Connected Cars in der Fahrausbildung
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Fallstudienarbeit | |
| Hochschule: | Hochschule für Oekonomie & Management |
| Standort: | Essen |
| Studiengang: | Bachelor Wirtschaftsinformatik |
| Veranstaltung: | Fallstudie / Wissenschaftliches Arbeiten |
| Betreuer: | Prof._Dr._Uwe_Kern |
| Typ: | Fallstudienarbeit |
| Themengebiet: | Connected Cars |
| Autor(en): | F.Kaiser, N.Landwehr |
| Studienzeitmodell: | Abendstudium |
| Semesterbezeichnung: | |
| Studiensemester: | 4 |
| Bearbeitungsstatus: | begutachtet |
| Prüfungstermin: | |
| Abgabetermin: | |
Inhaltsverzeichnis |
1 Abkürzungsverzeichnis
| Abkürzung | Bedeutung |
|---|---|
| C2C | Car to Car |
| C2E | Car to Enterprise |
| C2I | Car to Infrastructure |
| C2M | Car to Mobile |
| DVB-T | Digital Video Broadcasting Terrestrial |
| GPS | Global Positioning System |
| GSM | Global System for mobile communication |
| HSPA | High Speed Packet Access |
| StVO | Straßenverkehrs-Ordnung |
| UMTS | Universal Mobile Telecommunications System |
| NoW | Network on Wheels |
2 Abbildungsverzeichnis
| Abb.-Nr. | Abbildung |
|---|---|
| 1 | Car to Car Kommunikation |
| 2 | Car to Car Kommunikation |
| 3 | Car to Infrastructure Kommunikation |
| 4 | Datenweiterleitung über ein RSU |
| 5 | Grafische Darstellung der Interviews |
| 6 | Grafische Darstellung der Interviews mit aktualisierten Voraussetzungen |
| 7 | NoW Logo |
| 8 | Verkehrsübungsplatz |
| 9 | Blaulichtfahrt |
3 Tabellenverzeichnis
| Tab.-Nr. | Tabelle |
|---|---|
| 1 | Übersicht der Verbindungstypen |
4 Einleitung
Wie auch in jeder anderen Sparte herrscht in der Automobilbranche eine ständige Weiterentwicklung der Technik. Automobile sind nicht mehr bloß reine mechanische Maschinen mit denen man sich von A nach B bewegt. Vielmehr wird mechanische Technik immer mehr durch neue technologische Entwiclungen unterstützt. Boardcomputer und Parkassistenten gehören schon zum guten Ton in der Branche und auch Technologien wie der Spurassistent werden immer mehr verbaut.Durch Assistenten wie ABS oder ESP soll vor allem die Sicherheit der Fahrzeuge merkbar erhöht werden.
Doch nicht nur die Hersteller machen ihre Automobile immer moderner, sondern auch die Käufer wollen immer mehr mit der Zeit gehen. Connected Cars bildet hierbei die nächste Stufe der Modernisierung. Zwar geht es hier primär darum die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen, doch auch Sektoren wie der Infotainment- und Entertainmentbereich werden hierdurch verstärkt in die Automobile integriert.
Im Rahmen dieser Fallstudie wird die Fragestellung untersucht ob diese neue Technologie auch im Rahmen der Fahrausbildung sinnvoll eingesetzt werden kann. Hierbei wird ein besonderer Blick darauf gerichtet, inwiefern eine solche Umstellung des Systems Vorteile oder aber auch Nachteile mit sich bringt. Welche Gruppen können von der Technik profitieren und wo sieht man eventuelle Nachteile. Es wird also nicht nur die Technologie als solches betrachtet sondern auch mittels Interviews die Meinung der betroffenen Gruppen wie z.B. der Fahrschüler eingeholt. Denn es reicht nicht aus die Fahrzeuge nur auf bereits bestehende Kunden auszurichten. Pro Jahr bestehen ca. 130000 Fahrschüler ihren Führerschein[1] und gerade bei den vielleicht noch unsicheren Fahrern ist es wichtig, dass sie sich im Verkehr und in ihrem Auto zurechtfinden und sich nicht immer wieder komplett neu gewöhnen müssen wenn sie ein neues Auto fahren. Inwiefern dort eine Umgewöhnung stattfinden müsste, ist ein weiterer Punkt welcher im Laufeder Fallstudie behandelt wird.
5 Grundlagen
Da es sich bei dem Themengebiet Connected Cars um ein sehr modernes und innovatives Thema handelt, ist hierzu zunächst einmal notwendig, grundlegende Bedeutungen zu erklären.
So werden verschiedene Techniken der Kommunikation innerhalb des Themengebiets kurz definiert.
Auch der Begriff der Fahrausbildung wird näher erläutert um eine einheitliche Grundlage des Lesers zu schaffen.
5.1 Definition Connected Cars
Unter dem Begriff der Connected Cars versteht man die Vernetzung von Fahrzeugen untereinander und mit ihrer Umwelt.
Immer mehr Automobile werden mit Internet ausgerüstet und auch die Entwicklung der Hersteller läuft immer stärker darauf hinaus, dass neue informationstechnische Schnittstellen in die Fahrzeuge integriert werden. Mittels dieser Schnittstellen, sind Fahrzeuge dann in der Lage selbstständig Verbindungen zu verschiedenen Teilnehmern aufzubauen.
