Wenn Fahrzeuge miteinander vernetzt sind und sich mit den Ampeln in Echtzeit austauschen, reduziert das sowohl das Unfallrisiko als auch Emissionen. Das versprechen Autohersteller, IT-Firmen und Wissenschaftler, die am selbstfahrenden Auto tüfteln. Zentrale Voraussetzung ist jedoch eine stabile und zuverlässige Datenverbindung – sei es auf Basis des neuen leistungsstarken Mobilfunks der fünften Generation (5G) oder WLAN-basierter Alternativen. Daran hat das Forschungsprojekt 5G NetMobil in den vergangen drei Jahren mit insgesamt 16 Partnern aus Forschung, Mittelstand und Industrie gearbeitet. Koordiniert wurde es von der Technischen Universität (TU) Dresden, namentlich Professor Gerhard Fettweis, und von der Robert Bosch GmbH.  Vom Bund gab es 9,5 Millionen Euro Fördermittel.

Nun stellen die Projektpartner ihre Ergebnisse vor und nennen sie einen „Meilenstein auf dem Weg zum vollvernetzten Straßenverkehr“. In erster Linie ging es darum, gemeinsame „Spielregeln“ zu arbeiten, mit denen Fahrzeuge direkt miteinander und mit der Verkehrsinfrastruktur sprechen und kommunizieren können. So wurde ein Kreuzungsassistent entwickelt, der Fußgänger und Radfahrer an unübersichtlichen Kreuzungen schützen soll. Eine in den Ampeln verbaute Kamera erkennt die Fußgänger und warnt Fahrzeuge innerhalb weniger Millisekunden, um kritische Situationen etwa beim Abbiegen zu verhindern.

Ein weiteres Beispiel ist das Platooning. Zukünftig können sich Nutzfahrzeuge wie LKWs in sogenannten Platoons zusammenschließen und in sehr geringem Abstand zueinander fahren. Gas-, Brems- und Lenkeingriffe erfolgen mittels Kommunikation zwischen den Fahrzeugen synchron. Dieses automatisierte Windschattenfahren in der Kolonne reduziert den Kraftstoffverbrauch erheblich und erhöht die Sicherheit auf den Autobahnen. Sowohl für das Platooning mit Abständen von weniger als zehn Metern auf der Straße als auch das parallele Platooning von Erntemaschinen in der Landschaft wurden die Grundlagen geschaffen, heißt es. „Die Arbeit des Forschungsprojekts ist für ein breites Anwendungsspektrum relevant. Davon profitieren nicht nur die Projektpartner aus Industrie und Forschung, sondern ganz besonders die Verkehrsteilnehmer“, sagt Frank Hofmann, Projektkoordinator  bei der Robert Bosch GmbH.

Neben fünf Anwendungsfällen wurden auch  Anforderungen für das künftig 5G-Mobilfunknetz erarbeitet. Was passiert zum Beispiel, wenn sich die Qualität der Mobilfunkverbindung verändert und nur eine geringere Datenrate für den Austausch in Echtzeit zur Verfügung steht? Die Experten haben ein Konzept erarbeitet, das Änderungen der Netzqualität erkennt und an die vernetzten Fahrzeuge weitergibt. Beim Platooning würden in diesem Fall die Abstände zwischen den vernetzten Fahrzeugen in der Kolonne automatisch vergrößert werden.

Diese durch das Projekt geschaffenen Grundlagen fließen nun in die weltweite Standardisierung der Kommunikationsinfrastruktur, die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle sowie erste Serienprojekte der Projektpartner ein, betont Hofmann.

Dazu zählen BMW und Volkswagen, aber auch die Dresden Elektronik Ingenieurtechnik GmbH, die ihre Lichtsignalanlagen nun fit für die vernetzte Zukunft machen kann. „Unsere Ampeln müssen intelligent sein, sonst können wir sie bald nicht mehr verkaufen“, sagt Mike Ludwig, Teamleiter Forschung bei Dresden-Elektronik. Das 1990 gegründete Unternehmen mit rund 120 Beschäftigten verkauft unter anderem Verkehrsleittechnik in Deutschland, Österreich und der Schweiz. Für die Intelligenz sorgen sogenannte Road Side Units. Das sind Kästen, die immer häufiger an Straßenrändern und Ampeln zu sehen sind. Sie enthalten Vernetzungstechnik und Sensoren, um Daten für automatisiertes Fahren weiterleiten oder speichern zu können.

Innerhalb des Projekts haben Ludwig und sein Team zwei Anwendungsfälle für Road Side Units entwickelt. Die erste Lösung soll Rettungswagen oder Fahrzeuge von Polizei und Feuerwehr ermöglichen, auch im dichten Berufsverkehr auf einer grünen Welle schnell zum Einsatzort zu kommen. Das gelingt, in dem die Ampel auf das ankommende Fahrzeug mit Blaulicht reagiert und den Verkehr so steuert, dass es schnell die Kreuzung passieren kann. Die zweite betrifft die Situation, wenn Autos bei Rot über die Ampel fahren. Mit Hilfe von 5G-Kommunikation erkennen Ampeln diese Rotlichtverstöße und können die anderen Fahrzeuge rechtzeitig warnen, um Unfälle zu vermeiden. Solange Menschen die Autos steuern, wird zwar nicht immer auf solche Warnungen reagiert werden. Aber selbstfahrende Fahrzeuge werden sofort bremsen, ist sich Ludwig sicher. Die Lösung sei ein Zukunftsthema, das schon in drei bis fünf Jahren umgesetzt werden könnte.

Erprobt hat Dresden-Elektronik seine Anwendungen unter anderem auch auf dem Testfeld für autonomes Fahren am Dresdner Flughafen, wo die Straßen mit diesen Road Side Units ausgerüstet sind. Das Unternehmen erwartet, dass künftig nur noch Lichtsignalanlagen mit Vernetzungstechnologien gefragt sein werden. „Wir erhoffen uns nicht große Umsatzzuwächse. Vielmehr geht es darum, die Verkäufe und damit den Standort für die Zukunft zu sichern“, so Ludwig. Dresden-Elektronik muss sich gegen die Großen in der Branche, Siemens und Swarco, behaupten.