösung exponentiell viel Zeit in Anspruch nimmt, weil es keinen bekannten Algorithmus gibt, der sie in polynomialer Zeit oder in einem begrenzten Zeitrahmen lösen kann. Dies sind Probleme, die nicht gelöst werden können, egal wie viele Ressourcen man einsetzt. Ein Beispiel ist das Travelling-Salesman-Problem (TSP), das die folgende Frage stellt: Gegeben eine Liste von Städten und die Entfernungen zwischen jedem Paar dieser Städte, was ist der kürzeste mögliche Rückweg zu der Stadt, von der Sie gestartet sind, unter der Voraussetzung, dass Sie alle anderen Städte nur einmal besuchen? Der öffentliche Nahverkehr ist dieser Frage ähnlich, aber viel komplexer, da es viel mehr Routen, Infrastrukturen, Fahrzeuge, Fahrer und Betriebsoptionen zu berücksichtigen gibt.

Der Optibus Optimierer kann auf Basis von Verkehrsdaten, betrieblichen Daten und sogar sozioökonomischen Daten optimierte ÖPNV-Routen berechnen I © Optibus

Laut der Literatur und Wissenschaft kann diese Art von Problem nicht in einer angemessenen Zeit gelöst werden. Optibus ist jedoch in der Lage, dies zu tun, was merkwürdig ist, oder? Der springende Punkt ist, dass wir nicht das generische Problem für alle Anwendungen lösen. Stattdessen gehen wir spezifische Probleme mit viel Rechenleistung an. Es ist das erste Mal, dass dieser Ansatz im Bereich des öffentlichen Verkehrs angewendet wird. Die Probleme, die im öffentlichen Verkehrswesen relevant sind, sind extrem faszinierend für jeden, der Mathematik liebt.

UTM: Das ist erstaunlich. Das eröffnet sicherlich neue Möglichkeiten für die Betreiber, oder?

AH: Ja, es gibt viele spannende Dinge, die Verkehrsbetriebe tun können, sobald sie diese Technologie haben.  Zum Beispiel könnten sie daran denken, das Netz und den Betrieb in Echtzeit zu optimieren, auch bei plötzlichen Störungen, Unfällen und Überbelegung. In der Vergangenheit wurden viele Entscheidungen manuell getroffen, ohne das Gesamtbild zu sehen. Optibus ist in der Lage, Lösungen für dieses Dilemma zu bieten.

UTM: Wann und wie haben Sie Optibus gegründet? Wie viele Mitarbeiter haben Sie?

AH: Eitan, mein Mitgründer, und ich haben 2014 angefangen, aber die allgemeine Idee dahinter ist viel älter. Wir haben 2007 unser Studium abgeschlossen und schon damals darüber nachgedacht, wie wir dieses Rätsel der Optimierung lösen könnten. Das eigentliche Problem der Optimierung lernte ich von meinem Vater kennen, der Finanzvorstand eines der größten öffentlichen Verkehrsbetriebe in Israel ist. Es hat lange gedauert, die Idee zu etwas zu entwickeln, das gut funktioniert. Wir begannen mit öffentlichen Verkehrsbetrieben in Israel und dann in den USA. Dann haben wir das Unternehmen gebootstrapped, während wir noch in anderen Jobs arbeiteten. (Bootstrapping eines Start-ups bedeutet einfach, dass Sie Ihr Unternehmen mit wenig oder gar keinem Risikokapital oder anderen Investitionen von außen aufbauen. Es bedeutet, dass man sich auf seine eigenen Ersparnisse und Einnahmen verlässt, um zu arbeiten und zu expandieren.) Im Jahr 2014 beschlossen wir, aus unserer Idee ein Unternehmen zu machen. Wir sammelten Geld und legten los. Bis jetzt haben wir insgesamt 160 Millionen USD aufgebracht und unsere letzte Fundraising-Runde fand Anfang März dieses Jahres statt. Im Moment haben wir etwa 150 Mitarbeiter, aber wir wachsen schnell in Richtung 300 Mitarbeiter im nächsten Jahr. 

Optibus hat heute 150 Mitarbeiter und will bis 2022 bis zu 150 neue Mitarbeiter einstellen I © Optibus

UTM: Wie schwierig war es, Geld für Ihr Unternehmen zu beschaffen?

AH: Zunächst einmal ist es immer schwierig, Geld aufzutreiben, egal ob es sich um 1 Million oder 100 Millionen Dollar handelt. Diesmal muss ich allerdings sagen, dass es etwas schneller ging als in früheren Finanzierungsrunden. Zum einen leiden viele Unternehmen unter der Covid-19-Pandemie. Das hat zur Folge, dass es weniger Möglichkeiten gibt, in die man investieren kann. Auf der anderen Seite geht es Optibus trotz der Situation wirklich gut. Es ist jedoch immer eine Herausforderung und erfordert 100 % unserer Zeit und unseres Einsatzes. 

UTM: Wie ist Optibus gewachsen und was sind Ihre Wachstumspläne in Bezug auf Technologie und Marktabdeckung?

