Verkehrssicherheit: EU-Projekt Timon vernetzt Fußgänger, Autofahrer und Radler
"Achtung, eine Gruppe Kinder nähert sich der Fahrbahn" oder: "Vorsicht, in der Straße, in die du abbiegst, kommt ein Lkw entgegen." Solche Warnungen erhalten demnächst Autofahrer, Fußgänger und Radler in der slowenischen Hauptstadt Ljubljana auf ihr Smartphone oder auf ein Display im Fahrzeug.
Die Idee des Projekts Timon ist die Vernetzung aller Verkehrsteilnehmer. Ihre Position wird erfasst und, falls nötig, an andere Verkehrsteilnehmer übertragen. Ein Ziel der Vernetzung ist es, Staus zu vermeiden und den Verkehr besser fließen zu lassen. Vor allem aber sollen durch die Warnmeldungen Unfälle verhindert werden.
Timon ist ein europäisches Projekt
Timon steht für Enhanced Real Time Services for Optimized Multimodal Mobility Relying on Cooperative Networks and Open Data(öffnet im neuen Fenster) : Das ist ein europäisches Projekt, an dem zehn Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus sieben europäischen Staaten(öffnet im neuen Fenster) beteiligt sind. Aus Deutschland ist das Fraunhofer-Institut für Eingebettete Systeme und Kommunikationstechnik(öffnet im neuen Fenster) (ESK) in München dabei.
Die Vernetzung von Fahrzeugen ist nichts Neues: Viele Hersteller statten etwa ihre Autos mit Mobilfunk aus, um Daten zu bekommen. Auf der Bundesautobahn A9 werden verschiedene Systeme für die Vernetzung von Fahrzeugen getestet . Dabei sollen die Fahrzeuge untereinander (Car-to-Car, C2C, oder Vehicle-to-Vehicle, V2V) sowie mit der Infrastruktur (Car- oder Vehicle-to-Infrastructure, C2I oder V2I, übergreifend: Car- oder Vehicle-to-X, C2X, V2X) kommunizieren.
Fußgänger und Radfahrer sind gefährdet
Timon integriert zusätzlich noch Radfahrer und Fußgänger: Sie werden bei vielen Konzepten für den vernetzen Verkehr laut Fraunhofer ESK nur marginal berücksichtigt. Sie gelten aber als besonders gefährdet – Fußgänger und Zweiradfahrer werden auch als Vulnerable Road Users (etwa: verletzliche Straßennutzer, kurz: VRU) bezeichnet.
Timon will Radfahrern sichere Fahrt ermöglichen: Sie bekommen bei der Routenplanung Stecken vorgeschlagen, die wenig befahren, sicherer und angenehmer sind. Zudem sollen Autofahrer gewarnt werden, wenn Radfahrer oder Fußgänger ihren Weg kreuzen könnten.
Dafür müssen Autofahrer, Radfahrer und Fußgänger voneinander wissen.
Alle werden vernetzt
Das geht, indem die Verkehrsteilnehmer ihre Position und Route den anderen mitteilen. Sie brauchen also ein Gerät, mit dem sie ihre Position bestimmen und Daten übertragen können: das Smartphone. Autos werden mit einem Tablet sowie mit WLAN ausgestattet.
Die Kommunikation sei eine der technischen Herausforderungen für Timon, sagte Karsten Roscher Golem.de. Roscher ist wissenschaftlicher Mitarbeiter im Forschungsbereich Kommunikationstechnologien und -architekturen am Fraunhofer ESK. Die Schwierigkeit sei, dass verschiedene Kommunikationstechniken genutzt würden.
Autos kommunizieren spontan
Die Autos vernetzen sich untereinander mit einem speziellen Standard für die Fahrzeugkommunikation mit der Bezeichnung 802.11p oder ITS-G5(öffnet im neuen Fenster) . Dieser Standard beruht auf spontaner Kommunikation: Knoten, die sich in Reichweite befinden, finden sich und kommunizieren miteinander. Der Standard funkt auf einer Frequenz um 5,9 Gigahertz. Für das Projekt werden sogenannte Roadside Units(öffnet im neuen Fenster) (RSU) an einigen Ampeln angebracht, die als Relaisstationen fungieren.
Radfahrer und Fußgänger sind mit Timon über ihr Smartphone, also per Mobilfunk verbunden. Auch viele Autos sind inzwischen damit ausgestattet. Eine relativ statische Struktur wie ein Mobilfunknetz mit einem System ohne eine Struktur zu vernetzen, sei nicht ganz einfach, sagt Roscher. Die Fraunhofer-Forscher haben eine offene Kommunikationsplattform entwickelt, über die eine solche hybride Kommunikation möglich ist.
VW stattet den Golf künftig mit WLAN aus
Vorteil dieser Lösung: Über Timon können alle Fahrzeuge kommunizieren, die mit ITS-G5 ausgestattet sind – VW plant das beispielsweise für den nächsten Golf , der 2019 auf den Markt kommen soll. Fährt ein solches Fahrzeug nach Ljubljana, erhält der Fahrer über WLAN die Timon-Meldungen, auch wenn das Fahrzeug gar nicht zu dem Projekt gehört.
Neben der Kommunikationsinfrastruktur ist für Timon eine genaue Lokalisierung entscheidend. In erster Linie wird dafür das Satellitennavigationssystem Global Positioning System (GPS) eingesetzt. Allerdings reicht das System laut Roscher nicht für eine spurgenaue Lokalisierung aus. Die hochgenaue Eigenpositionierung gehöre deshalb zu einem der Forschungsschwerpunkte des Projekts. Über Zusatzdaten, die die verschiedenen Teilnehmer untereinander austauschen, sollen sich die Ungenauigkeiten korrigieren lassen.
