Die Urbanisierung schreitet weltweit in rasantem Tempo voran. Bereits heute leben über 55 % der Weltbevölkerung in Städten – bis 2050 werden es nach Prognosen der Vereinten Nationen knapp 70 % sein [1]. Dieses Wachstum stellt kommunale Infrastrukturen vor enorme Herausforderungen: Staus verursachen in europäischen Großstädten jährlich Milliardenverluste durch verlorene Arbeitszeit und erhöhten Kraftstoffverbrauch. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Luftqualität, Verkehrssicherheit und effiziente Flächennutzung. Intelligente Verkehrssteuerung und Smart-City-Technologien sind der Schlüssel, um diese Probleme zu lösen.

Im Zentrum jeder intelligenten Verkehrsinfrastruktur stehen leistungsfähige Edge-Computer, die Sensordaten in Echtzeit verarbeiten, KI-Modelle für Kennzeichenerkennung und Fahrzeugklassifizierung ausführen und Steuerungsbefehle an Ampeln, Verkehrszeichen und Parkleitsysteme senden. Diese Rechner arbeiten unter extremen Bedingungen: Sommerhitze im straßenseitigen Schaltschrank, Frost im Winter, Vibrationen durch den Verkehr und permanente Exposition gegenüber Staub und Feuchtigkeit. Herkömmliche IT-Hardware versagt hier innerhalb weniger Monate. Als autorisierter Neousys-Distributor bietet OMTEC robuste Industrie-PCs und KI-Inferenzplattformen, die für genau diese Anforderungen konstruiert sind – lüfterlos, wetterfest, mit PoE-Kameraanbindung und KI-Beschleunigung an der Edge [2].

Anwendungen in der intelligenten Verkehrsinfrastruktur

Verkehrsleitsysteme (ITS)

Intelligente Verkehrssysteme (ITS – Intelligent Transportation Systems) erfassen Verkehrsströme über Induktionsschleifen, Radar und Kameras und optimieren den Verkehrsfluss durch adaptive Signalsteuerung. Der globale ITS-Markt wird bis 2033 auf über 48 Milliarden US-Dollar wachsen [3]. Im Kern verarbeitet ein Edge-Computer die Sensordaten vor Ort, berechnet Stauprognosen und passt die Grünphasen in Echtzeit an die aktuelle Verkehrslage an. Die Kommunikation mit der Verkehrsleitzentrale erfolgt über NTCIP-Protokolle (National Transportation Communications for ITS Protocol), die einen standardisierten Datenaustausch zwischen Feldgeräten und zentralen Managementsystemen sicherstellen [4]. Neousys-Systeme wie der Nuvo-7006E-PoE bieten mit sechs GigE-Ports und leistungsstarken Intel-Core-Prozessoren die Rechenleistung und Konnektivität, um mehrere Kreuzungen gleichzeitig zu überwachen und zu steuern.

Automatische Kennzeichenerkennung (ANPR/LPR)

Die automatische Kennzeichenerkennung – international als ANPR (Automatic Number Plate Recognition) oder LPR (License Plate Recognition) bezeichnet – ist eine Schlüsseltechnologie für Mautsysteme, Zugangskontrollen, Parkhäuser und die Fahndung nach gestohlenen Fahrzeugen. ANPR-Systeme bestehen aus Infrarot-Kameras, Beleuchtungseinheiten und einem Edge-Computer, der die Nummernschilder in Echtzeit per KI-Inferenz erkennt, mit Datenbanken abgleicht und innerhalb von Millisekunden Aktionen auslöst – etwa eine Schranke öffnen oder einen Mautvorgang buchen. Der ANPR-Markt wächst mit über 12 % jährlich und wird bis 2034 ein Volumen von über 7 Milliarden US-Dollar erreichen [5]. Für diese Aufgabe eignen sich die Neousys-Jetson-Plattformen NRU-52S+ und NRU-220S hervorragend: Sie liefern bis zu 275 TOPS KI-Leistung und können über ihre PoE-Ports die ANPR-Kameras direkt mit Strom und Daten versorgen.

