Wenn Autos miteinander sprechen

Obwohl moderne Autos hohe Sicherheitsstandards erfüllen, sterben jedes Jahr in Deutschland immer noch fast 5.000 Menschen bei Verkehrsunfällen und über 400 000 werden verletzt.

Um diese Zahlen weiter zu verringern, arbeiten Forscher der Fraunhofer-Einrichtung für Systeme der Kommunikationstechnik ESK in München an innovativen Konzepten für die Car-to-X-Kommunikation (kurz C2X genannt): Durch die Vernetzung von Fahrzeugen untereinander und mit der Infrastruktur können Softwaresysteme den Fahrer stets über den aktuellen Zustand von Verkehr und Straße informieren und ihn so bei seinen Entscheidungen unterstützen.

Zu diesem Zweck haben die ESK-Forscher ein C2X-System entwickelt, das die Kommunikation zwischen einer elektronischen Einheit im Fahrzeug und der Außenwelt ermöglicht und strukturiert. »Das System beruht auf einem speziell für Fahrzeuge entwickelten WLAN in Kombination mit GPS«, sagt Josef Jiru, der Projektleiter. »Position und Sensordaten des Fahrzeugs über Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Rutschen können an entsprechende drahtlose Kommunikationsknoten am Straßenrand, die Roadside Units (RSUs), gemeldet werden.« Im Gegenzug erhalten die Fahrzeuge von den RSUs aktuelle Informationen über den Straßenzustand vor ihnen, über eventuelle Unfälle und Staus oder über die optimale Geschwindigkeit, um auf der »grünen Welle« mitzuschwimmen.

Es geht um drei Arten von Nachrichten:

• Erstens um periodische, standardisierte Meldungen, die jedes Auto bis zu zehnmal pro Sekunde an andere Autos und an die RSUs abgibt. Es handelt sich dabei um die Position, die Fahrtrichtung, Geschwindigkeit und Ähnliches. Dadurch können sich die RSUs und die Geräte an Bord an besonders gefährdeten Stellen wie Autobahneinfahrten ein Bild von der Situation machen und vor möglichen Gefahrsituationen die betroffenen Fahrer rechtzeitig warnen.

• Zweitens geht es um eventbasierte Nachrichten, also etwa um den Hinweis auf einen Unfall, in den ein Pkw selbst verwickelt ist oder den die RSU erkennt, da

mehrere Fahrzeuge gleichzeitig schnell abbremsen. Auch Staus werden so erfasst, weil viele Autos stehen, oder rutschige Straßen, wenn das ESP – das Elektronische Stabilitäts-Programm – in den Fahrzeugen anspringt. Damit das C2X-System nicht zusammenbricht, wenn viele Fahrzeuge von einem solchen Ereignis betroffen sind, erforschen die Experten Methoden zur »kontextsensitiven Aggregation« der Nachrichten. Das bedeutet, dass verschiedene Nachrichten gleichen Typs zusammengefasst und nach ihrer Relevanz gefiltert werden. So lassen sich beispielsweise Meldungen über weiter entfernte Ereignisse blocken, um die Netze nicht zu überlasten.

• Drittens geht es um Applikationsnachrichten. Dabei handelt es sich beispielsweise um Informationen über Ampelphasen, die Fahrzeuge untereinander austauschen können, überhaupt um Verkehrsnachrichten. RSUs können auch Daten aus weiteren Quellen wie Rundfunk und Verkehrszentrale beziehen.

Zur Minimalkonfiguration des C2X-Systems werden bei Bedarf weitere Anwendungen und ihre zugehörige Software geladen. So lassen sich die Ressourcen der Geräte schonen. Die Fahrer und RSUs können gezielt Dienste anfragen und ihrerseits auch anbieten, wie auf der Messe embedded world gezeigt wird.

Damit alle Hersteller solche Systeme nutzen können, müssen die Kommunikationsprotokolle standardisiert werden. Die Fraunhofer ESK wirkt als Mitglied im CAR 2 CAR Communication Consortium an diesem Prozess mit.