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Herr Sebastian Webel
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Urbane Mobilität

Verkehrsfluss im Radarblick

Stau-Rekordjahr: Im Jahr 2015 wurden in Deutschland 568 000 Staus gemessen, die sich auf 1,1 Millionen Kilometer Gesamtlänge summieren. Rund 20 Prozent davon entfielen auf bayerische Straßen, zu denen auch die A9 gehört. Neue Technologien sollen nun helfen, den Verkehr flüssiger zu gestalten.

Die Autobahn wird intelligent: Eine von Siemens und Infineon entwickelte Radartechnologie soll auf einer der meistbefahrenen Straßen Deutschlands helfen, den Verkehr flüssiger zu gestalten und Gefahrensituationen zu entschärfen – auch mit Hilfe autonom fahrender Fahrzeuge.

An einem sonnigen Freitagnachmittag bewegt sich der Verkehr aus dem Norden kommend zähflüssig über die Autobahn A9. Es ist der Beginn der Sommerferien. Deutschland eilt zu den Stränden des Mittelmeers. Erst auf den zweiten Blick fällt auf, wie geordnet die bunte Fahrzeugkolonne über den Asphalt rollt. Alle Autos halten einen gleichbleibenden Sicherheitsabstand ein, das Tempo ist konstant, kein Lastwagen schert zu gefährlichen Überholmanövern aus.

Noch ist das Zukunftsmusik – die Szene könnte aus dem Jahr 2025 stammen. Fast alle Fahrzeuge sind dann mit Sensoren-Hightech – Laserscanner, Kameras, Radar- und Ultraschallsensoren – vollgepackte Fahrroboter. Die Autofahrer haben angesichts des dichten Verkehrs die Kontrolle den Autopiloten überlassen. Die koordinieren sich daraufhin direkt und über WLAN-Signalmasten am Straßenrand mit anderen Fahrzeugen und vernetzten Verkehrsleitzentralen.

Ein Testfahrer steuert auf der Autobahn A9 bei Pfaffenhofen (Bayern) zu Demonstrationszwecken ein per Mobilfunk mit einem weiteren Testfahrzeug vernetztes Auto. Auf dem Tablet, das an der Windschutzscheibe angebracht ist, erscheint die Aufforderung, in der Spur zu bleiben.

Gleichzeitig stellen in regelmäßigen Abständen installierte Radarsensoren fest, dass die Standspur frei ist – auf über hundert Kilometern gibt es keine Panne: kein Notarzt, Abschleppwagen, kein Polizeifahrzeug oder andere Unfallhelfer müssen sie gerade nutzen. Das erlaubt der Verkehrsleitzentrale, die rechte Spur freizugeben. Über ein Drittel der Fahrzeuge ordnet sich daraufhin, von ihrem Bordcomputer sanft geführt, rechts ein. Und der Verkehr läuft wieder schneller.

Autopilot auf der Autobahn

Die Autoindustrie wird nach Ansicht der Experten bald einen radikalen Wandel erleben. Vorboten sind die Assistenzsysteme: ob das Antiblockiersystem ABS, Abstandhalter, selbstlenkende Parkhilfen oder der Kollisionsschutz. Jetzt arbeitet die Branche weltweit daran, diese Fahrhilfen zu selbststeuernden Autos zu verschmelzen. Gleichzeitig denken Verkehrsplaner die Infrastruktur der Straßen intelligent weiter, sodass sie Fahrzeugen nicht mehr nur passiv den Weg weist, sondern aktiv mit ihnen kommuniziert. Das Zusammenspiel von Infrastruktur und Fahrzeugen wird voraussichtlich so eng, dass sich ein System ohne das andere kaum noch denken, geschweige denn entwickeln lässt, zumindest auf den großen Autobahnen oder den Verkehrsadern der Städte.

Das BMVI hat auf der A9 ein „digitales Testfeld Autobahn“ eingerichtet – ein Labor des autopilotierten, vernetzten Verkehrs.
Bundesverkehrsminister Alexander Dobrindt (links) und der Präsident des Verbandes der Automobilindustrie (VDA), Matthias Wissmann am Tag der Unterzeichnung der Innovationscharta Digitales Testfeld Autobahn.

Zu diesem Zweck hat das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) auf der A9 in Bayern 2015 weltweit erstmalig ein „digitales Testfeld Autobahn“ eingerichtet – ein Labor des autopilotierten, vernetzten Verkehrs unter Realbedingungen. Dass die Autobahn und nicht eine Stadt als Versuchsfeld gewählt wurde, hat gute Gründe. Auf der Autobahn geht es weitestgehend geregelt voran: Alle Autos wollen in die gleiche Richtung, es gibt keine Kreuzungen und die Gefährdung von Radfahrern oder Fußgängern ist im Regelfall ausgeschlossen. Die Teststrecke wird in Zusammenarbeit von Ministerium, Autoherstellern und anderen Industrieunternehmen voll digitalisiert, sodass dort zusätzliche Angebote der Kommunikation zwischen Straße und Fahrzeug wie auch von Fahrzeug zu Fahrzeug getestet werden können.