Adaptive Ampelsteuerung

Klassische Ampelsteuerungen arbeiten mit festen Zeitplänen, die den tatsächlichen Verkehrsfluss nur unzureichend abbilden. Adaptive Systeme nutzen Echtzeitdaten von Kameras und Radarsensoren, um die Signalphasen dynamisch an die aktuelle Verkehrsdichte anzupassen. KI-gestützte Videoanalyse erkennt dabei nicht nur Fahrzeuge, sondern auch Fußgänger, Radfahrer und Einsatzfahrzeuge und priorisiert deren Durchfahrt. Der Edge-Computer an der Kreuzung muss die Videodaten mehrerer Kameras gleichzeitig verarbeiten und Steuerungsbefehle mit minimaler Latenz an den Signalcontroller senden. Der Neousys NRU-220S mit NVIDIA Jetson AGX Orin analysiert bis zu 22 Videostreams in 1080p gleichzeitig und liefert die KI-Ergebnisse in unter 50 ms an die Ampelsteuerung [6].

Smart Parking

Parkplatzsuche verursacht bis zu 30 % des innerstädtischen Verkehrs. Intelligente Parksysteme nutzen Bodensensoren, Kameras und Ultraschalldetektoren, um die Belegung in Echtzeit zu erfassen und Autofahrer über dynamische Anzeigetafeln und Smartphone-Apps zum nächsten freien Stellplatz zu leiten. Der zentrale Edge-Computer pro Parkhaus oder Parkzone aggregiert die Sensordaten, führt ANPR-basierte Zugangskontrollen durch und kommuniziert mit dem städtischen Parkleitsystem. Kompakte Neousys-Systeme wie die POC-700-Serie mit vier PoE+-Ports versorgen die Einfahrts- und Ausfahrtskameras direkt und verarbeiten die Kennzeichenerkennung lokal – ohne Cloud-Abhängigkeit und mit maximaler Datensouveränität.

Umweltzonen-Überwachung

Immer mehr europäische Städte richten Umweltzonen (Low Emission Zones, LEZ) ein, in denen nur Fahrzeuge mit bestimmten Emissionsstandards fahren dürfen. Die Überwachung erfolgt über ANPR-Kameras an den Zonengrenzen, die jedes einfahrende Fahrzeug erfassen und das Kennzeichen mit der Fahrzeugdatenbank abgleichen. Verstöße werden automatisch dokumentiert und an die Ordnungsbehörden gemeldet. Der Edge-Computer muss bei hohem Verkehrsaufkommen Hunderte Kennzeichen pro Minute verarbeiten – eine Aufgabe, für die die NVIDIA-Jetson-basierten Neousys-Systeme mit ihren Tensor Cores und NVDLA-Beschleunigern prädestiniert sind.

Smart Lighting

Intelligente Straßenbeleuchtung passt die Lichtstärke an Verkehrsaufkommen, Tageszeit und Wetterbedingungen an. Präsenzsensoren erkennen Fußgänger und Fahrzeuge und dimmen die Leuchten in verkehrsarmen Zeiten auf ein Minimum – das spart bis zu 70 % Energiekosten gegenüber konventioneller Beleuchtung [7]. IoT-Gateways und Edge-Computer steuern dabei ganze Straßenzüge über drahtlose Protokolle wie LoRaWAN oder Zigbee. Die Neousys POC-700-Serie eignet sich mit ihren kompakten Abmessungen von nur 64 × 116 × 176 mm ideal für die Integration in Lichtmast-Schaltkästen und steuert über ihre digitalen I/O-Kanäle die Beleuchtungszonen.

Anforderungen an die Hardware

Verkehrstechnische Installationen im Straßenraum stellen extreme Anforderungen an die eingesetzte Hardware. Die folgenden Kriterien sind bei der Systemauswahl entscheidend.

Wetterfestigkeit: IP65/IP67 und NEMA 4X

Industrie-PCs im Straßenraum sind Regen, Schnee, Staub und direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Das lüfterlose Design der Neousys-Systeme eliminiert die größte Schwachstelle – den Lüfter mit seinen Öffnungen – und bildet die Basis für den Einsatz in geschützten Schaltschränken nach IP65/IP67 oder NEMA 4X. Alle Steckverbinder sind mit Schraubverriegelung gegen versehentliches Lösen gesichert, und die Gehäuse bestehen aus korrosionsbeständigem Aluminium.

