Sensoren im Auto und in der Straße geben Rückmeldung über den Verkehr.
TrendSensordaten intelligent zusammenführen

Die Straße, die mitdenkt

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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“.