12.05.2016 Virtuelles Warndreieck im Straßenverkehr

Entwicklung der Car-to-X-Kommunikation

Von: Kathrin Zieblo

Interview mit Steffen Lang, Product Management, Hirschmann Car Communication GmbH, über die Entwicklung der Car-to-X-Kommunikation

Steffen Lang, Hirschmann Car Communication

„Die korrekte und vollständige Erfassung der Umwelt ist der Schlüssel zum Autonomen Fahren“, berichtet Steffen Lang.

Herr Lang, wann begegnen wir dem ersten „Connected Car“ auf der Straße?
Steffen Lang:
Die ersten vernetzten Autos sind schon auf der Straße unterwegs, jedoch mit herstellereigenen Lösungen. Flottenfahrzeuge von z.B. Mercedes-Benz sind bereits vernetzt, kommunizieren über das Mobilfunknetz und melden sich gegenseitig Situationen im Straßenverkehr. Diese Kommunikationstechnologie bringt aber erst dann Nutzen, wenn möglichst viele Fahrzeuge daran teilnehmen. Ich vermute, dass frühestens 2020 die ersten Serienautos hersteller-übergreifend mit Car-to-X-Kommunikation ausgestattet sein werden. Die Einführung in der breiten Masse wird sich dann zwischen 2020 und 2025 abspielen. Wenn etwa zehn bis 20 Prozent des Fahrzeugbestandes ausgerüstet sind, können wir von einer technisch sinnvollen Marktdurchdringung sprechen.

Zumeist ist von den Vorteilen des vernetzten Fahrzeugs die Rede. Doch wo sehen Sie Bedenken?
Lang:
Die meisten Bedenken werden von den Datenschützern geäußert, was ich persönlich verstehen kann. Durch die Vernetzung kann man theoretisch alle Bewegungen des Autos protokollieren und später nachvollziehen. Ein ebenso schreckliches wie technisch machbares Szenario ist, dass bei Geschwindigkeitsüberschreitung der Strafzettel automatisch erzeugt und per E-Mail versendet wird. Deshalb wird Wert auf die Anonymität bei Car-to-X-Kommunikation gelegt. Die Transparenz kann aber auch Vorteile bieten: Ein defensiver Fahrer kann damit sein Fahrverhalten belegen und weniger Versicherungsprämie bezahlen. Es muss allerdings gewährleistet sein, dass nur berechtigte Geräte Nachrichten verschicken. Das System braucht einen Authentifizierungsmechanismus. 

Und welche Vorteile bietet das vernetzte Auto tatsächlich?
Lang:
Das vernetzte Auto – wir sprechen noch nicht vom autonomen Fahren – bringt zwei Vorteile mit sich. Der erste Vorteil liegt im Sicherheitsaspekt: Es gibt heute schon Fahrerassistenzsysteme, die hauptsächlich auf Sensorik beruhen und im Alltag durch mehr Sicherheit unterstützen. Allerdings hat jede Art von Sensortechnologie ihre physikalische Grenze, innerhalb derer sie genutzt wird. So können diese Assistenzsysteme nicht „um die Ecke sehen“ und z.B. auf Gefahren hinter einer Kurve hinweisen. Mit der Car-to-X-Vernetzung ist mehr möglich. Durch die direkte Kommunikation zu Fahrzeugen in unmittelbarer Nähe können sicherheitsrelevante Informationen zeitnah untereinander geteilt werden. Ein Beispiel ist das „virtuelle Warndreieck“, welches man früher sieht als ein normales Warndreieck.

Der zweite Vorteil liegt in der Möglichkeit der Effizienzsteigerung beim Autofahren. Der kontinuierliche Informationsaustausch zwischen allen Verkehrsteilnehmern ermöglicht eine intelligente Verkehrssteuerung, die sowohl zu  geringerem Spritverbrauch als auch zu Zeitersparnissen führt. Hierdurch können z.B. Ampelschaltungen beeinflusst und Staus vermieden werden. Aktuell arbeiten Navigationssysteme autark, d.h. sie leiten alle Verkehrsteilnehmer auf die gleichen Ausweichstrecken um, sodass ein erneuter Stau entsteht. Ein intelligentes, vernetztes System kann Autos auf verschiedene Strecken umleiten.

