Fahrzeuge kommunizieren miteinander, mit anderen Verkehrsteilnehmern und mit der Infrastruktur. Die Vernetzung ermöglicht sowohl eine höhere Sicherheit im Verkehr als auch mehr Effizienz – selbst ein Update der Fahrzeugfunktionen ist möglich.
Über 200 Millionen vernetzte Fahrzeuge sind laut dem Industrieverband 5GAA mit V2X-Anwendungen über Mobilfunk ausgestattet, die Gefahren- und Verkehrsmeldungen auf der Straße weitergeben. Vernetzte Mobilität ist also längst keine Zukunftsmusik mehr, sondern bereits heute Realität. V2X bezeichnet dabei nichts anderes als die Kommunikation zwischen Fahrzeug (Vehicle) zu x-beliebigen Gegenständen. Bei den Anwendungen unterscheidet man zwischen der Kommunikation mit anderen Fahrzeugen (V2V), Fußgängern (V2P), Stromnetzen (V2G) und der umgebenden Infrastruktur (V2I).
Kommunikation zwischen Fahrzeugen
Heutige Fahrzeuge sind mit einer Vielzahl an Sensoren ausgestattet, mit denen sie ihr Umfeld erfassen können: Ultraschall-, Radar- und Kameratechnologien erkennen Hindernisse und erlauben schon heute automatisierte Fahrfunktionen. V2V erweitert praktisch zusätzlich das Blickfeld dieser Sensoren, indem es auch die Informationen der Sensorsysteme anderer Fahrzeuge nutzbar macht. Damit wird ein Datenaustausch zwischen Fahrzeugen möglich – wenn nötig sogar in Echtzeit.
So kann ein an eine schwer einsehbare Kreuzung heranfahrendes Auto den anderen Verkehrsteilnehmern mitteilen, dass es sich nähert. Oder ein vorausfahrendes Fahrzeug informiert den folgenden Verkehr, dass es kurz vor einem Spurwechsel steht. Damit ist sogar ein kooperatives Fahren möglich, d. h. die Autos passen sich an den umgebenden Verkehr an, indem sie ihre Bewegungen koordinieren. So kann zum Beispiel ein Fahrzeug automatisch langsamer werden, wenn es überholt wird. Kooperatives Fahren reduziert Störungen durch Spurwechsel, plötzliches Bremsen oder andere unerwartete Bewegungen.
Die Infrastruktur redet mit
Eine kommunikationsfähige, intelligente Verkehrsinfrastruktur kann helfen, den Verkehr besser zu koordinieren und den Verkehrsteilnehmern aufgrund von analysierten Daten über das Verkehrsaufkommen bestimmte Maßnahmen empfehlen. Automatisiert fahrende Autos können zum Beispiel über V2I entsprechend der aktuellen Verkehrsbedingungen Informationen zur idealen Geschwindigkeit oder zur Beschleunigung erhalten und Ampeln können tatsächlich auf den Verkehr „reagieren“: Die Verkehrsflüsse werden über V2X-Technologien exakt erfasst und damit lassen sich die Rot- und Grünphasen genau an den Auslastungsgrad anpassen.
Mehr Stabilität für die Stromnetze
Gerade im Hinblick auf die Elektrifizierung gewinnen V2G-Technologien immer mehr an Bedeutung: Laut einer Analyse von EY wird die Spitzenlast im Stromnetz durch das Laden von Elektrofahrzeugen zwischen 21 und 90 Prozent steigen. Wird dieses Laden nicht gemanagt, kann das sehr schnell zu einer Überlastung des Netzes führen. Miteinander kommunizierende, intelligente Systeme schaffen hier Abhilfe: Dank der Kommunikation zwischen E-Fahrzeug und Stromnetz kann die Fahrzeugbatterie als dezentraler Pufferspeicher genutzt werden. In Zeiten großer Stromnachfrage kann das Stromnetz also entlastet werden, indem der zwischengespeicherte Strom von den Elektrofahrzeugen abgenommen wird. Wenn dann die Stromnachfrage geringer und der Strompreis entsprechend günstiger ist, kann das Fahrzeug wieder aufgeladen werden.
Neue Funktionen „over-the-air”
Die Vernetzung des Fahrzeugs ermöglicht darüber hinaus eine Funktion, wie man sie heute noch vor allem vom Smartphone her kennt: Ein Update des Betriebssystems über die Mobilfunkverbindung (Over-the-Air-Updates oder kurz OTA). Viele Hersteller haben diese Möglichkeit bereits in ihre Fahrzeuge integriert. So profitieren alle Neufahrzeuge der schwedischen Automobilmarke Volvo ab dem Modelljahr 2023 von derartigen drahtlosen Software-Aktualisierungen. In allen neuen Fahrzeugen konnte u.a. das Energiemanagement sowie der Timer für die Klimatisierung verbessert werden und es werden mobile App-Funktionen und -Anwendungen zur Verfügung gestellt.
„Behörden auf allen Ebenen wollen die V2X-Technologie voranbringen, um ihre Sicherheits- und Effizienzziele zu erreichen.“
John Bozzella, Präsident und CEO, Alliance for Automotive Innovation
Verschiedene Technologien
So vielfältig die Anwendungsszenarien von V2X-Technologien sind, so unterschiedlich sind auch die entsprechenden Kommunikationsstandards. China setzt primär auf die auf Mobilfunk basierende CellularV2X-Technologie (C-V2X), Europa und die USA planen dagegen neben C-V2X auch die Einführung von Übertragungsstandards, die auf WLAN beruhen (DSRC und ITS-G5).
Dabei ist es durchaus sinnvoll, verschiedene Übertragungstechnologien einzusetzen, da diese sich in Bezug auf die Verfügbarkeit, Kosten und Zeitverzögerung bei der Datenübertragung unterschiedlich darstellen. So ist nicht jede Technologie für jede Situation geeignet: Wenn es darum geht, einen Autofahrer vor einem plötzlich aus einer Seitenstraße hervorpreschendem Fahrzeug zu warnen, entscheiden Millisekunden.
Derart zeitkritische Informationen müssen in Echtzeit ausgetauscht werden und mit einer jederzeit verfügbaren und damit zuverlässigen Technologie – auch wenn dafür höhere Kosten für die Datenübertragung anfallen. Software-Updates aus der Datencloud oder ein Kartenupdate im Navigationssystem können hingegen in einer solchen Situation warten, bis ein kostengünstigeres stationäres WLAN verfügbar ist. Damit können in kurzer Zeit viele Daten ausgetauscht werden. Der Nachteil: WLAN-Hotspots oder das heimische WLAN-Netz sind nicht immer verfügbar.
Und wie bei Menschen gilt auch bei Autos: Ohne eine gemeinsame Sprache und eine gute Verbindung funktioniert die Kommunikation nicht. Doch schon jetzt steht fest. dass über die V2X-Technologien zukünftige Fahrzeuge im Rahmen des vernetzten und automatisierten Fahrens sowohl miteinander als auch mit ihrem Umfeld reibungslos kommunizieren werden. So können Fahrzeuge effizienter vorankommen, sind sicherer unterwegs und immer auf dem Stand der Technik.