Erweiterter Temperaturbereich

Straßenseitige Schaltkästen erreichen im Sommer Innentemperaturen von über 60 °C, während sie im Winter auf -25 °C abkühlen können. Neousys-Systeme sind für einen Betriebsbereich von -25 °C bis +70 °C spezifiziert – das patentierte passive Kühldesign leitet die Prozessorwärme über das Aluminium-Gehäuse zuverlässig ab, auch unter Volllast [2]. Der NRU-52S+ garantiert in diesem Bereich volle 100 TOPS KI-Leistung ohne thermisches Drosseln.

PoE für Kameraanbindung

Power over Ethernet (PoE) ist in der Verkehrstechnik unverzichtbar: Ein einzelnes Ethernet-Kabel überträgt sowohl Videodaten als auch die Stromversorgung an die Kamera. Das reduziert den Verkabelungsaufwand an Masten und Brücken erheblich und senkt die Installationskosten. IEEE 802.3at (PoE+) liefert bis zu 25,5 W pro Port – ausreichend für ANPR-Kameras mit Infrarot-Beleuchtung. IEEE 802.3bt (PoE++) stellt bis zu 71 W bereit und versorgt auch PTZ-Kameras (Pan-Tilt-Zoom) mit integrierter Heizung für den Winterbetrieb. Der NRU-52S+ unterstützt vier PoE++-Ports nach IEEE 802.3bt – damit versorgen Sie auch leistungshungrige Wärmebildkameras zuverlässig [8].

4G/5G-Mobilfunk und GPS

Nicht jeder Standort verfügt über einen Glasfaseranschluss. Mobile Einsatzorte wie temporäre Baustellen-Ampeln, Geschwindigkeits-Displays oder mobile ANPR-Stationen benötigen Mobilfunkkonnektivität. Alle Neousys-Systeme bieten M.2-B-Key-Steckplätze mit integriertem SIM-Kartenhalter für 4G/LTE- oder 5G-NR-Module. GPS-Empfänger über Mini-PCIe liefern präzise Standort- und Zeitdaten für Mautabrechnungen und forensische Auswertungen. Der NRU-52S+ verfügt zusätzlich über einen GNSS-fähigen Mini-PCIe-Sockel für GPS, GLONASS und Galileo.

Weitbereich-Stromversorgung

Die Spannungsversorgung im Straßenraum ist oft unzuverlässig: Spannungsschwankungen, kurze Unterbrechungen und der Anschluss an Fahrzeugbatterien erfordern einen weiten Eingangsspannungsbereich. Neousys-Systeme akzeptieren 8–35 V DC (NRU-52S+) oder 8–48 V DC (NRU-220S) und verfügen über integrierte Zündungssteuerung für den Einsatz in Fahrzeugen [6, 8]. Damit lassen sich die Systeme direkt an 12 V- oder 24 V-Bordnetze anschließen – ohne externe Spannungswandler.

Empfohlene Neousys-Hardware für Smart City & Verkehr

Neousys NRU-220S – Die KI-Zentrale für Verkehrsknotenpunkte

Der NRU-220S ist ein lüfterloser KI-NVR (Network Video Recorder) mit NVIDIA Jetson AGX Orin (32/64 GB). Er liefert bis zu 275 TOPS KI-Inferenzleistung und dekodiert bis zu 22 Streams in 1080p gleichzeitig – ideal für Verkehrsknotenpunkte, an denen mehrere Kameras Fahrzeuge, Fußgänger und Radfahrer gleichzeitig erfassen. Vier PoE+-Ports, zwei 2,5-GbE-Ports und zwei Hot-Swap-SSD-Einschübe machen ihn zur kompletten Videoanalyse-Plattform [6].

• GPU: NVIDIA Jetson AGX Orin – 2048 CUDA Cores, 64 Tensor Cores, 2× NVDLA 2.0
• KI-Leistung: 275 TOPS (INT8, sparse)
• Netzwerk: 4× GigE PoE+ (IEEE 802.3at), 2× 2,5 GbE
• Speicher: 64 GB eMMC + M.2 NVMe + 2× Hot-Swap 2,5″ SSD
• Erweiterung: 2× Mini-PCIe (CAN/COM/WLAN), 1× M.2 B-Key (4G/5G)
• Betriebstemperatur: -25 °C bis +70 °C
• Stromversorgung: 8–48 V DC mit Zündungssteuerung
• Videostreams: Bis zu 22× 1080p @ 30 fps gleichzeitig

