Heterogene Netze für multimodale Mobilität in Echtzeit

Keine Probleme mehr mit Staus, Verkehrssicherheit und Umweltbelastungen! Das setzt allerdings voraus, dass Menschen, Fahrzeuge, Infrastruktur und Unternehmen besser untereinander vernetzt sind. Und zwar in einer Art von kooperativem Ökosystem, in dem jeder Nutzer wertvolle Daten für andere generieren kann.

Das Projekt TIMON (enhanced real TIme services for optimized multimodal MObility relying on cooperative Networks and open data) hat gezeigt, dass dies keine Utopie ist, sondern ein lebensnahes, greifbares Szenario.

Dabei verfolgten das Fraunhofer-Institut für Kognitive Systeme IKS (früher: Fraunhofer ESK) sowie Partner aus sieben anderen europäischen Staaten ein gemeinsames Ziel: Sicherheit, Nachhaltigkeit, Flexibilität und Effizienz von Straßenverkehrssystemen zu erhöhen, indem Daten aus unterschiedlichen Quellen wirksam verwertet werden. Dazu gehören offene Transportdaten, Daten aus Infrastruktursensoren sowie Daten von Autofahrern und so genannten verwundbaren Verkehrsteilnehmern (VRU) wie Fußgängern und Radfahrern. Eine kooperative, offene Web-Plattform und eine mobile Applikation aggregieren, harmonisieren und verarbeiten diese Daten. Beide wurden entwickelt zum Zweck der Übertragung von Daten und Diensten an Autofahrer, VRUs und Unternehmen in Echtzeit. Zusätzlich verfolgte das Projekt folgende Ziele:

• frei verfügbare Verkehrsdaten für Echtzeit-Informationsdienste zusammenzuführen und zu harmonisieren,
• Informationen aus verschiedenen Quellen – unter Anwendung von Techniken der Künstlichen Intelligenz wirksam zu nutzen, um Vorhersagen von Staus und optimale Routenauswahl zu ermöglichen,
  
• hochakkurate Informationen über die Position von Fahrzeugen und VRUs bereitzustellen, durch Einsatz kooperativer Positionierungstechniken sowie
• ein hybrides Kommunikationssystem, das ITS-G5 und LTE unterstützt, zu entwerfen und zu implementieren, zur intelligenten und kooperativen Nutzung beider Technologien.

Hybride Kommunikationssysteme in TIMON sind mobile Kommunikationseinheiten. Sie können sowohl verteilt, unter Verwendung des autospezifischen WLAN-Standards ITS-G5, kommunizieren als auch über zentral organisierte Netze wie LTE. ITS-G5 ist besonders geeignet für Anwendungen, die Echtzeitinformationen mit lokaler Relevanz austauschen. Dagegen kommt LTE vor allem für die Verteilung von Informationen ohne Echtzeitanforderung über ein großes geografisches Gebiet in Frage. Die Herausforderung in TIMON bestand in der Implementierung eines hybriden Kommunikationssystems, das die Kooperation beider Funktechnologien so ermöglicht, dass die Anforderungen an die Dienstequalität (Quality of Service, QoS) von ITS-Anwendungen (Intelligent Transport Systems) erfüllt werden. Dabei zielte TIMON eben nicht nur darauf ab, Fahrzeuge und Backend-Systeme in ein einziges ITS-System einzubeziehen, sondern auch VRUs wie Fußgänger und Radfahrer.

Die Evaluation der neuartigen, hybriden ITS-Kommunikationslösungen erfolgte auf der Grundlage von Simulation, deren Ergebnisse in die Entwicklung einer Prototypenplattform einflossen. Die hybride Kommunikationseinheit umfasst eine On Bord Unit mit Schnittstellen zu LTE und ITS-G5. Das Software Framework ezCar2X^® des Fraunhofer-Institut für Kognitive Systeme IKS, welches eine Vielzahl von ETSI ITS-Protokollen bereitstellt, wurde um hybride Kommunikationsprotokolle erweitert. Während des Projektes fanden auch mehrere Feldtests statt, um das entwickelte Konzept unter realen Bedingungen zu testen und weitere Erkenntnisse hinsichtlich Performanz und Grenzen des Systems zu sammeln. Die TIMON-Dienste wie Kollisionswarnung für VRUs und Straßengefahrenwarnungen wurden auf Testgeländen in den Niederlanden und Slowenien erprobt und ausgewertet.