Wenn zukünftig automatisierte und nicht automatisierte Fahrzeuge im Straßenverkehr aufeinandertreffen, entstehen ganz neue Situationen für alle Verkehrsteilnehmer. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat mit seinen Partnern im Projekt Digitaler Knoten 4.0 (DK 4.0) neue Wege der Kommunikation von Fahrzeugen, Radfahrern, Fußgängern und sogar Ampeln an innerstädtischen Kreuzungen erforscht. Mit Fahrdemonstrationen im Realverkehr wurde das Projekt am 23. Mai 2019 abgeschlossen.
„Vernetzte und automatisierte Fahrzeuge bieten im Zusammenspiel mit einer digitalen Verkehrsinfrastruktur ein großes Potenzial, um die Interaktion von Verkehrsteilnehmern an städtischen Straßenkreuzungen effizienter und sicherer zu gestalten“, sagt Projektleiter Robert Kaul vom DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik. „Dabei besteht die Herausforderung für automatisiertes und vernetztes Fahren in der Komplexität und Dynamik des Mischverkehrs an städtischen Straßenkreuzungen: automatisierte und nichtautomatisierte Fahrzeuge treffen auf Radfahrer und Fußgänger“, so Kaul weiter.
Kooperation und Interaktion zwischen allen Verkehrsteilnehmern
Im Projekt DK 4.0 untersuchten die Forschungspartner die vernetzte, effiziente und sichere Organisation solcher gemischten Verkehrssituationen. Dabei wurde in Simulationen und an Straßenkreuzungen des digitalen Testfelds AIM (Anwendungsplattform Intelligente Mobilität) des DLR in der Stadt Braunschweig Lösungen erarbeitet, die die unterschiedlich ausgerüsteten Verkehrsteilnehmer miteinander vernetzen. Die Wissenschaftler untersuchten auch Konzepte für die Kooperation und Interaktion innerhalb des Mischverkehrs sowie Kerntechnologien für „intelligente“ Kreuzungsinfrastrukturen, die nach Auswertung in Echtzeit allen Verkehrsteilnehmern wichtige Informationen bereitstellen. Die im Projekt entwickelten Ergebnisse können als Blaupausen für zukünftige innerstädtische Verkehrsknotenpunkte genutzt werden.
Zwei Lösungsansätze für Linksabbieger
„Die erarbeiteten Konzepte wurden in der Simulation sowie im realen Verkehr mit der Anwendungsplattform Intelligente Mobilität, unserem digitalen Testfeld, erprobt“, erklärt Kaul. So untersuchten die Wissenschaftler beispielsweise die Kommunikation zwischen einem automatisierten Fahrzeug und der Ampel an einer Kreuzung. Besonderes Interesse lag dabei auf dem Linksabbiegen, da gerade hier an Kreuzungen das größte Konfliktpotenzial besteht. Beim automatisierten Linksabbiegen kooperieren die beteiligten Forschungsfahrzeuge via Vehicle-to-Vehicle- und Vehicle-to-Infrastructure-Kommunikation, um zügig eine sicher befahrbare Lücke durch den entgegenkommenden Verkehr zu finden. Auf Basis von Sensordaten der Infrastruktur, die einen guten Überblick bietet, oder aus den Smartphones der Fußgänger und Radfahrer, der sogenannten „ungeschützten Verkehrsteilnehmer“, wird das Automatisierungssystem frühzeitig über die Aufenthaltsorte informiert. So kann eine gefahrlose Durchfahrt geplant werden. Die Informationen werden dabei über einen speziellen WLAN- oder Netzstandard übermittelt.
Um Verkehrsfluss und -sicherheit an innerstädtischen Kreuzungen zu verbessern, wurde im Projekt DK 4.0 auch ein neuartiges kooperatives Kreuzungssteuerungskonzept zum Abbiegen umgesetzt. Mit Hilfe von Vorsignalisierung und Vorsortierung in einer Kreuzungszufahrt wurde so gewährleistet, dass automatisierte und nichtautomatisierte Fahrzeuge effizient und sicher den Kreuzungsbereich queren können.
Zum Projekt
Das Projekt „Digitaler Knoten 4.0“ wurde aus den Mitteln des Forschungsprogramms zur Automatisierung und Vernetzung im Straßenverkehr vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) mit insgesamt 5,8 Millionen Euro gefördert.
Neben dem DLR als Konsortialführer waren AVL Software and Functions GmbH, NORDSYS GmbH, Oecon Products & Services GmbH, das OFFIS – Institut für Informatik, SCHLOTHAUER & WAUER GmbH, die Technische Universität Braunschweig mit dem Niedersächsischen Forschungszentrum Fahrzeugtechnik (NFF) sowie die Volkswagen AG im Projekt vertreten.
Quell: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