Eine Verbindung kann beispielsweise mit einem Smartphone, einer vernetzten Ampel oder anderen vernetzten Infrastrukturen hergestellt werden.
Unterschieden wird dabei zwischen verschiedenen Arten der Kommunikation, wobei diese nicht nur zwischen verschiedenen Fahrzeugen, sondern auch zwischen Fahrzeugen und anderen infrastrukturellen Objekten stattfinden kann. [2] Unterteilt wird in vier verschiedene Arten der Kommunikation, welche in Folge näher beleuchtet werden.
5.1.1 Car to Car
Unter der C2C (Car to Car) Kommunikation versteht man den direkten Informationsaustausch eines fahrenden Fahrzeuges zu anderen Fahrzeugen mittels WLAN. Je nach Situation kann ein Fahrzeug hier bei die Rolle des Vermittlers oder die des Empfängers einnehmen. So können sich Autos beispielsweise gegenseitig warnen wenn eine Gefahrensituation vorliegt.[3] Die hierbei eingesetzte Technik wird in Kapitel 6.1 näher erläutert.
5.1.2 Car to Infrastructure
C2I (Car to Infrastructure) beschreibt die Schnittstellen der Fahrzeuge zu ihrer Umgebung. Hier zu zählen beispielsweise Lichtsignalanlagen oder Schranken, welche mittels eines Senders mit den Teilnehmer kommunizieren. Hierbei ist es möglich, dass eine infrastrukturelle Einrichtung gleichzeitig mit mehreren Fahrzeugen kommuniziert. Auch diese Technik wird im Laufe der Arbeit noch detaillierter erklärt.
5.1.3 Car to Mobile
Auch die Verbindung zwischen einem Fahrzeug und einem Mobilgerät ist möglich. Diese sogenannte C2M (Car to Mobile) Kommunikation kann beispielsweise zwischen einem Iphone oder einem anderem Smartphone und dem Fahrzeug stattfinden. Als Beispiel sei hier das Übertragen von Musik genannt, welche beispielsweise via Bluetooth an das Autoradio geschickt wird.
5.1.4 Car to Enterprise
Die letzte Variante der Kommunikation bildet die C2E(Car to Enterprise)Verbindung. Sie beschreibt den Informationsaustausch zwischen dem Fahrzeug und einem Unternehmen. So ist es dann zum Beispiel möglich, dass man sein gewünschtes McDonalds-Menü direkt über einen Bordcomputer bestellt und es nur noch am Schalter abholen muss. Auch die Bezahlung könnte bei ausgereiften Techniken automatisch über eine Internetverbindung bewerkstelligt werden. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Integration von Tankstellen in das Netzwerk. So wird dem Fahrzeug automatisch mitgeteilt, welche Tankstelle in der Umgebung die günstigste ist.[4]
5.2 Definition Fahrausbildung
Der Begriff der Fahrausbildung ist nicht eindeutig verwendbar, so dass im folgenden die für diese Fallstudie geltende Bedeutung definiert wird. Hauptsächlich geht es um die Fahrausbildung im Bereich des Führerschein. Es betrifft Neulinge im Bereich des Lenken eines Kraftfahrzeugs, so dass davon auszugehen ist, dass ihnen auch die Grundlagen der StVO (Straßenverkehrsordnung) nicht vollständig bekannt sind. Darüber hinaus gibt es noch weiterbildende Ausbildungen wie beispielsweise das Fahren eines Einsatzfahrzeuges mit Sondersignal. Auch abseits der StVO können Personen bestimmte Fahrausbildungen genießen. So unterliegt das bewegen eines Baggers auf einer Baustelle nicht der StVO, bedarf jedoch einer speziellen Ausbildung, da hier vollkommen andere Aspekte zu beachten sind als mit einem Auto im Straßenverkehr.
6 Eingesetzte Techniken
Bei dem Thema Connected Cars handelt es sich um ein sehr neues und innovatives Thema, welches weitestgehend noch unbekannt ist. Die verschiedenen Techniken welche zum Einsatz kommen sind für das hier behandelte Thema nicht alle relevant. Die relevanten Techniken werden in diesem Artikel näher erklärt, um so dem Leser eine Grundlage zu verschaffen auf welcher diese Fallstudie und die späteren Konzepte aufbauen.
6.1 Car to Car
Unter C2C wird eine direkte Verbindung zweier Verkehrsteilnehmer verstanden. Hierbei dient eine ad-hoc Verbindung via W-LAN als Verbindungstechnik zum Austausch von für den Verkehrsfluss relevanten Informationen.In den folgen Unterkapitel wird diese Technik näher erläutert.
6.1.1 Funktion
Die C2C Kommunikation dient zur Reduzierung des Gefahrenpotenzials im Verkehr. Damit der Austausch von Informationen überhaupt stattfinden kann, wird in diesem Abschnitt die Funktionsweise näher erläutert.
Damit, für den Straßenverkehr, relevante Daten ausgetauscht werden können erfasst die Technik Daten über den Lenkwinkel, Position, Richtung und Geschwindigkeit des Fahrzeuges. Dabei findet eine Auswertung der Daten mit der Umwelt statt, sodass bei möglichen Gefahrensituationen Warnsignale an den Fahrer weitergegeben werden können. Die Weitergabe der Daten findet über Funk statt. Dabei sind relevante Standards, wie W-LAN und UMTS nutzbar, um hohe Kosten einer möglichen Entwicklung einer neuen Technik zu sparen.
