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TrendSensordaten intelligent zusammenführen

Die Straße, die mitdenkt

Lesezeit ca.: 4 Minuten
Christoph Hammerschmidt

Christoph Hammerschmidt

freier Journalist

Sensoren in den Autos und entlang der Straßen registrieren Verkehrs­dichte, Gefahren­mo­mente und Staus. Aber erst das Zusammen­führen dieser Daten ergibt den Nutzeffekt.

25. August 2016

Autofahrern auf der Autobahn A9 zwischen dem Autobahn­kreuz München Nord und dem Autobahn­dreieck Holledau werden schon bald Masten auffallen, an denen Radarsen­soren befestigt sind. Auch von Schilder­brü­cken herab tasten solche Sensoren nach dem eiligen Autofahrer und messen seine Geschwin­dig­keit. Schon mag den Gaspedal­jünger ein schlechtes Gewissen beschlei­chen, weil er vielleicht einen Tick zu schnell unterwegs ist, doch droht in diesem Fall kein „Knöllchen“. Die Radarsen­soren messen zwar die Geschwin­dig­keit, doch sie sind nicht mit einer Kamera verbunden, die den Messwert einem bestimmten Fahrzeug zuordnen könnte. Sie messen anonym. Die Sensoren sind sozusagen in einem höheren Auftrag tätig: Im Rahmen des Projekts „Digitales Testfeld Autobahn“ des Bundesver­kehrs­mi­nis­te­riums liefern sie Echtzeit­daten, die dazu dienen, den Verkehrs­fluss zu verbessern, Risikosi­tua­tionen zu entschärfen und die negativen Auswirkungen des Verkehrs auf die Umwelt zu verringern. 

Sensor im Auftrag des Bundesmi­nis­ters

In diesem Kontext sind die Radarsen­soren nur der sichtbare Teil des Systems, das Frontend. Sie liefern die Daten, die im Hintergrund – in der Cloud – gespeichert und verarbeitet werden. „Ziel ist es, eine intelligente Straße zu schaffen, die mitdenkt und Staus verhindert, bevor sie entstehen“, erläutert ein Sprecher vom Projektpartner Siemens, den Zweck des Projekts. Die Sensoren liefern ihre Erkenntnisse an die „mCloud“. Das „m“ steht dabei für „Mobilität“.

Die Cloud wird vom Bundesver­kehrs­mi­nis­te­rium als eine Art Datenfund­grube betrieben, als eine Rohstoff-Mine, in welcher nach dem Open-Source-Prinzip vielfältige interessierte Gruppen Schürfrechte erhalten sollen. Der Zugang steht vor allem Forschungs­in­sti­tuten offen, aber auch Startups mit neuen Ideen, die auf eine bessere Verkehrs­füh­rung oder auf innovative Mobilitäts­mo­delle abzielen. Das Funktions­prinzip: Die Sensoren erkennen, wie dicht der Verkehr ist und wie zügig er fließt; die nachgeschal­tete IT erkennt beispiels­weise Unterschiede in der Fließgeschwin­dig­keit benachbarter Sensoren und kann Staubildungen schon im Ansatz identifi­zieren. So kann das System praktisch in Echtzeit Gegenmaß­nahmen ergreifen, etwa die Geschwin­dig­keit reduzieren, zusätzliche Fahrspuren freigeben oder Umleitungen empfehlen.

Digitales Testfeld Autobahn

Das Digitale Testfeld Autobahn ist seinerseits Bestandteil einer großange­legten Forschungs- und Entwicklungs­ak­ti­vität. So wurde bereits vor knapp zwei Jahren ein „C-ITS-Korridor“ eingerichtet, der von Rotterdam bis Wien reicht. C-ITS steht für „Cooperative Intelligent Transport Systems“ und umfasst eine Reihe von Technolo­gien, die es Autos ermöglichen, unterein­ander und mit der am Straßenrand installierten Infrastruktur Daten auszutau­schen. Die Technik wird mit einer Reihe unterschied­li­cher Kürzel benannt, die aber alle im Prinzip das gleiche meinen: Car-to-Car, Vehicle-to-Vehicle, Car-to-Infrastruc­ture oder auch C2X bzw. V2X als Kürzel für alle diese Funktionen zusammen. Gemeinsames Merkmal: Fahrzeuge tauschen automatisch Daten aus, entweder unterein­ander oder mit „Roadside Units“, mit straßennah installierten Datensta­tionen. 

