Gefahr erkannt. Information weiter gegeben. Gefahr gebannt

03/04/17

Der heutige Straßenverkehr verlangt den Autofahrern höchste Aufmerksamkeit und die fortwährende Neubewertung des eigenen Verhaltens sowie des Verhaltens Anderer ab. Je dichter der Verkehr, je unübersichtlicher die Situation, desto größer die Konsequenzen von Unachtsamkeit oder gar Überforderung. Innovative Fahrzeug-zu-X-Technologien können helfen, Gefahrensituationen frühzeitig zu erkennen und Unfälle zu vermeiden. Dabei beobachten Hochleistungssensoren permanent das Fahrzeugumfeld,

erheben sicherheitsrelevante Daten über das Fahrverhalten weiterer Verkehrsteilnehmer und senden diese zur sofortigen Analyse an den Bordcomputer. Dieser entscheidet dann, ob der Fahrer gewarnt oder ob eingegriffen werden muss.

Lange Zeit galt das Hauptaugenmerk der Entwickler von Sicherheitslösungen in der Automobilindustrie vor allem der Reduzierung von Unfallfolgen (passive Sicherheit). Was 1974 mit der Einbaupflicht von Sicherheitsgurten begann und sich mit der serienmäßigen Verbreitung von Fahrer- und Beifahrer-Airbags ab den frühen 80er-Jahren fortsetzte, entwickelte sich im Zuge der Zeit konsequent zu einem optimalen Gesamtpaket für den Insassenschutz weiter. Die genannten Komponenten haben zwei

Dinge gemeinsam: sie wirken rein passiv und erst dann, wenn es tatsächlich zu einem Unfall kommt. Mit dem Einzug der Antiblockier-Bremssysteme (ABS) in den ersten Großserien-Fahrzeugen begann Mitte der 80er-Jahre die Ära der elektronischen Fahrerassistenzsysteme. Von nun an lag der Schwerpunkt der Technologieentwicklung nicht mehr auf der Reduzierung von Unfallfolgen, sondern der Unfallvermeidung durch Systeme wie beispielsweise ESC und Automatische Notbremsassistenten (AEB).

Weiterentwicklung von aktiven Sicherheitssystemen nimmt Fahrt auf

Aus heutiger Sicht ist abzusehen, dass die Zukunft Sicherheitssystemen gehören wird, die nicht nur proaktiv wirken, sondern in kritischen Situationen auch völlig selbstständig eingreifen können. Der Schwerpunkt der Entwicklertätigkeit liegt dabei auf der Gefahrenerkennung und Automatisierung. Erste Systeme, die diesem Ansatz folgen, sind bereits länger im Einsatz. Beispielsweise eine von Continental entwickelte und „Rear Cross Traffic Alert“ (RCTA) genannte Ausparkhilfe, die sich hinter dem Fahrzeug annähernde Autos und Zweiräder innerhalb einer Reichweite von rund 35 Metern erkennt.

Der RCTA warnt den Fahrer und kann bei entsprechender Konfiguration im Notfall auch selbstständig abbremsen, wenn die erforderliche Reaktion des Fahrers ausbleibt. Die „Blind Spot Detection“ (BSD) überwacht dagegen den toten Winkel. Sensoren kontrollieren dabei den Verkehrsraum unmittelbar hinter und neben dem eigenen Fahrzeug und schlagen Alarm, wenn der Fahrer trotz fehlender Lücke ausscheren will. Diese Systeme sind primär für den Einsatz auf Autobahnen ausgelegt. wo die Verkehrssituationen durch eine vergleichsweise geringe Komplexität gekennzeichnet sind. Sie funktionieren aber auch bei höheren Geschwindigkeiten sowie bei der Erkennung von Fahrzeugen, die sich mit höheren Geschwindigkeiten von hinten nähern. Die Anforderungen an die Technik steigen dabei mit zunehmender Geschwindigkeit und Komplexität der Verkehrssituationen überproportional an, da die Sensorqualität weitergehenden Ansprüchen genügen und Prozessoren viel mehr Daten in einer viel kürzeren Zeit verarbeiten müssen.

Das Fahrzeug von morgen warnt andere Verkehrsteilnehmer vor Gefahren

Die so genannte Fahrzeug-zu-X (V2X)-Technologie geht einen Schritt weiter. In dem auch „Fahrzeug-zu-Infrastruktur“ genannten Themengebiet sind alle Techniken zusammengefasst, bei denen das Fahrzeug mit anderen Fahrzeugen oder mit der Infrastruktur kommuniziert. Bei der V2X-Kommunikation wird das Fahrzeug durch andere Verkehrsteilnehmer oder intelligente Verkehrsinfrastrukturen über Staus, den Straßenzustand, Unfälle, Personen auf der Fahrbahn und weitere mögliche Beeinträchtigungen informiert.

V2X-Techniken haben dadurch das Potenzial, massiv die Verkehrssicherheit zu erhöhen, weil sich Autofahrer auf Basis der vorausschauenden Informationen frühzeitig auf Beeinträchtigungen einstellen können. Gefahrensituationen treten somit nicht mehr wirklich überraschend auf. Unfälle können gänzlich vermieden werden und genau das ist das langfristige Ziel von Continental: die Vision Zero.