Die Verbindungen zwischen den Autos wird eine Ad-hoc Verbindung zu Grunde gelegt. Darunter ist ein selbstständiger Aufbau und Konfiguration der Verbindung zu verstehen.
Die C2C-Kommunikation erfordert einheitliche Standards in der Technik, da somit eine flächendeckende Funktionalität gewährleistet wird. Hierfür wurde das WLAN nach 802.11 als Standard eingeführt. Die Europäische Union hat dabei für die C2C-Kommunikation den Mikrowellenbereich 5,875 GHz und 5,905 GHz freigegeben. Die Sendeleistung darf dabei nicht 33 dBm überschreiten und ist auf 23 dBm/MHz festgelegt.[5]
Sobald ein Fahrzeug, welches die C2C-Technik unterstützt, im Funkraum eines WLANs von einem anderen Fahrzeug eindringt, kann eine automatische Verbindung der beiden Verkehrsteilnehmer aufgebaut werden. Dabei kann ein Fahrzeug die Rolle des Routers einnehmen und Nachrichten von anderen Fahrzeugen zu weiter entfernten Fahrzeugen weitergeben. So wird ein flächendeckender Informationsfluss gewährleistet. [6]
Die gesendeten Funktelegramme enthalten die per GPS ermittelten Fahrzeugpositionen, sowie die Zeit- und Geschwindigkeitsangabe. Des Weiteren wird hierbei ein Bereich festgelegt, in dem andere Verkehrsteilnehmer gewarnt werden müssen. Dieses Datenpaket wird codiert übertragen.
Die Empfänger der Datenpakte arbeiten dabei als Repeater und senden die Datenpakete weiter, dadurch werden Fahrzeuge, die nicht in unmittelbarer Reichweite liegen, auch gewarnt.[7]
In Abbildung 1 ist zu erkennen, wie eine Gefahrensituation mittels der beschrieben Technik vermieden werden kann. Das Auto ist für den Motorradfahrer zwar nicht sichtbar, jedoch sendet es ein Signal aus, welches wiederum vom Motorrad empfangen wird. Nun kann der Fahrer gewarnt werden und ein nahezu sicherer Unfall wird vermieden.
6.2 Car to Infrastructure
Unter C2I ist die Kommunikation eines mobilen Verkehrsteilnehmer und einem fest Punkt in der Infrastruktur zu verstehen. Dabei kann jedes Auto in Reichweite Informationen mit den festen Punkten austauschen. In den folgenden Unterkapitel wird diese Form der Kommunikation näher erläutert.
6.2.1 Funktion
Die grundlegende Funktion der C2I Kommunikation ist das Ansprechen von RSU(Road Side Units), welche an Verkehrsschildern, Baustellen, Ampeln oder Häusern angebracht werden können. Die RSU können dabei mehreren Verkehrsteilnehmern für den Verkehrsfluss relevante Informationen senden. Als Beispiel dient hierfür das Anbringen von RSU an Baustellen auf der Autobahn. Dort können die Informationen direkt den Fahrzeugen weitergegeben werden, so dass sich dort das Gefahrenpotenzial eines Unfalls minimiert.
Die Verbindung jedes einzelnen Verkehrsteilnehmers erfolgt durch einen automatischen Verbindungsaufbau in Reichweite zu den RSU.
Die Technik dient zur Minimierung des Unfallrisikos im Verkehr, sowie der Unfallprävention.[8]
Die C2I-Kommunikation bedient sich, ähnlich der C2C-Kommunikation, dem WLAN als einheitlichen Standard. Dabei verfügen die Systeme über WLANs nach 802.11a, 802.11b oder 802.11g. Des Weiteren können die C2I-Systeme über Bluetooth oder ZigBee kommunizieren. Allerdings bedient sich die C2I Technik auch der Mobilfunksysteme und kann beispielsweise über GSM, UMTS, HSPA oder auch DVB-T Daten senden und empfangen. An der tabellarischen Abbildung kann man erkennen auf welchen Frequenzen die einzelnen Techniken senden und welche Eigenschaften sie haben.
Der Austausch von Daten findet über intelligente Verkehrszeichen statt, welche Verbindung zum Internet, zu Infotainmentplattformen oder zum Autohersteller aufbauen. Dabei dient insbesondere die letzte Variante als Notfallhilfe, da über die erhobenen Daten des Autos eine schnelle Hilfe seitens der Werkstatt gewährleistet ist.
Die Verkehrssteilnehmer, welche die C2I Technik nutzen, kommunizieren unter anderem mit sogenannten RSU , welche an den Verkehrswegen platziert sind und über Access Router miteinander verbunden sind. Dadurch wird ein reibungsloser Informationsaustausch flächendeckend sichergestellt und das Signal wird so verstärkt. Des weiteren können diese RSU-Einheiten die gesammelten Daten auch an lokale Standorte weiterleiten, wo diese dann in Servern gesammelt und ausgewertet werden können. Dies kann dann beispielsweise zur Stauanalyse dienen.
