Nothalt ade – Intelligente Infrastruktur leitet automatisierte Fahrzeuge durch kritische Situationen

Wenn hoch automatisierte und vernetzte Autos mit einer Situation nicht umgehen können, geben sie die Kontrolle wieder an den Fahrenden zurück. Reagiert der Insasse nicht, hält es sicherheitshalber an. Das kann zum Beispiel in komplizierten Baustellen vorkommen, bei denen die Spurmarkierungen fehlen oder bei Nebel. Halten automatisierte Fahrzeuge mitten im Verkehr plötzlich an, sind Staus oder kritische Situationen vorprogrammiert.

Im EU-Projekt TransAID hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam mit internationalen Partnern aus Industrie und Forschung solche Situationen genau unter die Lupe genommen und Lösungsansätze entwickelt. Im Fokus stehen vor allem Kameras und Kommunikationstechnik an Straßenmasten als unterstützende Infrastruktur. Diese haben oft einen besseren Überblick und versorgen automatisierte Fahrzeuge mit zusätzlichen Informationen. So können diese Autos schwierige Situationen besser meistern.

„Damit automatisiertes und vernetztes Fahren ein Erfolg wird, benötigen wir nicht nur intelligente Fahrzeuge, sondern auch eine perpektivenerweiternde Infrastruktur, die mit den Fahrzeugen kommuniziert. Sie ist ein entscheidender Schlüssel, um viele zukunftsweisende Mobilitätskonzepte überhaupt erst möglich und effizient zu machen“, erklärt Prof. Katharina Seifert, Direktorin des DLR-Instituts für Verkehrssystemtechnik in Braunschweig.

Intelligente Infrastruktur: mehr Infos und Lösungsvorschläge in schwierigen Situationen

Ob an Baustellen, an komplexen Kreuzungen oder bei plötzlich auftretenden Behinderungen wie Unfällen – der Verbund von Kameras und Sensoren kann automatisierten Fahrzeugen Lösungen vorschlagen, wie sie mit schwierigen Situationen umgehen. So können sie beispielsweise den Weg durch Baustellen berechnen oder aktuelles Kartenmaterial bereitstellen, das auch kurzfristige Änderungen in der Verkehrsführung beinhaltet. Falls das dem automatisierten Fahrzeug nicht hilft, kann die intelligente Infrastruktur auch Haltepunkte vorgeben, durch die der restliche Verkehr so wenig wie möglich behindert wird. „Im Projekt haben wir gezeigt, dass die Unterstützung durch Infrastruktur die negativen Effekte auf den nachfolgenden Verkehr drastisch reduziert. Das gilt insbesondere in schwierigen Situationen, die sonst einen Nothalt verursachen würden“, fasst Julian Schindler, Koordinator des Projekts am DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik, zusammen.

Nothalte vermeiden: zunächst in der Simulation, dann im Realverkehr

Im Fokus der Untersuchungen stand zwei Situationen: die Vermeidung der Übergabe der Steuerung vom Fahrzeug an den Insassen und der Nothalt. Diesen führt das Auto durch, wenn der Fahrende nicht oder nicht schnell genug reagiert.

Im ersten Schritt modellierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diese und weitere Situationen am Computer. Virtuell ließen sie dann Fahrzeuge mit unterschiedlichen Fähigkeiten diese Situationen durchfahren und werteten deren Verhalten aus. Sie berücksichtigen dabei auch unterschiedlich hohe Anteile an automatisierten und vernetzten Fahrzeugen: „Wenn von 100 automatisierten Fahrzeugen nur wenige eine Übergabe an den Insassen ausführen und davon wiederum nur wenig komplett anhalten müssen, weil die Übergabe gescheitert ist, verursacht schon das bereits größere Störungen im Verkehrsfluss“, erläutert Julian Schindler. „Wenn in Zukunft immer mehr automatisierte Fahrzeuge auf den Straßen unterwegs sind, werden sich diese Störungen zunehmend negativ auf den Verkehr auswirken.“

Im zweiten Schritt erprobte das Projektteam von TransAID die vielversprechendsten Lösungsansätze zunächst in der Simulation und dann auf Testgeländen, zum Beispiel dem ADAC Fahrsicherheits-Zentrum in Hannover-Laatzen, sowie einer öffentlichen Autobahn in den Niederlanden. Dabei erkannten vorhandene Infrastrukturkomponenten wie Induktionsschleifen und Kameras mögliche Probleme im Straßenverkehr, beispielsweise liegengebliebene Fahrzeuge und Staus. Sie errechneten Lösungen und kommunizierten diese dann an die Versuchsfahrzeuge. Die Fahrzeuge entschieden dann selbst, in welcher Form sie die Empfehlungen berücksichtigen. „Mit diesen Tests haben wir gezeigt, dass die von uns entwickelten Lösungen funktionieren und wirken. Intelligente Infrastruktur kann maßgeblich dazu beitragen, die Sicherheit und Effizienz automatisierter Fahrzeuge weiter zu verbessern, Staus in Zukunft zu reduzieren oder gar nicht erst entstehen zu lassen“, fasst Schindler zusammen.

Die Ergebnisse aus dem Projekt fließen ein in die Standardisierung im Bereich der Kommunikation von automatisierten und vernetzten Fahrzeugen mit der Infrastruktur. Zudem erarbeitete TransAID Richtlinien für Interessengruppen, wie Städte, Zulieferer, Behörden sowie Hersteller von Fahrzeugen und Infrastruktur.

Das Projekt TransAID

Zu den Partnern des DLR im Projekt TransAID gehörten: Peek Traffic, Hyundai Motors Europe Technical Center, Transport & Mobility Leuven, MAP Traffic Management, Universidad Miguel Hernández und Centre for Research and Technology Hellas, Hellenic Institute of Transport.

Das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union hat das Projekt TransAID unter der Fördervereinbarung Nr. 723390 unterstützt.