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Welche Standards sind für eine Car-to-X-Kommunikation geeignet?
Lang:
Der Standard IEEE 802.11p wurde speziell für die Kommunikation von Fahrzeugen untereinander und auch von Fahrzeugen mit ihrer Umgebung entwickelt. Die teilweise hohen Geschwindigkeiten im Straßenverkehr verlangen nach einem System mit minimalsten Verzögerungszeiten. Millisekunden können darüber entscheiden, ob ein Unfall verhindert werden kann oder nicht. Kurze Netzzugangszeiten und eine hohe Verfügbarkeit stehen ganz oben auf der Liste der Anforderungen. Zudem ist eine Authentifizierung notwendig, damit nur berechtigte Geräte Nachrichten senden. Und schließlich muss aus datenschutzrechtlichen Gründen die Anonymität gewährleistet sein. IEEE 802.11p und die zugehörigen Protokolle wurden daraufhin ausgelegt. Wie schon erwähnt, wird von manchen Automobilherstellern das Mobilfunknetz für die Car-to-X-Kommunikation innerhalb der eigenen Flotte genutzt. Über Backend-Server erfolgt die Übermittlung der Nachrichten an die betroffenen Fahrzeuge. Das kostet Zeit. Für zeitkritische Anwendungen sind diese Systeme nicht geeignet.

Allerdings gibt es hierzulande Feldversuche, die weiterhin auf das Mobilfunknetz setzen, aber eine geringere Latenzzeit aufzeigen. Ende 2015 wurde ein solches System von Verkehrsminister Dobrindt vorgestellt. Dabei wurde für die Ende-zu-Ende-Kommunikation zwischen zwei Fahrzeugen eine Verzögerung von nur 20 Millisekunden gemessen. Möglich wurde dies durch ein direktes Routing auf den LTE-Basisstationen. Der Charme dieser Lösung liegt darin, dass bestehende Technik wiederverwendet werden kann. Für IEEE 802.11p sind Neuentwicklungen bei den Chips notwendig. Und das ist kostspielig. Es ist noch keine Entscheidung gefallen, welches System für die Car-to-X-Kommunikation verwendet wird. Das automatische Notrufsystem „E-Call“ ist hier weiter. Das EU-Parlament hat die verpflichtende Einführung ab 2018 beschlossen. Das schafft klare Verhältnisse, die wir bei Car-to-X noch nicht haben. Eines wird jedoch deutlich: Es muss einen einheitlichen Standard geben, damit die Autofahrer davon profitieren. Herstellereigene Lösungen werden aussterben.

Vor welchen Herausforderungen stehen Fahrzeughersteller und Zulieferer bei der Zusammenarbeit?
Lang:
Die größten Herausforderung ist die Frage nach dem Standard, der sich langfristig durchsetzen wird, und dem damit verbundenen Stückzahlszenario. Hier schaut man auch auf die Gesetzgeber, die in beiden Fällen Klarheit schaffen können. Car-to-X-Kommunikation kostet zunächst Geld und der Autokäufer wird dafür aufkommen müssen. Die Automobilhersteller können die Funktion optional anbieten, aber wie viele werden es bestellen? Dementsprechend schwer ist es, ein Geschäftsmodell sowohl auf Seiten der Automobilhersteller als auch auf Seiten der Automobilzulieferer zu vertreten. Dies erschwert gemeinsame Gespräche über die Zukunft der Technologie. Hinzu kommt, dass die ersten Autos es nicht leicht haben, denn das Feature ist nicht erlebbar, wenn es keine anderen Autos oder Infrastrukturelemente gibt, die diese Technologie unterstützen. Car-to-X lebt von der Applikationsrate. Das ist der Unterschied zum E-Call-System, das einsetzbar ist, ohne dass auch nur ein anderes Auto ein solches System hat.

Wie sehen Sie die Entwicklung hin zum autonomen Fahren? Welche Hürden sind noch zu bewältigen?
Lang:
Autonomes Fahren ist ein Beispiel aus der typischen Datenverarbeitung, dem Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe-Prinzip. Am Ende steht die Ausgabe in Form von Aktionen wie Beschleunigen, Bremsen oder Lenken. Wir als Kommunikationsexperten sind in der Lage, die erste Aufgabe, also die Eingabe von Informationen in das System, zu unterstützen. Genauso wie der Mensch mit allen Sinnen gefordert ist, muss auch ein automatisiertes System aufmerksam sein. Die korrekte und vollständige Erfassung der Umwelt ist der Schlüssel zum autonomen Fahren.

Die Sensorik ist heute schon sehr fortgeschritten. Aber es gibt Situationen, in denen Grenzen erreicht werden. Für Umgebungen, z.B. eine wenig befahrene Autobahn, reicht die reine Sensorik vermutlich aus. Mit Car-to-X wird der Spieß herumgedreht: Anstatt zu versuchen die Umwelt zu erkennen, teilt diese aktiv mit, wie sie aussieht und was gerade passiert. Für das autonome Fahren sehe ich langfristig beide Informationsquellen parallel im Einsatz: Sensorik und Car-to-X.

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