[9]
7 Mehrwert der Connected Cars
Welchen Nutzen liefern nun Connected Cars für die Endanwender. Dieser Fragestellung wird in den folgenden Unterkapiteln nachgegangen. Hierbei muss man zwischen den verschiedenen Anwendergruppen unterscheiden, da der Nutzen für die verschiedenen Gruppen sehr unterschiedlich sein kann.
7.1 Fahranfänger
Insbesondere für die Fahrschüler bieten die Connected Cars viele neue Möglichkeiten.
Durch die eingesetzten Techniken ist es nun möglich, dass der Fahrschüler auch ohne Eingreifen des Fahrlehrers auf eine Gefahrensituation aufmerksam gemacht wird. Auch die Rückmeldung kann so umgehend erfolgen und ist nicht von der Aufmerksamkeit des Fahrlehrers abhängig.
Als Beispiel wird nun auf eine Situation an einer roten Ampel eingegangen denn gerade bei orangen Ampeln wissen die Schüler oftmals nicht, ob sie weiterfahren sollen oder doch lieber eine Gefahrenbremsung durchführen. Mittels verbauter Technik in den Fahrschulautos und Ampeln ist es nun möglich, dass dem Fahrschüler ein Feedback zu gesendet wird, wie es sich nun zu verhalten hat. So kann er selber reagieren und entwickelt so ein Gespür dafür, wie er sich zukünftig in solchen Situationen zu verhalten hat.
Des weiteren wäre es denkbar, die Fahrschüler mittels eine akustischen Signals auf gefährliche Situationen aufmerksam zu machen. Dadurch bleibt die Kontrolle des Fahrzeuges zunächst beim Fahrschüler, wobei bei einem herkömmlichen Eingreifen des Fahrlehrers der Fahrfluss und damit die Routine des Fahrschülers stets gestört wird. Auch ein zusätzlicher Lerneffekt lässt sich durch die C2M-Technologie bewerkstelligen. So ist es möglich während der Fahrt Daten zum Fahrverhalten aufzuzeichnen und diese parallel auf ein mobiles Endgerät zu übermitteln. Zu diesen Daten könnten beispielsweise die GPS-Daten sowie die Anzahl der Geschwindigkeitsüberschreitungen zählen. Dadurch kann sich der Fahrschüler im Nachhinein einen Überblick über sein Fahrverhalten verschaffen und ist somit bei erneutem passieren der Stelle besser vorbereitet.
7.2 Verkehrsübungsplätze
Der Mehrwert der Verkehrsübungsplätze beschränkt sich nahezu ausschließlich auf den finanziellen Aspekt, wobei dieser Mehrwert eine enorme Investition vorausgeht.
So müssen zum Beispiel die Ampeln des Platzes modernisiert werden, so dass sie C2I fähig sind. Kabel müssen gezogen werden, Hardware muss gekauft werden und auch ein lokales Serversystem muss auf dem Platz verbaut werden. Da auch nicht jedes Auto in der Lage ist diese Technik zu nutzen, müssten die Platzbetreiber überlegen, ob sie nicht einen eigenen Fuhrpark anschaffen, welcher dann gegen eine Gebühr dem Kunden zur Verfügung gestellt wird. Der finanzielle Erfolg ist dann davon abhängig, ob dieses moderne Angebot dann auch von ausreichend potentiellen Kunden angenommen und der Aufpreis für so einen modernen Übungsplatz bezahlt wird.
7.3 Fahrlehrer
Die Fahrlehrer bilden in diesem Zukunftsszenario die Gruppe, welche wahrscheinlich den geringsten Mehrwert durch Connected Cars hat. Ihre Aufgabe unter Berücksichtigung der Technik ist es dann, mehr als technischer Einweiser und Berater zu fungieren. Zwar müssen sie weiterhin die Möglichkeit besitzen in kritischen Situationen auch selber die Kontrolle über die Pedale zu übernehmen, je doch könnten diese Situationen rapide abnehmen, so dass sich die Fahrlehrer eventuell in ihren Kompetenzen durch die neue Technik angegriffen fühlen.
Eigenen Mehrwert könnten Fahrlehrer und damit Fahrschulen nur kreieren, wenn die nötigen Technologien für Connected Cars in einzelnen Städten umgesetzt werden.Sollte ein Fahrlehrer nun mit dem Trend gehen und schnell genug sein Auto aufrüsten, so könnte er sich von anderen Fahrschulen differenzieren und dadurch mehr Kundschaft werben.
8 Ansprüche an das System
Welche Faktoren spielen eine Rolle bei einer solchen Technik? Welche Techniken gibt es, die bereits eingesetzt werden können und welche Ansprüche gibt es an sie? Diese und andere Fragen werden in diesem Artikel aufgegriffen und näher betrachtet.
8.1 Anwenderanforderungen
Um die Anwenderanforderungen an Connected Cars von Seiten der Nutzer herauszufinden, wurde eine Gruppe von Fahrschülern und Fahrlehrern interviewt. Bezüglich der Frage, ob der Einsatz von Connected Cars in der Fahrausbildung sinnvoll ist, reagierten die fast alle befragten Fahrschüler eher mit Zurückhaltung.
Viele Fahrschüler und Fahrlehrer können mit dieser Technik zunächst einmal nicht wirklich viel in Verbindung bringen, so dass zunächst eine genauere Aufklärung über das Thema von Nöten war.
