Vernetztes Fahren: Die Pseudo-Tests auf der Autobahn 9
Was selbst die neuesten Smartphones nicht können, soll demnächst mit Autos möglich sein: eine direkte Kommunikation untereinander über Mobilfunk, ohne eine Basisstation dafür nutzen zu müssen. Der Mobilfunkkonzern Vodafone, der Telekomausrüster Huawei und der Automobilzulieferer Bosch testen derzeit (öffnet im neuen Fenster) den Funkstandard LTE-V2X auf der Autobahn 9. Doch das angebliche "Echtzeit-Warnsystem beim Spurwechsel auf der Autobahn" kann derzeit nicht sinnvoll funktionieren. Auch langfristig hat das Konzept prinzipielle Schwächen.
Politik, Autohersteller und Telekommunikationsfirmen versprechen sich sehr viel von den vernetzten Autos der Zukunft. Durch die direkte Kommunikation untereinander, per WLAN oder Mobilfunk, sollen Unfälle verhindert werden. Die Fahrzeuge sollen sich nahezu in Echtzeit über gefährliche Situationen wie ein Stauende auf der Autobahn informieren. So heißt es in der Pressemitteilung von Bosch: "Nähert sich beim Spurwechsel ein Auto mit hoher Geschwindigkeit von hinten, so dass es zum Unfall kommen kann, erhält der Fahrer eine Warnung." Das klingt auf den ersten Blick überzeugend, doch dafür braucht es eine entscheidende Voraussetzung: Beide Fahrzeuge müssen sehr genau wissen, wo sie sich in diesem Augenblick befinden.
Autos können sich nicht selbst lokalisieren
Anders als bei einer Spurwechselwarnung, die auf einem bordeigenen Sensorsystem basiert, funktioniert dies bei vernetzten Autos nur mit Hilfe einer präzisen Eigenlokalisierung. Gerade auf einer dreispurigen oder bei Bedarf sogar vierspurigen Autobahn wie der A 9 zwischen München und Nürnberg bringt es wenig, wenn ein Auto auf der rechten Fahrbahn davor gewarnt wird, dass sich auf der linken Fahrbahn ein schnelles Fahrzeug nähert. Im Gegenteil. Das dürfte eher die Fahrer verwirren. Damit eine solche Funktion sinnvoll ist, müssen die Autos exakt die Spur und die Höhe auf der Autobahn lokalisieren können.
Ein Sprecher von Bosch räumte auf Anfrage von Golem.de ein, dass dies noch nicht der Fall sei. Bei den ersten Tests werde zunächst eine "relativ grobe Lokalisierung" verwendet. Es solle zunächst getestet werden, ob man mit LTE-V2X überhaupt Nachrichten übermitteln könne. Bei einem möglichen Produkt für den Markt müsse jedoch eine bessere Lokalisierung erzielt werden. Mit anderen Worten: Die Autos könnten sich derzeit genauso gut mitteilen, ob der Fahrer das Radio oder die Sitzheizung einschaltet. Das würde den Testzweck genauso erfüllen.
Nur eine Ergänzung für bordeigene Sensorik
Dabei ist es aber alles andere als trivial, Fahrzeuge genau auf der Fahrbahn zu verorten. Dazu braucht es die entsprechenden Sensorsysteme und eine hochpräzise Karte. Das bedeutet: Fahrzeuge, die dazu in der Lage sind, sollten auch den Verkehr um sich herum mit Sensoren erfassen können. Ohnehin sollte man davon ausgehen, dass hochautomatisierte Autos mit Autobahnpilot nur dann zugelassen werden, wenn sie auf Basis ihrer Sensordaten sicher überholen und die Spur wechseln können. Ein Notbremssystem ist selbstverständlich. Ebenfalls sollten sie in der Lage sein, auf einen unerwartet ausscherenden Vordermann zu reagieren.
Eine solche Warnfunktion über vernetzte Fahrzeuge hängt hingegen von mehreren Voraussetzungen ab: Beide Autos müssen sich präzise lokalisieren können, so dass auf Basis dieser Daten die relative Position untereinander ermittelt werden kann. Zudem müssen sie eine direkte Kommunikation untereinander aufgebaut haben. Selbst wenn beides der Fall ist, ist es sehr kritisch zu sehen, nur auf Grundlage eines einzigen externen Signals in die Längs- und Querführung eines Fahrzeugs einzugreifen. Anders sieht es aus, wenn gleich mehrere Fahrzeuge einen Stau melden sollten.
Nicht umsonst setzen die Hersteller bei ihren Sensorsystemen auf Redundanz und gegenseitige Plausibilitätsprüfung . Auch Bosch räumte ein, dass eine solche Spurwechselwarnung eher als Ergänzung von Assistenzsystemen zu sehen ist, die auf Basis der Fahrzeugsensorik arbeiten. Zudem könne eine solche Information zur zusätzlichen Plausibilisierung dienen.
Großes Bohei um kurze Latenzzeiten
Der einzige Vorteil, der beim vernetzten Fahren wirklich bleibt, ist die größere Reichweite. Der Mitteilung zufolge können die Autos im Umkreis von 320 Metern miteinander kommunizieren. Die Kameras der neuen E-Klasse können nach Angaben von Mercedes-Benz rund 500 Meter weit sehen, während das Fernbereichsradar 250 Meter weit reicht. Bei dem Test auf der A 9 soll zudem das "übergreifende Mobilfunknetz" die Kommunikation unterstützen und deren Koordinierung erleichtern. Dann wären noch größere Reichweiten realisierbar.
