Pictures of the Future    Frühjahr 2007

Informationen tanken

München, 2016: Tom und Susan aus den USA verwirklichen ihre lang geplante Deutschland-Reise. Sie fahren ein Smart Car, das alle Verkehrsdaten in Echtzeit empfängt. Von den Autos vor ihnen erhielten sie soeben eine aktuelle Stauwarnung – noch rechtzeitig folgt Tom der Empfehlung des Navigationssystems und nimmt eine Ausweichroute.

"Das ist in Zukunft selbstverständlich", sagt Dr. Hans-Gerd Krekels. "Autos werden immer online sein". Die große Herausforderung ist die naht- und drahtlose Anbindung an externe Quellen und Services. Komplex sei auch die Integration von Unterhaltungselektronik und Infotainment, weil diese sich rasend schnell weiterentwickelten, erklärt der Leiter des Produkt- portfolio- und Innovationsmanagements für Infotainment Solutions bei Siemens VDO (SV) in Wetzlar. Krekels setzt daher auf eine offene Software-Architektur mit Schnittstellen im Auto, die mobile Navigations- und Multimedia-Anwendungen anbindet. "Dafür arbeiten wir an einer völlig neuen Multimedia-Entwicklungsplattform". Ab 2010 könnte sie marktreif sein.

Um den Verkehr besser zu leiten, hat Siemens Lösungen entwickelt wie den Ruhrpilot fürs Ruhrgebiet oder die Verkehrsmanagementzentrale in Berlin (siehe Fußballstadien und Großereignisse in Pictures of the Future, Frühjahr 2006). Zentrale Rechner werten hier Daten tausender Verkehrssensoren aus. Informationen über Staus oder Baustellen werden über Radio, Handy, Navigationssysteme und Internet sofort an die Autofahrer weitergegeben.

Das sind erste wichtige Schritte in Richtung des Szenarios von 2016. An der Verwirklichung arbeitet auch Dr. Christian Schwingenschlögl von Siemens Corporate Technology (CT) in München. Er entwickelt neue Lösungen für effiziente Kommunikationsnetze. Wenn fahrende Autos miteinander Kontakt aufnehmen – also ohne Umweg über einen Zentralrechner Daten sammeln, verarbeiten und damit andere Autos direkt oder über Knotenpunkte versorgen –, stellt dies neue Anforderungen an Funknetze. Einige Anwendungen verlangen eine sehr zuverlässige Datenübertragung, andere eine schnelle, damit etwa nachfolgende Fahrzeuge in Echtzeit vor Gefahren gewarnt werden können.

"Momentan arbeiten wir daran, Fahrzeuge über breitbandige Drahtloskommunikation möglichst effizient ans Internet anzubinden", sagt Schwingenschlögl. Grundlage heutiger Prototypen ist eine mobile WLAN-Technik (WLAN für die Autobahn). Der Forscher arbeitet effiziente Protokolle aus, damit das kurze Zeitfenster, wenn Fahrzeuge aneinander oder an stationären Zugangspunkten vorbei fahren, für einen zuverlässigen Datenaustausch genutzt werden kann. Eine zusätzliche Herausforderung ist das sekundenschnelle Umschalten von einem WLAN-Knotenpunkt mit einer Reichweite unter 200 Metern zum nächsten, damit die Verbindung nicht abreißt. "Wir forschen an optimierten Netztechniken für die Empfangsstationen an der Straße und an neuen Kommunikationsstandards."

Das internationale Gremium IEEE erstellt derzeit einen eigenen WLAN-Standard (802.11p) für Autos. Ab 2008 sollen sich damit Autos verschiedener Hersteller gegenseitig vor Gefahren warnen können. So könnte auch der Verkehr eigenständig und dynamisch gelenkt werden. SV teste zusammen mit Industrial Solutions and Services (I&S) bereits Prototypen, sagt Schwingenschlögl. Er rechnet mit einer sehr schnellen Marktreife. "Gerade die Innenstädte von Megacities sind ein ideales Einsatzgebiet."

Digitale Pheromone. Ergänzend zur Auto-zu-Auto-Kommunikation arbeiten Dieter Kolb und sein Team von CT in München seit zwei Jahren an Software zur Erfassung von Verkehrsdaten in den Autos. Der Experte überträgt zusammen mit der Johannes-Kepler-Universität Linz und dem Ars Electronica Futurelab Linz das Selbstorganisierungsprinzip der Ameisen auf den Verkehr. Autos hinterlassen so genannte digitale Pheromone auf Straßen – wie diese Insekten es mit ihren Duftstoffen machen (siehe Schwarmintelligenz in Pictures of the Future, Frühjahr 2006).

Dabei erfasst das Auto für jeden Streckenabschnitt relevante Informationen wie etwa die benötigte Zeit und ordnet sie dem Abschnitt zu. Dann übermittelt es die Daten an einen Rechner oder über Mobilfunk an benachbarte Fahrzeuge, die die Daten wiederum weiterleiten. So erhält jedes Fahrzeug einen Überblick über die aktuelle Verkehrssituation und kann den besten Weg zum Ziel wählen. "Mit einem speziellen Simulator erforschen wir, welche relevanten Daten wir wie erfassen müssen, um andere Verkehrsteilnehmer optimal zu informieren", erläutert Kolb. So simuliert er Verkehrsstaus und überprüft, wie viele Fahrzeuge mit einem solchen technischen System ausgestattet sein müssen, damit daraus ein selbstorganisierender Effekt entsteht.