Rund 50 Firmen haben bereits Interesse bekundet, verschiedenste neue Technologien auf der Strecke zu testen; einige Projekte laufen schon. Etwa zum autopilotierten Fahren: So steuern Testfahrzeuge von Audi, Mercedes oder BMW dank ihres intelligenten Bordcomputers regelmäßig durch den regen Autobahnverkehr der A9. Auch das Netzwerk wird getestet: Eine von Nokia Networks innerhalb des LTE-Mobilfunknetzes der Deutschen Telekom eingerichtete Technologie erlaubt es Fahrzeugen, Informationen auszutauschen. In diesem Fall testen die Unternehmen ein System, mit dem Fahrzeuge auf der A9 rechtzeitig vor riskanten Überholmanövern gewarnt werden. Technik des Fraunhofer-Instituts ESK und des Autozulieferers Continental wiederum macht es möglich, nachfolgende Fahrzeuge vor Bremsvorgängen zu warnen, noch ehe deren Fahrer diese wahrnehmen können. Die Vernetzung soll helfen, Nadelöhre zu entlasten und Gefahren zu mindern, indem Verkehrsteilnehmern frühzeitig Alternativen angeboten und sie bei Gefahrensituationen rechtzeitig informiert werden. Langfristig baut das gesamte digitale Testfeld Autobahn damit an einer neuen Dimension der Mobilität mit, wenn das Auto zum „Third Place“, einem weiteren Lebensmittelpunkt neben Büro und Zuhause, wird.

Rettungsdienst bei unerwarteter Blindfahrt

Die Schlange der 2015 in Deutschland gemeldeten Staus würde laut ADAC theoretisch 28 Mal um die Erde reichen.

Dabei hilft auch Siemens mit. Gemeinsam mit Infineon, einem der führenden Unternehmen für Autoradar, hat die Siemens Division Mobility eine Radartechnologie entwickelt: Sensoren, gesteuert von 77-Gigahertz-Mikrochips von Infineon. Einen Vorläufer dieser Car-to-X-Kommunikation testet Siemens bereits seit September 2015 erfolgreich in Berlin: Dort erkennen Radarsensoren, ob Parkbuchten frei sind, und übermitteln die Information an eine App für Autofahrer.

Die Technologie wird jetzt für den Autobahneinsatz weiterentwickelt: Die Radarsensoren, angebracht auf Schutzplanken oder Leitpfosten, an Masten entlang der Autobahn oder auf Schilderbrücken, haben den Überblick über den Verkehr und helfen, ihn flüssiger und sicherer zu gestalten. So könnten sie bald dazu beitragen, die Verkehrssicherheit zu erhöhen, indem sie etwa vor Stauenden warnen, vor Wildwechsel oder Falschfahrern – oder schlicht die Fahrbahnauslastung registrieren. Das Projekt startet jedoch damit, zu beobachten, ob der Standstreifen belegt ist oder nicht, und die Informationen an die Leitzentrale und an Fahrzeuge zu senden. Blockiert ein Fahrzeug oder ein Gegenstand den Seitenstreifen, erfährt das sofort die Verkehrszentrale, die dann entsprechende Maßnahmen einleitet. Die Technologie kann aber auch helfen, im Falle sehr dichten Verkehrs rechterhand eine weitere Spur anzubieten – das geschieht auf der A9 zwischen München und Nürnberg bereits heute mittels Lichtsignalen an Brücken.

Die Radartechnik könnte bald die Verkehrssicherheit erhöhen, indem sie etwa vor Stauenden, Wildwechsel oder Falschfahrern warnt.
Marcus Zwick, verantwortlich für den Inkubator der Siemens Division Mobility.

Die Radarsensoren ermöglichen es aber auch, auf dem Seitenstreifen in seltenen Gefahrensituationen ohne Zeitverzögerung eine Nothaltebucht anzubieten. Schwächelt unerwartet die Sensorik im Auto, sodass das Fahrzeug mit einem Mal „blind“ fahren muss, können die Radarsensoren einen sicheren Abstellplatz ausmachen und das Fahrzeug ohne Zwangsbremsung in Ruhe dorthin geleiten. Durch ein weiteres Signal halten die Sensoren gleichzeitig die nachfolgenden Fahrzeuge auf erhöhtem Sicherheitsabstand. Und das hilft selbstredend dem Verkehrsfluss.

Freilich, Fahrzeuge sind mittlerweile ausreichend mit Sensorik ausgestattet. „Die Intelligenz wird zukünftig im Gesamtsystem liegen“, erklärt Marcus Zwick, verantwortlich für den Inkubator der Siemens Division Mobility. Die intelligente Fusion der Fahrzeug- und Infrastruktur-Daten ermöglicht das „Vorhersehen“ von Situationen und das rechtzeitige Eingreifen: Staus oder sicherheitskritische Situationen werden vermieden, noch bevor sie entstehen. Die wie Perlen an einer Schnur entlang der Autobahn aufgereihten Radarsensoren verfügen jedoch noch über weitere Vorteile. So lassen sie sich problemlos an vorhandenen Leitplanken, Masten oder Schilderbrücken installieren. Das Radarsystem arbeitet ohne Bildaufnahmen – die Persönlichkeitsrechte der Verkehrsteilnehmer bleiben somit gewahrt. Außerdem funktionieren die Radarsensoren ungeachtet der Witterungsverhältnisse wie Nebel, Starkregen oder Schnee. Schließlich stellen Siemens und Infineon die bei dem Testversuch gewonnenen Daten als Open Source zur Verfügung. „So können kreative Köpfe aus Automobilwirtschaft, Digitalwirtschaft und Forschungseinrichtungen sie nutzen“, sagt Zwick, „um weitere innovative Mobilitätslösungen zu entwickeln.“

Hubertus Breuer
Picture credits: von oben: 1.-4. Bild picture alliance / dpa