Nachdem die Fahrschüler und Lehrer sich dann ein Bild von der angesprochenen Technik machen konnte, wurden sie bezüglich des Nutzens gefragt, welchen Connected Cars in der Fahrausbildung mit sich bringen. Hierzu wurden den Fahrschülern und Fahrlehrern mehrere Fragen bezüglich der Technik gestellt.
Mit Hilfe der Antworten der Befragten wurden dann Tendenzen herausgearbeitet.
8.1.1 Fahrlehrer
Im Rahmen der befragten Fahrlehrer gab es zu der Fragestellung "Sind Connected Cars sinnvoll im Rahmen der Fahrausbildung" ein klare Meinung. Ihrer Meinung nach ist diese Technik eine sinnvolle Erweiterung für Autofahrer, welche bereits eine erhöhte Fahrpraxis besitzen. Den Einsatz der Technik innerhalb der Fahrausbildung hingegen halten sie für ungeeignet, da sich der Fahranfänger dadurch zu sehr auf die Technik verlassen würde. Auch der ein oder andere Schreckensmoment, welcher den Schüler wachrüttelt weil der Lehrer beispielsweise eine Vollbremsung durchführen musste, sei dadurch nicht mehr gegeben.
Die größte Gefahr sehen die Befragten aber eher nach dem Erhalt des Führerscheins. Fahranfänger haben nicht das Geld um sich ein neues modernes Auto zu leisten, welches ebenfalls mit der Technik ausgerüstet ist. Sie sind also wieder auf ihre eigenen Reaktionen und Fähigkeiten angewiesen, welche jedoch durch das Training in einem Connected Car nicht so stark ausgebildet sind wie bei einer traditionellen Fahrschule. In Folge dessen hätten also diese Fahrer, welche mit einem modernen Fahrzeug ihre Ausbildung absolviert haben, später im Straßenverkehr ein erhöhtes Unfallrisiko. Dieses erhöhte Risiko besteht laut den Fahrlehrern aber auch in neueren Autos, da es ihrer Meinung nach immer zu einem Ausfall der Technik kommen kann und der Fahrer dann in der Lage sein sollte, das Auto vollkommen unter eigener Kontrolle zu steuern.
8.1.2 Fahrschüler
Die anfängliche Haltung zu dem Thema "Connected Cars in der Fahrausbildung" war bei den befragten Fahrschülern sehr abweisend. Wie man an der ersten grafischen Darstellung erkennen kann, waren spontan über 80% der Befragten gegen eine Änderung im Rahmen der Fahrausbildung. Ähnlich wie bei den Fahrlehrern sehen sie die größte Schwierigkeit in der Umstellung nach dem Erhalt des Führerscheins.Sie können sich nicht vorstellen, dass jemand der immer mit Hilfe sämtlicher Assistenzsysteme gefahren ist, ein gleich guter Autofahrer ist wie jemand der komplett ohne die technische Unterstützung das Fahren gelernt hat. Auffällig hierbei war, dass insbesondere die männlichen Befragten gegen den Einsatz der Technik waren da sie befürchten, dass Autos immer mehr zu Computern werden. Hier war die Skepsis an der Zuverlässigkeit der Systeme besonders groß. "Was passiert, wenn die Technik versagt?", fragte ein befragter Fahrschüler und gab zu bedenken. dass dieser Fall den Straßenverkehr noch unsichere machen könnte. Aber auch das Verlangen endlich ein Auto selber fahren zu dürfen lässt sich in den Augen der Teilnehmer nicht mit Connected Cars verbinden.
Bei den weiblichen Befragten beruhte das Misstrauen eher darauf, sich in Gefahrensituationen vollkommen auf eine Maschine zu verlassen. "Kann ein Auto dann auch abstürzen so wie mein PC?" In dieser Frage wird das Misstrauen gegenüber der Technik sehr deutlich.
Wie man in der zweiten Grafik ablesen kann,verändert sich die allgemeine Haltung gegenüber Connected Cars jedoch positiv, wenn man die Voraussetzung aufstellt, dass die Fahrschüler auch nach ihrer Prüfung ein solches Auto zur Verfügung haben, eher wenn alle Verkehrsteilnehmer an dem System teilnehmen. Die so häufig angesprochene Hilflosigkeit bei der Umgewöhnung wäre damit nicht vorhanden. Doch hier sahen die Teilnehmer ein weiteres Problem, da man ihrer Meinung nach daraufhin Oldtimer verbieten müsste. Neben den Bedenken haben die Befragten aber auch gewisse Erwartungen an die Technik, wenn sich diese wirklich durchsetzen sollte.
Im Falle der Einführung der Technik erwarten die Fahrschüler, das mittels der Technik hauptsächlich Gefahren vermieden werden können und somit das Unfallrisiko, welches insbesondere bei Fahranfängern besonders hoch ist minimiert wird. Die Systeme müssen also in der Lage sein, zu jeder Zeit die Verkehrslage richtig einzuschätzen. Hier bei sollen sie nach den Ansprüchen der Fahrschüler besonders das Kriterium der Massentauglichkeit erfüllen und keine Zugangsbarrieren haben damit sie flächendeckend eingesetzt werden kann. Dies bedeutet vor allem, dass die Technik für jeden Verkehrsteilnehmer zugänglich ist und für einen angemessen Preis zu erstehen ist oder aber den Preis der Neuwagen nicht exorbitant in die Höhe treibt. Aber auch die Verständlichkeit der Technik ist ein wichtiger Faktor, damit die Technik von allen Verkehrsteilnehmern schnell und problemlos eingesetzt werden kann. Von einigen Befragten wurde die Forderung laut, dass diese Technik wenn sie denn dann kommen sollte zu einer einheitlichen Pflicht in die StVO übernommen wird.