"Die ersten Ergebnisse sind viel versprechend", sagt der Forscher. "Der Einsatz digitaler Pheromone kann die Staubildung deutlich verringern, weil die Fahrer auf Alternativrouten ausweichen und so der Verkehrsfluss auf das gesamte Straßennetz verteilt wird." Ein Ausweichen auf Nebenstrecken oder ein kalkulierter Umweg lohnen sich in der Simulation. "Ob die Ergebnisse in der Realität ähnlich sind, muss sich noch zeigen", sagt Kolb. Denn der unberechenbare Faktor Mensch spiele in solch einem System eine entscheidende Rolle. "Sind die Algorithmen ausgereift, gehen wir in ein bis zwei Jahren in einen Feldversuch", meint Kolb.

"Zum Parkplatz Nr. 98 in 100 m links abbiegen", tönt es aus dem Lautsprecher. Das Navigationssystem führt Tom und Susan direkt zu einem freien Parkplatz in der Garage des Siemens Forums im Herzen von München.

"Es wird noch etwa fünf Jahre dauern, bis Informationen über freie Parkplätze direkt in die Navigationssysteme eingespeist werden", kommentiert Mirko Wendler dieses Szenario. Das Referenzprojekt des Vertriebsbeauftragten für Parkmanagementsysteme im süddeutschen Raum ist das Parkleitsystem in der Münchner Altstadt. Erstmalig betreibt dort Siemens seit Mai 2006 mit dem technischem Know-how des Partners Setrix ein Parkleitsystem mit 24 Parkgaragen und 7 400 Stellplätzen.

Bereits am Altstadtring erfahren Autofahrer über Anzeigentafeln, in welchem Parkhaus wie viele Plätze frei sind. Die LCD-Anzeigen mit Antenne und GPRS-Modul bekommen die Daten über Mobilfunk überspielt – bei Hochbetrieb auch im Minutentakt. "Weil keine Kabel verlegt werden mussten, sparte das der Stadt viel Geld", sagt Wendler. Der Clou ist jedoch, dass das System internetbasiert ist und "sich neue Teilnehmer, wie weitere Parkgaragen, der ADAC oder selbst Radiosender ohne großen Aufwand anschließen lassen", sagt Jörg Mortsiefer. Der Vertriebsleiter bei Setrix und sein Team haben dafür die Netzwerktechnik mit einem Steuermodul und Gateway entwickelt, das die Kommunikation zur Leitzentrale übernimmt sowie die LCD-Anlagen steuert. Auch die Software für die Bedienoberfläche sowie das Web-Interface kommen von Setrix, an dem Siemens Venture Capital zu 25 Prozent beteiligt ist. "Unsere Vision ist, dass sich alle Bürger über Internet informieren können, bevor sie losfahren", sagt Mortsiefer. Wendler will bald in Erlangen mit einem System mit 13 – Stellplätzen starten. Der weltweit größte Standort von Siemens soll daran ebenso angeschlossen werden wie Parkhausbetreiber, die Uniklinik Erlangen und die Sparkasse. Zusätzlichen Schub könnte das innovative Parkleitsystem auch wegen der EU-Feinstaubrichtlinie erhalten, denn immerhin 40 % des Verkehrs in Städten hat seine Ursache in der Suche nach Parkplätzen. "Unsere Lösung kann das deutlich reduzieren".

Im Siemens Forum bekommen Tom und Susan ein Gerät überreicht, das als Fußgängernavigation und Museumsführer dient. Wenn sie es auf ein Objekt, etwa den Zeigertelegrafen von Werner v. Siemens richten, erfahren sie mehr über dessen Geschichte. Nicht zu vergessen die digitalen Graffiti, die andere Museumsbesucher hinterlegt haben – etwa wo es die besten Weißwürste und das beste Bier gibt… Während Navigationssysteme für viele Autofahrer längst Standard sind, steht die Fußgängernavigation noch am Anfang. Fußgänger oder Radler brauchen weniger das Wissen über Autobahnen und Einbahnstraßen, sondern vielmehr genauere Karten von Innenstädten, als sie bisher erhältlich sind. Sie wollen zudem zielsicher zu Sehenswürdigkeiten, Restaurants oder Bankautomaten gelotst werden.

Digitale Graffiti. Für Museen hat Dieter Kolb bereits eine Lösung parat. Im Landesmuseum in Linz hat er mit Wissenschaftlern der Johannes-Kepler-Universität einen Museumsführer auf Basis von so genannter digitaler Graffiti installiert. Taschencomputer, im Fachjargon Personal Digital Assistant (PDA) genannt, leiten Besucher durch die Ausstellungen. Zudem können sie sich über Texte, Sprache, Bilder und weiterführende Links Informationen geben lassen. "Hier ordnen wir Informationen virtuell einem geographischen Ort zu", erläutert Kolb. Damit der neuartige Museumsführer weiß, vor welchem Gegenstand der Betrachter steht, kann dieser mit der eingebauten Kamera ein Bild vom Objekt schießen, das dann vom System erkannt wird. Umgehend erhält der Besucher weitere Informationen auf den PDA.

"Besucher können auch selbst Graffiti erzeugen", erklärt Kolb. Bei dieser interaktiven Lösung legen sie virtuelle Markierungen und Nachrichten via WLAN auf einem speziellen Server ab. "Die bekommen andere Besucher auf ihrem PDA über einen Lageplan angezeigt. Denkbar sind Kommentare zur Ausstellung oder Verabredungen in der Cafeteria". Kolb hat weitere industrielle Einsatzgebiete im Blick. "Wir haben die Lösung bereits auf dem Flughafen Hannover mit der Deutschen Flugsicherung und Siemens IT Solutions and Services getestet", erläutert Kolb. Dabei dirigieren die digitalen Graffiti den Piloten nach der Landung sicher zu seiner Parkposition.
                                                                                                           Nikola Wohllaib