ESP steuert den Verkehr

Auch hier liegt der Zweck dieser Funktionen in der Verbesse­rung entweder der Verkehrs­si­cher­heit oder des Verkehrs­flusses. Zurzeit sind 24 Anwendungs­fälle (Use Cases) definiert, also Fälle, in denen ein Fahrzeug oder auch eine Roadside Unit eine Funknach­richt aussendet. Der Klassiker unter den möglichen Anwendungen: Ein Fahrzeug gerät unvorher­ge­sehen auf einen Strecken­ab­schnitt, auf welchem Glatteis oder Aquaplaning die Schleuder­ge­fahr erhöhen. Das Fahrzeug erkennt diese Situation am Ansprechen der Fahrdyna­mik­re­ge­lung, auch bekannt als ESP. Sobald diese Funktion aktiviert wird, sendet das Fahrzeug nun einen entsprechenden Code aus, andere Fahrzeuge können das Signal erkennen und es damit ihrem Fahrer ermöglichen, seine Fahrweise anzupassen. Im Funksignal eingebettet sind auch die genauen Ortskoor­di­naten und die Fahrtrich­tung. Um Missbrauch zu vermeiden, werden die Funkmeldungen verschlüs­selt und anonymisiert. 

Polizei und Feuerwehr haben immer grüne Welle

Die Liste der bereits definierten Use Cases umfasst unter anderem die Warnung vor langsam fahrenden Baustellen­fahr­zeugen oder vor Geisterfah­rern. Oder das „elektroni­sche Bremslicht“: ein Signal, das gleichzeitig mit den Bremsleuchten aktiviert wird und den nachfolgenden Verkehr warnt, auch wenn das bremsende Fahrzeug noch nicht zu sehen ist. Ein anderer Use Case: Ein Funksignal, das Notfallf­ein­satz­fahr­zeugen automatisch Vorfahrt gewährt. Typische Nachrich­ten­arten, die von Roadside Units ausgehen können, sind Baustellen­war­nungen, Mitteilungen über Geschwin­dig­keits­be­schrän­kungen oder Empfehlungen für die optimale Geschwin­dig­keit, um in einer grünen Welle mitzuschwimmen.

Manche dieser Mitteilungen erhalten ihre Signifikanz erst durch ihre Häufung: Wenn 500 Meter vor mir ein Einzelner bremst, muss das nicht gleich Alarmstim­mung auslösen. Wenn aber Dutzende Fahrer urplötzlich das Bremspedal durchtreten, so dürfte das einen recht deutlichen Hinweis auf einen Unfall darstellen. Daher gibt es Entwicklungen, die Funkbotschaften in der Cloud zu speichern, auszuwerten und in die Verkehrs­la­genach­richten einfließen zu lassen, welche dann wiederum auch an solche Fahrzeuge ausgegeben werden, die noch weiter von der Stelle des ursprüng­li­chen Notsignals entfernt sind. Dadurch können die Daten von der intelligenten Straße zu mehr Sicherheit und flüssigerem Verkehr beitragen. 

Highway to Cloud

Während in der Branche mittlerweile eine Diskussion darüber ausgebro­chen ist, ob die Kommunika­tion mit der Infrastruktur in der ursprüng­lich geplanten DSRC-Technik (Dedicated Short Range Communica­tions) oder vielleicht doch lieber in 5G-Mobilfunk implemen­tiert werden soll, sind sich alle Beteiligten in einem Punkt einig: Die Cloud wird zum unverzicht­baren Bestandteil der „intelligenten Straße“.