Core Concepts
Durch den Einsatz von Edge Intelligence und Opportunistischen Digitalen Zwillingen kann ein Verkehrsüberwachungssystem für Smart Cities entwickelt werden, das eine effiziente Datenerfassung, -verarbeitung und -nutzung ermöglicht, um den Verkehrsfluss zu optimieren und die Umweltbelastung zu reduzieren.
Abstract
Der Artikel präsentiert einen umfassenden Ansatz zur Entwicklung eines Verkehrsüberwachungssystems (TMS) für Smart Cities, das auf Edge Intelligence (EI) und dem Konzept der Opportunistischen Digitalen Zwillinge (ODT) basiert.
Der Ansatz zielt darauf ab, die Intelligenz so nah wie möglich an den Datenquellen zu platzieren, um die Leistung zu steigern, den Bandbreitenbedarf und den Energieverbrauch zu reduzieren sowie die Latenz im Vergleich zu einem cloudbasierten Ansatz zu verringern.
Das System nutzt Technologien wie synthetische Sensorik und datengesteuerte, Bottom-up-Methoden, um Verkehrs-, Umwelt- und Verschmutzungsdaten in Echtzeit zu erfassen und lokal zu verarbeiten. Die Ergebnisse werden dann in einem hybriden Fog-Architektur-Modell an höhere Ebenen weitergeleitet.
Die Autoren haben erste Ergebnisse präsentiert, die zeigen, dass der EI-basierte Ansatz im Vergleich zu einer cloudbasierten Lösung deutliche Vorteile in Bezug auf Inferenzleistung, Bandbreitenverbrauch und Latenz bietet.
Zukünftige Entwicklungen umfassen die Erweiterung der synthetischen Sensorik-Fähigkeiten, um auf Notfallsituationen reagieren zu können, sowie die Verbesserung der Analyse durch die Einbeziehung von Echtzeitdaten, um die Effektivität des Systems weiter zu optimieren.
Stats
Die Übertragung von Videobildern vom Edge-Gerät zum Cloudserver führt zu einem Datenverkehr von 3,34 TB pro Tag.
Die Übertragung der Inferenzergebnisse vom Edge-Gerät zum Cloudserver über MQTT reduziert den Datenverkehr um den Faktor 10.000 auf nur 0,872 GB pro Tag.
Der EI-basierte Ansatz reduziert die Inferenzlatenz um 40% im Vergleich zum cloudbasierten Ansatz.
Quotes
"Durch den Einsatz von Edge Intelligence können wir die Inferenzleistung steigern, den Bandbreitenverbrauch und den Energieverbrauch reduzieren sowie die Latenz im Vergleich zum klassischen cloudbasierten Ansatz verringern."
"Das Konzept der Opportunistischen Digitalen Zwillinge bietet eine vielversprechende Plattform nicht nur für die Datenerfassung, sondern auch für die Einbringung von Intelligenz in komplexe Betriebssysteme."