Das Platooning rückt einen kleinen Schritt näher
Technologien für automatisierte und vernetzte Fahrzeuge kommt allmählich eine wichtigere Rolle in neueren Fahrzeugen zu. Es besteht kein Zweifel daran, dass die digitale Vernetzung zwischen Fahrzeugen sowie zwischen Fahrzeugen und Transportinfrastruktur die Mobilität wie auch das Leben in der Stadt wesentlich beeinflussen wird. Eine vielversprechende Möglichkeit zur Verbesserung der Verkehrseffizienz stellt die Formation dynamischer Platoons als Gruppe kooperativer automatisierter Fahrzeuge in der Stadt und insbesondere an Kreuzungen mit Ampeln dar. Hier wird der positivste Effekt erwartet. Eine effektive Platoon-Verwaltung einschließlich der Berechnung der Richtgeschwindigkeit, basierend auf der Ampelphase sowie zeitlicher Informationen erlaubt es einem Platoon, eine Kreuzung mit größtmöglicher Effizienz zu durchfahren. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts MAVEN fand eine Konzipierung mehrerer möglicher Wege für die Realisierung dieser Technologie statt. Es entstanden neuartige Lösungsvorschläge für die Steuerung automatisierter Fahrzeuge im städtischen Raum mit markierten Kreuzungen und unterschiedlichen Verkehrsteilnehmern. „Bei der Arbeit im Projekt standen die Entwicklung von Algorithmen für die Organisation des Flusses von durch Infrastruktur unterstützten Fahrzeugen und die Strukturierung des Verhandlungsprozesses zwischen Fahrzeugen und der straßenseitigen Infrastruktur im Mittelpunkt“, erklärt der leitende Forscher Robbin Blokpoel. Innovative Anwendungen Bei der allmählichen Integration automatisierter Fahrzeuge in einen Verkehrsfluss mit unterschiedlichen Teilnehmern ist zum Erreichen der notwendigen Sicherheits- und Effizienzlevel sorgfältiges Management erforderlich. Informations- und Kommunikationstechnologien, die Fahrzeuge direkt mit ihrer physischen Umgebung verbinden, werden ein hervorragendes Hilfsmittel in dieser Übergangsperiode darstellen. Die Forscher von MAVEN arbeiteten an einem Ausbau vorhandener Kommunikationsstandards, um die Umsetzung der neu entwickelten Konzepte für Sicherheit und Effizienz zu ermöglichen. Ein ausgezeichnetes Beispiel für ein kooperatives intelligentes Verkehrssystem ist der Dienst, der die optimale Geschwindigkeit für eine grüne Welle berechnet, genannt GLOSA (green light optimal speed advisory). Dieses wird nun mit einem bidirektionalen Verhandlungsprozess kombiniert, damit beide Seiten vorteilhafte aktuelle Informationen zu den Ampelzuständen erhalten. Die Fahrzeuge „sprechen“ mit den Ampeln und geben dabei verschiedene Einzelheiten zur Fahrt an, was die Schätzung der Länge der Schlange an Kreuzungen genauer macht. Eine Fusion dieser Daten stellt ein zwar wichtiges, aber dennoch selten modelliertes oder quantifiziertes Phänomen in Verkehrsflüssen mit unterschiedlichen Teilnehmern dar und ist für die Funktionalität von GLOSA wesentlich, nur so ist eine hohe Effizienz bei der Überwachung des Verkehrs realisierbar. In der Folge könnten genauere GLOSA-Anweisungen inklusive Hinweisen zur geeignetsten Fahrspur zurück an die Fahrzeuge gesendet werden. Ein weiterer Schwerpunkt von MAVEN lag auf der Entwicklung eines Algorithmus für intelligente und effiziente Ampelüberwachung. „Entscheidend ist es, die Balance zwischen flexibler Reaktion zugunsten maximaler Verkehrseffizienz und Vorhersagbarkeit für Dienste für vernetzte und automatisierte Fahrzeuge wie GLOSA zu finden – bei MAVEN konnten neue Algorithmen gefunden werden, die das Beste aus beiden Welten kombinieren“, erklärt Blokpoel. Zusätzlich hat das Projektteam neuartige Techniken für die Berechnung von Routen innerhalb eines räumlich begrenzten Gebietes entwickelt, die dabei helfen, optimale Routen zu finden. Dazu werden kurzfristige Prognosen herangezogen, die auf der zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur ausgetauschten Information über die Situation an Ort und Stelle basieren. Ein zentrales Anliegen von MAVEN ist der Schutz schwächerer Verkehrsteilnehmer wie auch von Fahrern automatisierter Fahrzeuge. Das Projektteam konzipierte neue Funktionen für Fahrerassistenzsysteme, die das Risiko von Kollisionen mit Radfahrern oder Gegenständen verringern und sicher mit Fahrzeugen interagieren, die von einem menschlichen Fahrer gesteuert werden und sich im Einflussbereich eines Platoons befinden. Zwar ist die Einflussanalyse von MAVEN zurzeit noch nicht abgeschlossen, dennoch können die Forscher schon festhalten, dass dank der kombinierten innovativen Anwendungen ein Anhalten an Kreuzungen vollständig entfallen könnte, woraus sich eine Reduktion der CO2-Emissionen um 80 Tonnen pro Jahr an jeder Kreuzung ergäbe. Grundlagentechnologien Erst mit Daten aus hochauflösenden Karten wird hochautomatisiertes Fahren möglich. Die Forscher stellten fest, dass Straßenkreuzungen als „Korridor“ dargestellt werden müssen – also als ein Paar virtueller Begrenzungslinien, das die Markierungen der in die Kreuzung hineinführenden Fahrbahn mit den Markierungen der Fahrbahn, die wieder hinausführt, verbindet. Dadurch sollte vermieden werden können, dass Fahrzeuge beim Abbiegen an Kreuzungen in Konfliktzonen gelangen. Der bei MAVEN erstellte neue Fahrplan für die Einführung der Automatisierung von Fahrzeug und Straße soll Straßenverkehrsbehörden schließlich dabei Hilfestellung geben, Änderungen bezüglich ihrer Rolle und die Aufgaben von Verkehrsleitsystemen besser zu verstehen.
Schlüsselbegriffe
MAVEN, GLOSA (green light optimal speed advisory), automatisiertes Fahrzeug, Platoon (elektronisches Verkoppeln von Fahrzeugen), Routenplanung, Verkehrsleitsystem