Schon 2014 kam eine Studie der US-amerikanischen National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) zu dem Schluss, dass allein im Straßenverkehr der USA durch V2X-Kommunikation jährlich rund 1.100 Leben gerettet und bis zu 600.000 Unfälle vermieden werden könnten. Was für 99 Prozent der Verkehrsteilnehmer bislang immer noch nach Science Fiction klingen mag, ist tatsächlich schon weitgehend erprobt und steht als serienreife Technologie zur Verfügung. Bereits Mitte 2013 endete das Forschungsprojekt „Sichere Intelligente Mobilität – Testfeld Deutschland“ (simTD), in dessen Rahmen realitätsnahe Verkehrsszenarien in einer großflächigen Testfeld-Infrastruktur rund um Frankfurt am Main adressiert und die politischen, wirtschaftlichen und technologischen Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche Einführung der Fahrzeug-zu-X-Kommunikation vorbereitet wurden. Daran war Continental als verantwortliches Unternehmen für die Systemintegration beteiligt. Auf Basis der Fahrzeug-zu-X-Kommunikation präsentierte Continental auf der Internationalen Automobilausstellung (IAA) 2015 in Frankfurt auf dem Außengelände die Praxistauglichkeit eines Linksabbiege-Assistenten. Dabei wurde der Fahrer während des Abbiegevorgangs optisch und akustisch vor einer drohenden Kollision mit einem verdeckt entgegenkommenden Fahrzeug gewarnt.

Weitere Funktionen mit V2X-Technologie, die Continental anbietet, sind beispielsweise das sogenannte Elektronische Bremslicht und der Baustellen-Assistent. Das Elektronische Bremslicht ermöglicht ein in diesem Umfang bis dato noch nicht realisierbares vorausschauendes Fahren. Dabei wird darüber informiert, dass weiter vorne im Verkehr ein Fahrzeug bremst, auch wenn dieses sich noch nicht im Sichtfeld des Fahrers eines mit V2X-Technologie ausgestatteten Fahrzeugs befindet. Nähert sich ein Fahrzeug einer Baustelle, informiert der Baustellen-Assistent präzise über deren Lage und Länge und gibt außerdem eine Empfehlung, welche Spur der Fahrer für einen optimalen Verkehrsfluss nutzen sollte. Reagiert der Fahrer auf die Warnhinweise des Systems gar nicht oder nur unzureichend, sollen die Fahrzeuge den Unfall in Zukunft durch vollständig automatisiert ablaufendes Handeln vermeiden oder zumindest dessen Folgen signifikant vermindern können.

Kurzstreckenfunk mit einer Reichweite von 300 bis 500 Metern

Vereinfacht betrachtet funktioniert das System, in dem Fahrzeuge, die mit V2X-Technologie ausgestattet sind, fortwährend relevante Fahrdaten wie das Ansprechen von ABS, Lenkwinkel, Position, Richtung und Geschwindigkeit sammeln, in Echtzeit auswerten und über Funk an die anderen Verkehrsteilnehmer weitergeben. V2X-Kommunikation benötigt dafür weder ein Mobilfunknetz, noch einen Mobilfunkanbieter und ist somit unabhängig von einer Netzverfügbarkeit, was beim Einsatz sicherheitsrelevanter Technologien eine unerlässliche Voraussetzung ist.

Technisch betrachtet bestimmt die von Continental entwickelte, sogenannte V2X-OneBox die exakte Fahrzeugposition in Verbindung mit einer präzisen Zeitbasis über einen Motion Information-to-X-Provider (M2XPro). Das ist ein intelligenter Lokalisierungssensor, der die Informationen des Globalen Navigations-Satellitensystems (GNSS) mit den im Fahrzeug vorhandenen Fahrdynamiksensoren (Lenkwinkel-, Inertial- und Raddrehzahl-Sensorik) verbindet. Ein Integritätsmaß liefert dabei Statusinformationen über den Systemzustand und die Datenqualität. Die Kommunikation zwischen den Verkehrsteilnehmern erfolgt über Kurzstreckenfunk mit einer Reichweite von 300 bis 500 Metern und basiert auf dem ITS-G5-Standard (in Nordamerika „Dedicated Short Range Communication IEEE 802.11p“, in Europa „ETSI ITS-G5“).

So wird ein direkter Austausch von sicherheitsrelevanten Informationen wie der Fahrzeugposition, der Fahrzeugdynamik und der Bremsbetätigung mit in der Nähe befindlichen Fahrzeugen sowie der Infrastruktur mit geringsten Latenzzeiten ermöglicht. Dabei sind die V2X-Systeme aller Fahrzeughersteller interoperabel. Die Systemarchitektur gewährleistet Datensicherheit und Anonymität, die Informationen werden weder gespeichert, noch personalisiert.

Nordamerika plant verpflichtende Einführung in Neufahrzeugen

Erste theoretische Gedanken zur V2X-Technologie reichen übrigens zurück bis in die 30er Jahre. Damals gab es bereits erste Überlegungen, mit Hilfe von UKW (1 Watt Sendeleistung, Reichweite ca. 50 m) eine Kommunikation zwischen Kraftfahrzeugen aufzubauen. Man dachte zum Beispiel daran, vor dem Überholen eines Lkw ein Signal zu senden, das dessen Hupe betätigen sollte. Der Fahrer des Lkw sollte dann auf demselben Weg eine Rückmeldung geben, ob ein Überholen möglich sei oder nicht. Damals blieb es allerdings bei der Theorie. Heute steht die V2X-Technologie angesichts der enormen Hebelwirkung zur Unfallvermeidung unmittelbar vor der Integration in Serienfahrzeuge. In Nordamerika gibt es bereits konkrete Pläne, V2X in neu zugelassenen leichten Nutzfahrzeugen verbindlich vorzuschreiben. Ein erster Gesetzesentwurf liegt vor.

(Quelle: Continental)