Das bedeutet jedoch: Je weiter die Autos voneinander entfernt sind, desto unwichtiger werden die Latenzzeiten der Übertragung. Allerdings wird vor allem bei der Einführung des neuen Mobilfunkstandards 5G immer damit argumentiert, dass die kurzen Latenzzeiten von wenigen Millisekunden für das vernetzte und automatisierte Fahren unentbehrlich seien. Nach Angaben von Autoentwicklern fordert die Industrie derzeit eine Latenzzeit von einer Millisekunde. Bei einer Geschwindigkeit von 130 km/h legt ein Fahrzeug in diesem Zeitraum etwa 3,6 Zentimeter zurück. Die Sensoren wie Kameras und Lidar arbeiten mit Frequenzen von 25 bis 30 Hertz, so dass alle 30 bis 40 Millisekunden die Umgebung neu wahrgenommen wird. Selbst der Regelalgorithmus im Fahrzeug hat Entwicklern zufolge nur eine Frequenz von 100 Hertz. Warum also das ganze Bohei mit schnellen LTE-V, 5G und dem vernetzten Fahren?
WLAN ist kostenlos, LTE wohl nicht
Natürlich wittern Zulieferer ein großes Geschäft, wenn sie alle Fahrzeuge mit den Komponenten ausrüsten können. Mobilfunkprovider wollen daran verdienen, wenn künftig die Autos auf den LTE- oder 5G-Frequenzen funken und ihre Netze nutzen. Vodafone wollte auf Anfrage von Golem.de nicht mitteilen, ob die Nutzung des LTE-Spektrums für die direkte Kommunikation der Fahrzeuge kostenpflichtig sein wird. Die US-Transportbehörde NHTSA gibt der direkten WLAN-Kommunikation zwischen Autos auch deshalb den Vorzug , weil über Mobilfunknetze "hohe Kosten" anfallen können.
Solche Kosten könnten auch entstehen, wenn Geräte der Infrastruktur wie Verkehrszeichen oder Ampeln künftig per LTE oder 5G direkt mit den Autos kommunizieren. Schließlich wollen die Provider nicht umsonst Milliarden für die Frequenzen ausgegeben haben . Der Automobilzulieferer Delphi stellte auf der CES 2017 ein Modul vor, das per WLAN mit der Infrastruktur und mit anderen Fahrzeugen kommuniziert .
Firmen nennen nur wenig Details
Ohnehin halten sich die drei beteiligten Firmen sehr bedeckt, was Details zu den Tests betrifft. So wollen sie vorerst nicht mitteilen, welche Frequenzen bei der direkten Kommunikation genützt würden. Technisch denkbar seien im Prinzip alle LTE-Frequenzen, wozu auch das sogenannte ITS-Band ( Intelligent Transportation System(öffnet im neuen Fenster) ) mit 5,9 Gigahertz zähle, teilte Huawei mit.
Anders als Vodafone hatte der chinesische Ausrüster zudem kein Problem damit, die geplanten Latenzzeiten zu nennen. Diese sollen bei minimal 10 bis 20 Millisekunden liegen. Das wäre für eine Echtzeitkommunikation sicherlich ausreichend. Laut Huawei sollen sich die Autos nicht gegenseitig authentifizieren. Allerdings sei die Verbindung über Sicherungsverfahren geschützt. Wie die Hersteller künftig sicherstellen wollen, dass die Warnung vor einer direkten Vollbremsung tatsächlich vom Vordermann und nicht von einem Sender am Straßenrand kommt, bleibt dabei unklar. Die jüngsten Enthüllungen von Wikileaks, die ein Interesse des US-Geheimdienstes CIA an vernetzten Autos aufdeckten , dürften das Vertrauen in solche Techniken sicher nicht steigern.
Werbeveranstaltung für schnellen Mobilfunk
Vodafone blieb auf Anfrage von Golem.de selbst eine Antwort auf die Frage schuldig, ob der aktuelle Test vom Bundesverkehrsministerium gefördert wird. Aus Wettbewerbsgründen wolle man sich nicht äußern, hieß es. Dem Ministerium zufolge wurde jedoch keine Förderung beantragt. Bosch versucht nach eigenen Angaben, an Fördermittel über das europäische Projekt Concordia zu gelangen(öffnet im neuen Fenster) .
Prinzipiell stellt sich zudem die Frage, warum überhaupt noch auf einen LTE-Standard beim vernetzten Fahren gesetzt wird. Schließlich dürfte es noch Jahre dauern, bis es zu einer halbwegs brauchbaren Durchdringung des Marktes mit vernetzten Autos kommen wird. Bis dahin, das heißt im Jahre 2020, steht wohl auch 5G zur Verfügung. Etwas verwirrend ist daher auch der folgende Satz in der Pressemitteilung: "Mobilfunk von morgen: Erste 5G-Testmodule für verzögerungsfreien Informationsaustausch" . Auf Anfrage von Golem.de hieß es, dass es sich zwar noch nicht um 5G-Module, aber zumindest um weiterentwickelte LTE-Module handele, intern Art 4.5G genannt.
Alles in allem erwecken die Tests zum vernetzten Fahren den Eindruck, dass es sich dabei um eine große Werbeveranstaltung der Telekommunikationsprovider für die Einführung des schnellen Mobilfunkstandards handelt. Der tatsächliche Sicherheitszuwachs dürfte sich in Grenzen halten. Gerade was Autobahnen betrifft, könnten verpflichtende Notbremssysteme oder Tempolimits die Sicherheit ebenfalls deutlich steigern. Doch die Latenzzeit, mit der Bundesverkehrsminister Alexander Dobrindt (CSU) Tempolimits ablehnt(öffnet im neuen Fenster) , kann selbst 5G nicht unterbieten.