Vernetzte Mobilität

Motivation

Die breite Durchsetzung des Straßenverkehrs mit fahrerlosen Fahrzeugen ist heute Teil einer absehbaren Zukunft. Während derartige Fahrzeuge heute einer Verkehrssituation gegenüberstehen, die praktisch ausschließlich von menschlichen Fahrern bestimmt ist, wird sich das Verhältnis zunehmend zum automatisierten Fahrer verschieben. In dieser Situation kann das Potential des automatischen Fahrens im Gegensatz zu rein individuellen Manöverplanungen durch die Vernetzung, Abstimmung und Kooperation der fahrerlosen Fahrzeuge voll ausgeschöpft werden. Sie erlaubt es, dass die automatisierten Fahrzeuge den Verkehrsfluss optimal ausnutzen, ihre Manöver zum gegenseitigen Schutz und zum Schutz der verbleibenden menschlichen Fahrer abstimmen und einander energiesparendes, komfortables Fahren ermöglichen.

Risiken, die ein Zusammenspiel vernetzter Fahrzeuge mit sich bringt, müssen durch geeignete Sicherheitslösungen abgesichert werden. Schon während des Entwurfs müssen daher wirksame Mechanismen zum Schutz gegen Missbrauch und zum Schutz der Privatsphäre der Verkehrsteilnehmer integriert werden.

Während in Wissenschaft und Technik breite Einigkeit über die Vorzüge von kooperativem Fahren besteht, ist die Erforschung der tatsächlichen Umsetzbarkeit mit den praktischen Herausforderungen (wie Zuverlässigkeit, Schutz gegenüber Missbrauch, Umgang mit menschlichen Fahrern) trotz des dringend absehbaren Bedarfs noch weit von der Marktreife entfernt. Untersuchungen, die nicht nur Teilaufgaben, sondern die Herausforderungen eines vollständigen, sicheren und zuverlässigen Systems prüfen, liegen noch nicht vor. Dies erschwert die Abschätzung des tatsächlich zu bewältigenden Aufwands zur Erreichung derartiger Funktionen, und die Schaffung dazu dringend benötigter Standards.

Zukunftsvision: Referenzimplementierung für vernetzte Mobilität

Ziel der Arbeiten ist die prototypische Umsetzung eines Systems zum vernetzten kooperativen Fahren mit an Serienfähigkeit orientierter Technik, von der Bereitstellung einer zuverlässigen Kommunikation über die Absicherung gegen Missbrauch bis hin zur Integration eines tatsächlichen Manöverplaners in Demonstrationsfahrzeuge, der kooperatives Fahren auch in Szenarien mit menschlichen Fahrern umsetzen kann. Die Arbeiten sollen Anforderungen, Möglichkeiten und Herausforderungen für kooperatives Fahren erforschen, und die Voraussetzungen schaffen, verbindliche Standards für diese Technologien zu erarbeiten, um einen reibungslosen Technologieübergang zu ermöglichen.

Für die Integration ihrer Technologien in den Demonstrator werden sich die beteiligten Forschungsgruppen auf gemeinsame Schnittstellen, Entwurfs- und Absicherungsmethoden einigen. Auf Grund der nationalen und internationalen Vernetzung dieser Gruppen im akademischen und industriellen Umfeld werden die Schnittstellen auf bereits existierenden Standards beruhen, oder Grundlage für zukünftige Standards sein. Der geplante Demonstrator kann insofern als Referenzimplementierung für aktuelle und zukünftige Standards im Bereich der Vernetzten Mobilität angesehen werden, welcher in dieser Form nur in der Profilregion Mobilitätssysteme in Karlsruhe realisiert werden kann.

Durch Hinzunahme weiterer Verkehrsträger besteht die Aussicht, dass die Profilregion Karlsruhe auch im Bereich der Verkehrsträger-übergreifenden vernetzten Mobilität Standards setzen und Referenzimplementierungen für diese Standards liefern kann. Ziel ist sowohl technologisch als auch in Bezug auf die Umsetzung in die praktische Anwendung eine nationale und internationale Führungsposition einzunehmen.

In allen von der Bundesregierung im Umfeld Energie und Mobilität angestrebten Zielen spielt die Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) eine entscheidende Rolle. Sie ist die Basis der Informationsgewinnung, der Steuerung und des Austauschs von Nachrichten und muss gewährleisten, dass Angreifer diese nicht für ihre Zwecke missbrauchen können. Daher sind in jedem Bereich Verfahren notwendig, die nicht nur ein Maximum an Leistung erzielen, sondern diese auch mit so viel Sicherheit wie möglich erreichen. Der Schutz der Privatsphäre der Teilnehmer ist dabei eines der wichtigsten Ziele. Auch das Verhalten des Systems während oder nach einer Störung muss kontrollierbar sein und zügig in den produktiven Zustand zurückgeführt werden können.

Wissenschaftspartner

KIT Institut für Hochfrequenztechnik und Elektronik (IHE)

KIT Institut für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV)

KIT Kompetenzzentrum für angewandte Sicherheitstechnologie (KASTEL)

KIT Institut für Mess- und Regelungstechnik (MRT)

KIT Institut für Telematik (TM)

Forschungszentrum Informatik (FZI)

Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB)