Vernetzung macht den Stadtverkehr effizienter und sicherer

Die Ergebnisse des Forschungsprojektes LUKAS sollen aufzeigen, wie der Verkehr in der Stadt durch Vernetzung effizienter und sicherer gestaltet werden kann. LUKAS ist ein durch das BMWi gefördertes Forschungsprojekt. Der darin verfolgte Ansatz soll eine schnelle, sichere und zuverlässige Kommunikation zwischen den Komponenten und Nutzern eines lokalen Verkehrssystems, z.B. an einer urbanen Kreuzung ermöglichen. Beim dreijährigen Forschungsprojekt LUKAS („Lokales Umfeldmodell für das kooperative, automatisierte Fahren in komplexen Verkehrssituationen“) erforschen Bosch, InMach, IT-Designers, Mercedes-Benz, Nokia und die Universitäten Ulm und Duisburg-Essen wie die zuverlässige Kommunikation zwischen automatisierten und nicht-automatisierten Verkehrsteilnehmern sowie der Infrastruktur eine tragende Rolle spielt.

Mehr Sicherheit und Effizienz durch Vernetzung der Daten aus dem lokalen Umfeld

Der digitale Wandel, zunehmende Urbanisierung und Automatisierung sowie die Notwendigkeit zu höherer Energieeffizienz und Klimaschutz sind aktuelle Herausforderungen für den Mobilitätssektor. Um eine Steigerung der Verkehrseffizienz und -sicherheit im zukünftigen Mischverkehr urbaner Verkehrsräume zu erreichen, nutzt das Forschungsprojekt LUKAS alle im lokalen Umfeld verfügbaren Informationen. Beispielsweise werden Daten von Infrastruktursensoren, vernetzten Pkw und Nutzkraftwagen, aber auch von mobilen Geräten wie Smartphones von Fußgängern oder Radfahrern einbezogen.

Dieses Konzept liefert anonymisierte Daten von Verkehrsteilnehmern und stationären Objekten. Sie umfassen zum Beispiel Position, Ausmaße, gegebenenfalls Fahrgeschwindigkeit und Bewegungsrichtung. Die vorverarbeiteten Sensorinformationen werden an einen so genannten Edge-Server weitergegeben, einen Server, der direkt an das 5G-Netz in der Nähe des Kreuzungsbereiches angeschlossen ist und eine Datenübertragung mit minimalen Verzögerungszeiten ermöglicht.

Edge-Server und Sensoren an Straßenleuchten für kooperatives Verhalten im Verkehr

Ein Fusionsalgorithmus des Edge-Servers ist in der Lage, ein umfassendes Modell der lokalen Umgebung zu erstellen und darauf aufbauend Manöver für die Vernetzung der Verkehrsteilnehmer zu planen. Objektinformationen des Server-Umfeldmodells werden an sie zurückgespielt. Damit erweitert sich der Überblick um Bereiche, die die Verkehrsteilnehmer selbst nicht erfassen können. Der Edge-Server soll unter anderem mit Methoden der künstlichen Intelligenz ein optimiertes, kooperatives Manöver berechnen und Handlungsanweisungen an die vernetzten Verkehrsteilnehmer übermitteln.
„Mit diesem Ansatz ist es möglich, die Gesamt-Energie-Effizienz einer Verkehrsszene und die Sicherheit insbesondere verletzlicher Verkehrsteilnehmer zu erhöhen,” erklärt Dr. Rüdiger Walter Henn, Leiter des „LUKAS“-Projekts beim Konsortialführer Bosch.

Sicherer und effizienter unterwegs dank Vernetzung

Bosch, Mercedes-Benz und die Universität Ulm bringen zur Darstellung von kooperativen Anwendungsfällen im Mischverkehr vernetzte und zum Teil automatisierte Pkw ein. In allen getesteten Anwendungsfällen konnte der Nutzen des LUKAS-Ansatzes im Sinne der Erhöhung der Verkehrseffizienz und -sicherheit verifiziert werden. Simulative Ergebnisse von KI-basierten Planungsalgorithmen lassen eine signifikante Erhöhung des Verkehrsflusses erwarten, so die Projektaussage.

Untersuchungen des Partners Mercedes-Benz sollen eine deutliche Reduktion des Verbrauchs sowie eine Verkürzung der Durchfahrzeiten im Kreuzungsbereich im Vergleich zu konventionellen Fahrten aufzeigen. So werden Vorbeifahrten an stehenden Fahrzeugen und die Straßenüberquerung verletzlicher Verkehrsteilnehmer in unübersichtlichen Bereichen abgesichert, indem der Gegenverkehr für ein kooperatives Verhalten verzögert wird. Die Verkehrsteilnehmer erkennen laut Projektaussage dank der neuen Technik und der kooperativen Szenenplanung frühzeitig, mit welcher Fahrstrategie sie sich sicher und effizient verhalten können.

Mit den Ergebnissen des LUKAS Projektes konnten die Konsortialpartner nach eigener Au8ssage aufschlussreiche Erfahrungen bezüglich des vernetzten, kooperativen Fahrens sammeln und diese in die Entwicklung neuer Produkte einfließen lassen. Der darin entwickelte Ansatz könne dazu beitragen, das automatisierte Fahren im städtischen Mischverkehr effizienter und für alle Verkehrsteilnehmer sicherer zu gestalten, heißt es dort.

LUKAS-Pilotanlange in Ulm-Lehr

Foto: Bosch