AH: Wir haben Büros auf vier Kontinenten und Kunden in über 450 Städten in 22 Ländern in ganz Europa, Asien und dem Südpazifik, Lateinamerika und Nordamerika. Dazu gehören deutsche Städte wie Berlin, Ludwigsburg, Kornwestheim und Asperg, große Metropolen wie Lissabon, Madrid, Los Angeles, Las Vegas, Melbourne und Hongkong, aber auch Kleinstädte. 

Erfreulicherweise nutzen alle unsere Kunden die gleiche cloudbasierte Software, die Übersetzung und Lokalisierung für alle Sprachen und Vorschriften bietet. Natürlich gibt es immer einen Bedarf für die Anpassung an unterschiedliche Protokolle, Schnittstellen und Verfahren. Unsere Kunden können dank einer offenen API [Application Programming Interface] alle Daten von Optibus abrufen. Wir haben uns entschieden, völlig offen und transparent zu sein. Das bedeutet auch, dass unser Team Optibus ganz einfach mit jeder anderen Software, die es gibt, integrieren kann. Wir unterstützen und berücksichtigen immer die lokalen Anforderungen, Vorschriften, Protokolle und Berichtsanforderungen.

Der Optimierungssoftware beinhaltet auch eine graphische Benutzeroberfläche und kann somit auch durch Verkehrsplaner genutzt werden I © Optibus

In jeder Region, in der wir tätig sind, haben wir auch engagierte Support-Mitarbeiter vor Ort, die die jeweilige Landessprache sprechen.

Wir planen, in Afrika, Asien und Lateinamerika weiter zu expandieren, und wir wollen auch die Märkte in Nordamerika und Europa weiter durchdringen. Vor kurzem haben wir unseren ersten Kunden in Kapstadt, Südafrika, gewonnen.

UTM: Anfang März gab Optibus bekannt, dass eine Finanzierung in Höhe von 107 Mio. USD eingeworben wurde. Was werden Sie damit machen und welcher Zeitrahmen schwebt Ihnen vor?

AH: Eine strategische Säule für uns ist die Expansion. Wir stellen viele Mitarbeiter in allen Regionen rund um den Globus ein, um weiter zu wachsen und um zu gewährleisten, dass wir immer führend sind, wenn es darum geht, den öffentlichen Verkehr auf der ganzen Welt zu planen und zu optimieren. Das zweite Schlüsselelement in unserer Strategie ist die Produktentwicklung. Wir arbeiten an neuen Produkten und Algorithmen, um mehr Fähigkeiten, Eigenschaften, Funktionen und Optionen hinzuzufügen, hauptsächlich im Bereich der Echtzeitfähigkeiten und Algorithmen. Im Allgemeinen investieren wir viel in Optimierungsalgorithmen, maschinelles Lernen und Vorhersagen. Wir werden diese Entwicklungen ankündigen, sobald sie fertig sind. 

UTM: Planen Sie weitere Finanzierungsrunden?

AH: Wenn wir weiter wachsen, könnten wir das. Wir schließen auch nicht aus, dass wir eines Tages an die Börse gehen. Es gibt viele Optionen, wie man das Unternehmen in Zukunft finanzieren kann, und ein Börsengang könnte für ein Unternehmen wie Optibus, das im Bereich des intelligenten und nachhaltigen Verkehrs tätig ist, sehr interessant sein. Wir erwarten jedoch nicht, dass wir dies in naher Zukunft ankündigen werden.

„Wir beschäftigen uns mit allen Arten von Verkehrsmitteln, außer mit Taxis.“ – Amos Haggiag, Optibus CEO I © Optibus

UTM: Ihr Unternehmen beinhaltet zwar den Namen „Bus“, aber sind Ihre Algorithmen auch in der Lage, schienengebundene Systeme zu optimieren?

AH: Letztendlich funktionieren Bus- und Bahnsysteme sehr ähnlich, nur dass es im Fall von schienengebundenen Anwendungen andere Randbedingungen gibt. Wir beschäftigen uns mit allen Arten von Verkehrsmitteln, außer mit Taxis. Wir haben eine breite Palette von Kunden mit unterschiedlichen Anwendungsbedürfnissen, darunter Großunternehmen im Silicon Valley, Universitäten, Flughäfen, Baustellen, Nuklearbaustellen, Bergbauunternehmen, was immer Sie möchten. Das Verkehrswesen ist eine große Industrie, die weit über den typischen Bus- oder Straßenbahnbetrieb hinausgeht.

UTM: Setzen auch Verkehrsplaner Optibus ein?

AH: Natürlich. Berater und Verkehrsabteilungen von Städten und Regierungen nutzen unsere Plattform ebenfalls. Wenn sowohl die Planungs- als auch die Betriebsabteilungen das gleiche System verwenden, ist es sogar sehr vorteilhaft, Optibus einzusetzen, da die Verkehrsplanung integrierter wird und alle Partner das gleiche Bild von den anstehenden Fragen haben.

UTM: Amos, vielen Dank für dieses Interview.

Das Interview führte von Stefan von Mach.

15.04.2021

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