Permanente Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation für das automatisierte Fahren

Stuttgart – Eine tragende Säule automatisierter Fahrfunktionen ist der sichere Datenaustausch der Verkehrsteilnehmer untereinander. Mithilfe der zusätzlichen Informationen können die Automatisierungssysteme ihre Fahrmanöver besser an die aktuelle Verkehrssituation anpassen, als das ausschließlich mit der bordeigenen Sensorik möglich wäre. Wie der Informationsfluss der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation stabil und sicher erfolgen kann, haben Bosch, Escrypt, Kapsch, Nokia und Deutsche Telekom in den vergangenen dreieinhalb Jahren im europäischen Innovationsprojekt CONCORDA untersucht. Der Konsortialführer war Ertico - ITS Europe, eine öffentlich-private Partnerschaft zur Entwicklung und Einführung intelligenter Verkehrssysteme. Dabei ging es vor allem um geeignete Wege, einen permanenten Datentransport zwischen den Verkehrsteilnehmern im Umfeld des eigenen Fahrzeugs zu gewährleisten. Bisherige Forschungen konzentrierten sich zumeist nur auf vereinzelte Warnmeldungen, die bei drohenden Gefahren sporadisch ausgesendet wurden. Aus dem nun verfolgten Ansatz resultieren besonders hohe Anforderungen an die Absicherung des Kommunikationsnetzwerks gegenüber unerlaubten Zugriffen. Unabhängig von der Netzqualität muss zudem jederzeit, zum Beispiel auch bei Tunnelfahrten, ein schneller und stabiler Datenaustausch zwischen den Verkehrsteilnehmern gewährleistet sein. Ziel der Untersuchungen war daher festzustellen, welche Vorteile verschiedene Kommunikationstechniken für eine kontinuierliche und sichere Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Datenübertragung bieten.

Testobjekte des CONCORDA-Projekts waren Lkw, die in einer Kolonne auf öffentlichen Autobahnabschnitten fuhren. Dabei tauschten sie sicherheitsrelevante Daten wie Beschleunigungs- oder Verzögerungswerte aus. Die Tests umfassten drei Arten der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation: erstens die direkte WLAN basierte Kommunikation (ITS-G5), zweitens die ebenfalls direkte mobilfunkbasierte Kommunikation (LTE-V2X PC5) und drittens eine indirekte Kommunikation über das Mobilfunknetz (LTE). Dabei wurden die Signale eines Lkws über das LTE-Netz zunächst an einen Server in der Edge Cloud des Mobilfunknetzes und von dort an die anderen Testfahrzeuge geleitet.

Wie die Versuche zeigten, erfüllen alle getesteten Systeme mehr als ausreichend hohe Standards in Bezug auf die Informationssicherheit. Die beiden direkten Kommunikationswege eignen sich durch ihre hohe Übertragungsgeschwindigkeit und geringe Latenzzeit sehr gut für den Einsatz in einem Radius bis 500 Meter um das Fahrzeug, etwa um die Assistenzsysteme unmittelbar auf plötzliche Gefahren wie eine Notbremsung vorzubereiten. Im weiteren Umkreis bis 3000 Meter bietet die indirekte Kommunikation über die Mobile Edge Cloud Vorteile. Durch eine Verknüpfung der eigenen Daten mit denen anderer Verkehrs-teilnehmer oder der Infrastruktur lassen sich damit weitergehende Funktionen im Bereich des automatisierten Fahrens umsetzen. Bereits heute haben die meisten neuzugelassenen Lkw eine LTE-Einheit an Bord. Erweitert um den direkten, sicheren Kommunikationsweg kann die parallele Nutzung beider Techniken das beste Resultat im Hinblick auf eine stabile permanente Datenübertragung liefern.

Die Ergebnisse des Innovationsprojekts fließen bei den Projektpartnern in die weitere Entwicklung automatisierter Fahrfunktionen und Kommunikations-technogien für Lkw und Pkw ein, die den Straßenverkehr der Zukunft noch sicherer, effizienter und komfortabler machen werden.