Autonomes Verkehrswarnsystem mit Car2X-Kommunikation

Von den 2,36 Millionen Verkehrsunfällen in Deutschland im Jahr 2011 haben Unfälle an Stauenden und durch zu geringen Abstand die meisten Verletzten gefordert. Herkömmliche Streckenbeeinflussungs-Anlagen können vor plötzlichen Gefahrensituationen nur unzureichend warnen, da sie in der Regel ein bis zwei Kilometer auseinander stehen. Zwischen den Anlagen ist der Autofahrer ausschließlich auf seine eigene Wahrnehmung der Situation angewiesen.

Das Fraunhofer ESK entwickelt zusammen mit Ruetz Technologies und TRANSVER eine autonome Verkehrswarn- und Informationsplattform, die kritische Ereignisse schneller erkennen und durch eine feinere Granularität örtlich präzise warnen kann.

Ortsgenaues Erkennen und rechtzeitiges Warnen vor Gefahrensituationen

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Das Verkehrswarnsystem informiert nachfolgende Fahrzeuge über einen Unfall.

Sensoren und Road Side Units erkennen die Verkehrssituation

Die Kombination verschiedener Sensorik ermöglicht ein deutlich schnelleres und zuverlässigeres Erkennen kritischer Ereignisse auf Schnellstraßen durch autonome Stationen am Straßenrand, so genannte Road Side Units (RSU). Dazu nutzen die ESK-Forscher sowohl stationäre Sensoren wie Radar oder Messschleifen, als auch von Fahrzeugen kommunizierte Informationen.

Das System analysiert die Daten und erkennt so, ob eine Gefahrensituation vorliegt, zum Beispiel schnelles Auffahren auf eine Unfallstelle oder ein Stauende, Warnung vor Hindernis auf der Fahrbahn oder Warnung vor schlechter Sicht. Bei Gefahr werden die Fahrer ortsgenau gewarnt: einerseits durch gelb blinkende Warnleuchten am Straßenrand, andererseits direkt durch Car2X-Kommunikation.

Die gewonnenen Daten müssen in Echtzeit weiterverarbeitet werden. Hauptaufgabe ist die Fusion der aus verschiedenen Quellen stammenden Daten zur Erstellung einer konsistenten Gesamtsicht auf die Verkehrslage. Die Daten werden auf ihre Qualität bewertet, abhängig von der aktuellen Netzlast und den Anforderungen an den Anwendungsfall aggregiert und anschließend weitergeleitet. Der modulare Aufbau des Systems ermöglicht den transparenten Einsatz verschiedener Sensortechnologien.

Von der Sensormessung zur Warnleuchte

Die Verkehrsdaten, etwa Einzelfahrzeugdaten wie Position und Geschwindigkeit, werden von den Infrastruktursensoren und mittels Car2X-Kommunikation in einem engen Raster erfasst, bei Bedarf fusioniert und drahtlos über die RSUs weiter an eine übergeordnete Kontrolleinheit (Unterzentrale) übertragen. Diese berechnet aus den gesammelten Informationen in Echtzeit die aktuelle räumliche Verkehrslage. Falls eine Störung und hierdurch eine Gefahrensituation für den nachfolgenden Verkehr vorliegt, alarmieren Warnleuchten die Fahrer gezielt vor der Gefahrenstelle. Bei entsprechender Ausstattung kann zusätzlich direkt in den Fahrzeugen eine Mitteilung angezeigt werden. Dadurch erreicht man bei den Verkehrsteilnehmern in diesem Abschnitt eine erhöhte Aufmerksamkeit.

Das Fraunhofer ESK erstellt ein heterogenes Vernetzungskonzept für die Kommunikation zwischen Fahrzeugen, Infrastruktur und Unterzentrale, bei der die Daten adaptiv aggregiert werden. Die Konzepte und Verfahren werden in Simulationen validiert und mit eigener Soft- und Hardware auf einer Teststrecke umgesetzt.

Das Projekt wurde durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie gefördert.