Standortbestimmung und die Kommunikation sollen ermöglichen, nützliche Dienste für die Verkehrsteilnehmer in Ljubljana anzubieten.
Warnung vor Gefahren und Stauvorhersage
Das seien "viele Brot-und-Butter-Anwendungsfälle" , sagt Roscher, etwa: Ein Auto bleibt mit einem technischen Defekt liegen und informiert dann die nachfolgenden, dass sie vorsichtig fahren sollten.
Eine andere wichtige Anwendung wird die Warnung vor Fußgängern: Wenn sich eine größere Gruppe Fußgänger oder spielende Kinder schnell in Richtung einer Straße bewegen, dann sollen Autofahrer in der Umgebung eine Warnung bekommen. Wie weit das gehen könne, etwa ob ein Autofahrer eine Warnung erhalte, wenn ihm auf seiner Spur ein Fahrzeug entgegenkomme, müsse der Test zeigen, sagt Roscher. "Für ein Produktivsystem ist die Herausforderung abzustimmen, wie viel Informationen man dem Fahrer zumuten kann, ohne ihn zu überfordern."
Fahrzeugdaten werden ausgewertet
Außer vor Gefahrensituationen zu warnen, soll Timon auch Staus vorhersagen. In das System werden neben den Daten der Verkehrsteilnehmer weitere Informationen eingespeist: Das können Verkehrsmeldungen sein, Daten aus Infrastruktursensoren über die aktuelle Verkehrsdichte oder Wetterdaten. Diese Daten werden dazu genutzt, um Vorhersagen über das Verkehrsaufkommen zu treffen.
Aus aktuellen Positionsdaten, die die Autos an das System senden, und aus den historischen Daten der vergangenen Tage und Wochen soll das System Staus vorhersagen können, noch bevor sie entstehen. Ein Autofahrer soll dadurch vor Antritt der Fahrt seine Route so planen können, dass er Stellen meidet, wo sich ein Stau bilden könnte, bis er dort eintrifft.
Es werden personenbezogene Daten erhoben
Eine wichtige Frage bei solchen Systemen ist der Datenschutz: Von den Teilnehmern werden personenbezogene Daten wie die Position erhoben. Zudem ist es nötig, den Weg der betroffenen Teilnehmer über eine kurze Distanz zu verfolgen, um etwa vorhersagen zu können, ob ein Fußgänger gleich auf die Straße laufe.
Dafür werden die Daten pseudonymisiert. Das bedeutet, jeder Teilnehmer erhält eine Reihe von Pseudonymen, die automatisiert geändert werden. Durch diese regelmäßigen Identitätswechsel soll es unmöglich sein, eine einzelne Person über eine längere Zeit zu verfolgen.
Der Verkehr soll sicherer werden
Ziel des Projekts ist es in erster Linie, den Verkehrsfluss zu gewährleisten sowie die Verkehrssicherheit zu verbessern. Timon gehört zum europäischen Aktionsprogramm Vision Zero(öffnet im neuen Fenster) . Es soll den Straßenverkehr so gestalten, dass keine Verkehrsteilnehmer schwer verletzt oder getötet werden.
"Das Ganze ist aber auch schon eine Vorarbeit für automatisiert fahrende Fahrzeuge" , sagt Roscher. "Wenn Menschen Auto fahren, läuft vieles über nonverbale Kommunikation ab: Ich schaue, ob mich der andere sieht, und wenn ja, kann ich mich mit ihm verständigen und in die Kreuzung hineinfahren." Das funktioniere bei automatisiert fahrenden Fahrzeugen nicht.
Feldtest in Ljubljana
"Für eine effiziente Verkehrsnutzung ist es erforderlich, dass man sich vorher abstimmt" , sagt Karsten Roscher vom Fraunhofer ESK. Das könne ein System wie Timon ermöglichen. Erst einmal wollen die Beteiligten aber prüfen, ob das Konzept so aufgeht, wie sie es sich vorstellen. Im Frühjahr kommenden Jahres soll der Feldtest in Ljubljana starten.
Bleibt die Frage, ob in einem Projekt für Verkehrssicherheit das Smartphone das richtige Gerät ist. Wegen der Gefahren durch Tippen beim Gehen hat etwa Honolulu kürzlich Fußgängern die Smartphone-Nutzung untersagt .
Das Smartphone ist verbreitet
Das Smartphone biete sich an, weil die Geräte weit verbreitet seien, sagt Roscher. "Die Akzeptanz in der Praxis, noch ein zusätzliches Gerät anzuschaffen, ist überschaubar, insbesondere wenn es noch kein Ökosystem gibt, wo sich das Gerät integrieren kann." Das hätten Projekte gezeigt , bei denen Fußgänger mit zusätzlichen Transpondern ausgestattet wurden, die mit dem Auto kommunizierten.
Die Fußgänger könnten künftig aber auch andere Geräte nutzen, etwa eine Smartwatch, die als Warnung vibriere, sagt Roscher. "Beim Fußgänger sehe ich persönlich auch eher, dass das Smartphone in der Tasche verschwindet und man eigentlich lieber die Autofahrer vor den Fußgängern warnt als die Fußgänger vor den Autofahrern."