Neousys NRU-52S+ – Der robuste KI-Rechner für ANPR & Maut

Der NRU-52S+ kombiniert die NVIDIA Jetson Orin NX mit einem ultrakompakten, robusten Gehäuse für den Straßenrand- und Fahrzeugeinsatz. Mit 100 TOPS KI-Leistung, vier PoE++-Ports nach IEEE 802.3bt und EN-50155-Zertifizierung ist er die ideale Plattform für ANPR-Systeme an Mautbrücken, Umweltzonen und mobilen Kontrollpunkten. Die Zündungssteuerung und der Weitbereich-Spannungseingang ermöglichen auch den Einsatz in Polizei- und Ordnungsfahrzeugen [8].

• GPU: NVIDIA Jetson Orin NX – 1024 CUDA Cores, 32 Tensor Cores, 2× NVDLA
• KI-Leistung: 100 TOPS (INT8, sparse)
• Netzwerk: 4× GigE PoE++ (IEEE 802.3bt), Schraubverriegelung
• Erweiterung: 2× Mini-PCIe (WLAN/GNSS/NVMe/CAN), 1× M.2 B-Key (4G/5G)
• I/O: RS-232/422/485 (konfigurierbar), USB 3.1, HDMI
• Betriebstemperatur: -25 °C bis +70 °C
• Stromversorgung: 8–35 V DC mit Zündungssteuerung
• Zertifizierungen: MIL-STD-810G, EN 50155

Neousys POC-700-Serie – Der kompakte Edge-Computer

Die POC-700-Serie nutzt Intel Alder-Lake-Prozessoren (Core i3-N305 oder Atom x7425E) und DDR5-4800-Speicher in einem ultrakompakten Gehäuse von nur 64 × 116 × 176 mm. Vier PoE+-Ports mit Schraubverriegelung versorgen ANPR-Kameras oder Sensoren direkt mit Strom und Daten. Die POC-700 eignet sich ideal als Steuerungsrechner für Smart-Parking-Systeme, Straßenbeleuchtung und kleinere Kreuzungssteuerungen, die keine KI-Beschleunigung benötigen [9].

• CPU: Intel Core i3-N305 (8 Kerne) oder Atom x7425E (4 Kerne)
• RAM: Bis zu 16 GB DDR5-4800
• Netzwerk: 4× GigE PoE+ (IEEE 802.3at), Schraubverriegelung
• Erweiterung: MezIO-Interface, 1× Mini-PCIe, 1× M.2 M-Key NVMe
• I/O: 4× USB 3.2 Gen2, isolierte DI/O, DP + HDMI
• Betriebstemperatur: -25 °C bis +70 °C
• Abmessungen: 64 × 116 × 176 mm

Neousys Nuvo-7006E-PoE – Die leistungsstarke Verkehrsmanagement-Plattform

Der Nuvo-7006E-PoE basiert auf Intel 9th/8th-Gen Core-Prozessoren (bis i7, 65 W TDP) mit Q370-Chipsatz und bietet sechs GigE-Ports, davon vier mit PoE+ und einem Gesamtbudget von 100 W. Der zusätzliche PCIe-Erweiterungsslot ermöglicht die Integration von Framegrabber-Karten, CAN-Karten oder zusätzlichen Netzwerk-Interfaces. Mit bis zu 64 GB DDR4 und NVMe-SSD verarbeitet er rechenintensive Verkehrsmanagement-Anwendungen zuverlässig im 24/7-Betrieb [10].

• CPU: Intel 9th/8th-Gen Core i7/i5/i3 (LGA1151, bis 65 W TDP)
• RAM: Bis zu 64 GB DDR4-2666 (2× SODIMM)
• Netzwerk: 6× GigE (1× I219 + 5× I210), 4× PoE+ (100 W Budget)
• Erweiterung: 1× PCIe x4, MezIO, Mini-PCIe + M.2 B-Key
• I/O: 4× USB 3.1, VGA + DVI + DP, COM-Ports
• Betriebstemperatur: -25 °C bis +70 °C
• Gehäuse: 79 mm Low-Profile, patentierte passive Kühlung