8.1.3 Übungsplatzbetreiber
Zwar wurden im Rahmen der Interviews keine Übungsplatzbetreiber befragt, jedoch sollten ihre Anforderungen recht klar sein. Ihre Haltung zu dem Thema wird ganz davon abhängen, ob die benötigte Technik für sie finanzierbar ist und von den jungen Leuten gut angenommen wird. Des weiteren ist eine hohe Zuverlässigkeit ein wichtiger Indikator für sie, da bei einem Ausfall der Technik die Gefahr besteht, dass der Übungsplatz mehrere Stunden nicht nutzbar ist und sie damit Umsatzeinbußen haben. Der Übungsplatzbetreiber muss also die Sicherheit haben, dass sein Übungsplatz durchgängig online ist.
8.2 Einsatzbereite Techniken
Das Projekt NoW(Network on Wheels) ist ein Zusammenschluss der Konzerne Daimler AG, BMW AG, Volkswagen AG, Fraunhofer Institute for open communication systems, NEC Deutschland GmbH und der Siemens AG. Gegründet wurde das Projekt im Jahr 2004. Unterstützt wird dieser Zusammenschluss durch mehrere Ministerien für Bildung und Forschung. Des Weiteren erlangte das Projekt eine Partnerschaft mit den Universitäten Mannheim, Karlsruhe, München und der Carmeq GmbH.
Kernanliegen der Konzerne und Universitäten ist es grundlegende Problem in der Protokollierung und Datensicherheit der C2X-Kommunikation zu lösen. Außerdem wird die Standardisierung von Technologien, durch das Car2Car Communication Consortium, gefördert.
Allerdings müssen bestehende Probleme umgangen werden und passende Lösungen entwickelt werden. Ein großes Problem stellt die Datensicherheit dar. Dabei können erhobene Daten für andere Zwecke, beispielsweise der Ortung von Autos, missbraucht werden. Hinzu kommt, dass die Kommunikation und der ad-hoc Verbindungsaufbau sehr schnell sein, da eine Zeitverzögerung die Fahrsicherheit nicht erhöht. Neben den genannten Probleme gilt es auch technische Detail zu klären, inwieweit Radiosystem und Funksysteme geeignet sind, um eine C2X-Technik einzuführen und erfolgreich umzusetzen. Zuletzt müssen erste Praxistests Aufschluss über einen Empfang von WLAN Signalen im normalen Straßenverkehr geben.[10]
8.3 Mögliche Probleme
Damit die innovative C2X-Technik einwandfrei funktioniert gilt es einige Risiken vorher zu beachten und diese zu umgehen. In diesem Absatz werden mögliche Probleme der innovativen Systeme aufgezählt.
Zu Beginn stellt sich die Frage, wie die Technik flächendeckend eingeführt werden kann. Um eine möglichst effiziente Unfallprävention zu erzielen, ist es notwendig die C2X-Technik entweder gesetzlich der Automobilbranche vorzuschreiben oder diese kostengünstig anzubieten, so dass sich jeder Verkehrsteilnehmer ein solches System leisten kann. Denn erst bei einer gewissen Anzahl an C2X-Systemen funktioniert diese Technik optimal. Ein weiteres Problem stellt die Umrüstung von Fahrzeugen ohne C2X-Technik dar. Inwieweit ist die Bereitschaft der Bürger da, um diese Technik zu nutzen. Auch hier ist eine mögliche Lösung dieses gesetzlich vorzuschreiben oder kostengünstig anbieten.
Außerdem ergeben sich andere Probleme bei der Umsetzung und Einführung der neuen Technik. So gilt es zu klären, inwieweit eine Überlastung des Netzes möglich ist und in der Praxis auftreten kann. In diesem Fall würden Autofahrer, welche sich auf das System verlassen, einer höheren Unfallgefahr ausgesetzt. Aus diesem Grund kann eine C2C-Kommunikation sinnvoller sein, da dort jeweils nur einige wenige Fahrzeuge miteinander verbunden sind. Im Gegensatz zu der C2I-Kommunikation, wo alle Fahrzeuge in Reichweite den Router nutzen. Eine Perspektive bietet der Informationsaustausch über alternative Netze wie GPS und UMTS. Lediglich die technische Umsetzung eines problemfreien Umschalten zwischen den Netzen ist fraglich.
Ein weiteres Problem der Überlastung stellt ein Stau auf der Autobahn dar. Hier würden, im Falle der C2C-Technik, zu viele Informationen von Auto zu Auto weitergegeben, so dass diese Technik nicht den gewünschten Effekt erzielen kann. Jeder Verkehrsteilnehmer, der im Stau steht, könnte die Nachricht einer Gefahren-Warnung erhalten, da Fahrzeuge auf der Autobahn stehen und nicht fahren. Hilfreich ist an dieser Stelle sicherlich eine einheitliche Staumeldung und Differenzierung des Gefahrenpotentials. So ist es notwendig, dass Fahrzeuge, welche am Stauende stehen, eine Gefahren-Warnung an anfahrende Autos senden.
Insbesondere die Fahrschulen sollten diese Technik den Fahrschülern ausreichend erläutern, aber nur in einem gewissen Umfang. Denn die Gefahr, dass sich der Fahrer blind auf das System verlässt, ist groß. Hier muss eine Möglichkeit gefunden werden, damit Autofahrer selbst achtsam sind und die C2X-Systeme als Unterstützung im Straßenverkehr beachten.
9 Mögliche Realisierung
Als letzten Teil der Fallstudie geht es darum, ein Konzept zu entwickeln wie man die Techniken sinnvoll in der Fahrausbildung einsetzen kann. Hier zu werden in den folgenden drei Unterkapiteln drei Lösungsvorschläge entwickelt welche die Ergebnisse aus den Interviews und die Grundlagen der Technik bestmöglich vereinen sollen.
9.1 Vernetzte Fahrzeuge
Der Lösungsvorschlag für vernetzte Fahrzeuge ist in zwei Kapitel unterteilt.
Grundlegendes Ziel der C2X Technologien sollte es sein das Unfallrisiko, durch nicht einsehbare Gefahren, zu verringern. Dazu ist auf der einen Seite eine Erweiterung der operativen Sichtweite des Fahrers notwendig. Somit können nicht direkt einsehbare Gefahren, wie in Abbildung 1 dargestellt, vermieden werden. Dies würde dem Prinzip der Unfallprävention entsprechen und viele Gefahren verringern.
Damit verbunden ist die ausreichende Erhöhung der Reaktionszeit in Notfällen. Allerdings ist eine solche Realisierung nur bedingt realisierbar, da es sich bei der C2X-Technologie um ein Warnsystem handelt und nicht um ein System, dass aktiv in den Verkehr eingreift.
Auf der einen Seite besteht die Möglichkeit C2I basierte Systeme aufzubauen. Dies setzt ein komplettes auf die Infrastruktur basierende Netzwerke. Hierfür müssen RSU in ausreichender Menge angebracht werden, damit ein flächendeckender Verkehr der Informationen möglich ist. Die RSU werden an Ampeln, Verkehrsschilder oder Baustellen angebracht und stellen technisch die Funktion eines Routers dar. So handelt es sich dabei um Netzte mit festen Gateways. Jeder Verkehrsteilnehmer verbindet sich automatisch mit dem sich in Reichweite befindenden RSU. Die, bei der auf C2I basierenden Technologie, aufkommenden Gefahren wurden eingangs schon in Kapitel 8.4 erläutert und dargestellt.
Auf der anderen Seite kann ein Netzwerk nach der C2C-Technologie genutzt und aufgebaut werden. Dabei sind die Verkehrsteilnehmer(Autos und Motorräder) lediglich Endgeräte und empfangen und senden relevante Daten. Dabei können die Fahrzeuge über eine ad-hoc Verbindung kommunizieren und Informationen über Gefahren weitergeben. Dabei dienen die Fahrzeuge auch als Repeater und verbreiten somit die Informationen in einem gewissen Umkreis der Gefahr. Vorteilhaft ist bei dieser Form, dass eine aufwändige Verbindungswiederherstellung, bei auftretenden Verbindungsabbrüchen zu Routern, umgangen wird.
Es bestehen zwei Möglichkeiten der Realisierung von vernetzten Fahrzeugen. Zum einen die C2C-Kommunikation und zum andern die C2I-Kommunikation.
Beide Varianten beinhalten Vor- und Nachteile. Welche Variante die sinnvollere ist gilt es abzuwägen, allerdings muss eine von beiden einheitlich eingeführt werden um die besehenden Ziele der Technologie, nämlich die operative Sichtweite des Fahrers und die Reaktionszeit bei Notfällen erhöhen, zu erreichen.
Sicherer erscheint aber eine Einführung der C2C-Technologie, da so ein Zusammenbruch des Netzes bzw. Störfaktoren von Routern umgangen werden können.
Zusammenfassend stellt sich aber auch hier das Problem für die Umsetzung in der Fahrausbildung. Das System der Connected Cars beruht darauf, dass alle Verkehrsteilnehmer an dem System teilnehmen und auch die Infrastruktur der Städte darauf ausgerichtet wird. Dadurch hat der Fahrschüler keinen Nutzen davon, wenn das Fahrschulauto mit der Technik ausgestattet wird. Eine Möglichkeit trotzdem die Technik für die Fahrausbildung zu nutzen ist es, eine sogenannte Versuchsstadt einzurichten. Hierfür müsste eine Stadt seine Ampeln und Verkehrszeichen modernisieren. In diesem Falle könnte für die Fahrausbildung zumindest die C2I-Technologie genutzt werden.
9.2 Vernetzte Verkehrsübungsplätze
Aus den oben bestehenden Problemen ergibt sich ein Lösungsansatz, welcher als Grundlage einen Verkehrsübungsplatz nutzt. Anders als bei herkömmlichen Übungsplätzen, bei welchen die Besucher mit ihren eigenen Fahrzeugen auf dem Platz fahren, wird bei diesem vernetzen Verkehrsübungsplatz das Fahrzeug den Teilnehmern bereitgestellt. Hierbei handelt es sich im Fahrzeuge, welche mit der in Kapitel 6 angesprochenen Technik ausgerüstet werden. Auch die Ampeln und ähnliche infrastrukturellen Objekte werden mit dieser Technik wie beispielsweise mit den RSUs ausgerüstet.