Vergleichstabelle: Neousys-Systeme für Smart City & Verkehr

Praxisbeispiele

Mautbrücke mit ANPR-Kennzeichenerkennung

An einer mehrspurigen Bundesstraße erfasst ein automatisches Mautsystem den Verkehr auf vier Fahrspuren. Pro Fahrspur ist eine Hochgeschwindigkeits-ANPR-Kamera mit Infrarot-Beleuchtung an einem Überkopf-Portal montiert. Ein Neousys NRU-52S+ im straßenseitigen Schaltschrank verarbeitet die vier Kamerastreams über seine PoE++-Ports und führt die Kennzeichenerkennung per KI-Inferenz auf dem Jetson Orin NX durch. Die Erkennungsrate liegt bei über 99 % – auch bei Geschwindigkeiten von über 130 km/h, verschmutzten Kennzeichen und wechselnden Lichtverhältnissen. Die erkannten Kennzeichen werden per 4G an die Mautzentrale übermittelt, wo der Abgleich mit der Fahrzeugdatenbank und die Abrechnung erfolgen. Die Zündungssteuerung des NRU-52S+ schützt das System bei Spannungsschwankungen, und der Betriebsbereich von -25 °C bis +70 °C gewährleistet ganzjährigen Betrieb ohne Klimatisierung des Schaltschranks.

Smart-Parking-System in der Innenstadt

In einer mittelgroßen Stadt steuert ein Parkleitsystem über 2.000 Stellplätze in fünf Parkhäusern und drei Straßenparkzonen. In jedem Parkhaus erfasst ein Neousys POC-700 die Einfahrts- und Ausfahrtskameras über seine vier PoE+-Ports und führt die Kennzeichenerkennung lokal auf der Intel-CPU durch. Die Belegungsdaten werden per Ethernet an den zentralen Nuvo-7006E-PoE in der Verkehrsleitzentrale übermittelt, der die Informationen aller Parkhäuser aggregiert, die dynamischen Parkleittafeln im Straßenraum ansteuert und die Daten an die städtische Mobilitäts-App weiterleitet. In den Straßenparkzonen erfassen Bodensensoren die Belegung und übermitteln die Daten per LoRaWAN an den Nuvo-7006E-PoE, der auch hier als zentrale Datenplattform fungiert. Das System reduziert den Parksuchverkehr messbar und verbessert die Luftqualität in der Innenstadt.

Relevante Normen und Standards

Für den Einsatz von Industrie-PCs in der Verkehrstechnik und Smart-City-Infrastruktur gelten spezifische Normen und Standards:

• NEMA TS2 – Standard für Ampelsteuerungen und Verkehrsregler in Nordamerika. Definiert Hardware-Anforderungen, Umgebungsbedingungen und NTCIP-Kommunikation für Signalcontroller [4].
• EN 12966 – Europäische Norm für variable Verkehrszeichen (VMS – Variable Message Signs). Regelt Lesbarkeit, Leuchtdichte, Kontrast und Zuverlässigkeit elektronischer Anzeigetafeln im Straßenraum [11].
• UTMC – Urban Traffic Management and Control. Britische offene Systemarchitektur für die Integration verschiedener Verkehrssteuerungssysteme in einer einheitlichen Plattform. Ermöglicht herstellerübergreifende Interoperabilität [12].
• NTCIP – National Transportation Communications for ITS Protocol. Familie von Kommunikationsstandards für den Datenaustausch zwischen Verkehrsmanagement-Zentralen und Feldgeräten (Ampeln, VMS, Detektoren) [4].
• EN 50155 – Elektronische Einrichtungen auf Schienenfahrzeugen. Relevant für Industrie-PCs in Straßenbahnen, U-Bahnen und Einsatzfahrzeugen – definiert Temperatur-, Vibrations- und Spannungsanforderungen.
• IEC 60068 – Umweltprüfungen für elektronische Geräte: Kälte, Wärme, Temperaturwechsel, Vibration, Schock. Maßstab für die Zuverlässigkeit im Außeneinsatz.
• IP65 / IP67 – Schutzarten nach IEC 60529: IP65 schützt gegen Staub und Strahlwasser, IP67 gegen kurzzeitiges Untertauchen. Relevant für Schutzgehäuse im Straßenraum.
• MIL-STD-810G/H – Militärstandard für Umwelttests. Neousys-Systeme wie der NRU-52S+ sind nach MIL-STD-810G auf Vibration und Schock getestet.