Nach heutigem Stand erscheint eine solche Lösung eher als technische Spielerei, jedoch könnten diese Plätze sich großem Andrang erfreuen, wenn Connected Cars immer mehr Einzug in die Automobilbranche erhalten.
So könnten sich nicht nur Fahranfänger auf das Autofahren mit Hilfe der modernen Autos einstellen sondern auch erfahrene Fahrer können testen, ob sie mit einem solch modernem Auto problemlos klarkommen würden. Insgesamt gesehen würden in diesem Szenario dann sowohl die C2C-Technologie also auch ein C2I basiertes System zum Einsatz kommen.
Die bereits angesprochenen RSU Einheiten würden dann z.B. an den Stop-Schildern und Vorfahrtachten-Schildern angebracht werden. Hier würden dann die Informationen zusammenkommen und die Fahrer würden ein Warnsignal hören wenn sie einen Fehler machen oder aber beispielsweise zu schnell einer solchen Stelle nähern. Auch eine Geschwindigkeitsüberschreitung könnte mit diesen bereitgestellten Fahrzeugen verhindert werden, wodurch auch die allgemeine Sicherheit auf dem Platz erhöht wird.
9.3 Fahrausbildung für Sondersignalfahrten
Eine besondere Rolle könnten die Connected Cars im Rahmen der Fahrausbildung für Sondersignalfahrten einnehmen.
Auch Sondersignalfahrten, wie die der Feuerwehr und Polizei, können durch eine Einführung der C2X-Systeme sicherer werden. Nach aktuellem Stand werden Sondersignalfahrten meistens virtuell simuliert oder aber die Neulinge werden ins kalte Wasser geworfen und fahren von Anfang an im Straßenverkehr wobei sie einen Betreuer an ihrer Seite haben, welcher jedoch nicht aktiv eingreifen kann. Diese Fahrausbildung kann man mit Hilfe der Technik verbessern und der Fahrer bekommt im Straßenverkehr aktive Hilfe beim treffen seiner Entscheidungen.
Ein Beispiel veranschaulicht diesen Sachverhalt. Ein Rettungsfahrzeug fährt auf eine Kreuzung zu. Ohne C2X-Systeme besteht ein hohes Unfallrisiko, da andere Verkehrsteilnehmer möglicherweise durch laute Musik abgelenkt sind. Damit auch solche Situationen weniger gefährlich sind, kann ein C2X-System helfen. In dem angeführten Beispiel sendet das Rettungsfahrzeug via WLAN nach 802.11 oder über Mobilfunk ein Warnsignal an die anderen Verkehrsteilnehmer. Somit kann eine potentielle Gefahrensituation vermieden bzw. das Unfallrisiko minimiert werden.
Damit die Technik, wie in den oben genannten Szenario, einsetzbar ist, sollten solche Sondersignalfahrten mit C2X-Systemen in der Fahrausbildung geübt werden. Theoretisch kann somit die Zeit, die ein Rettungsfahrzeug zum Unfallort braucht verringert werden.
Ähnlich wie im obrigen Beispiel der vernetzten Fahrzeuge kann diese Technik nur dann erfolgreich angewandt werden, wenn alle Verkehrsteilnehmer teilhaben. So könnte die schon angesprochene Versuchsstadt den Nutzen der C2X-Technologie hervorheben.
Allerdings wird diese Realisierung vielmehr nur theoretisch funktionieren, da die C2X-Systeme nicht menschliches Versagen vermeiden können.
Ein weiteres Problem welches hier auftaucht ist die bereits angesprochene Problematik aufgrund der zu kleinen Verbreitung der Technik. Denn auch bei einer Sondersignalfahrt müssten alle Verkehrsteilnehmer an der Technik partizipieren.
Welche Lösung jedoch sinnvoll umgesetzt werden kann ist der Einsatz der C2C-Technologie bei einer Konvoifahrt wie sie beispielsweise beim Ausrücken eines Feuerwehrzuges vorkommt. Hierbei würde das an der Front fahrende Fahrzeug ständig die Informationen an die darauf Folgenden senden. Sollte an einer Kreuzung z.B. eine Gefahrensituation aufgrund einer gesperrten Fahrbahn auftreten, sendet das erste Fahrzeug diese Information automatisch an die Anderen. Insbesondere Neulinge können so während der Ausbildung sich primär auf sich und ihr fahren konzentrieren und bekommen alle wichtigen Informationen über die Technik mitgeteilt.
10 Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die C2X-Technologie unter bestimmten Voraussetzungen sinnvoll ist. Die Differenzierung in C2C und C2I erscheint dabei vorerst nebensächlich, da zuerst technische Fragen geklärt werden müssen.
Nach der Ausarbeitung dieser Fallstudie erscheint uns persönlich die C2C-Technologie als die sinnvollere, da so direkt Ausfallrisiken, wie die eines Routers und somit der Verbindung aller sich in Reichweite befindenden Fahrzeuge, umgegangen werden kann. Die ad-hoch Verbindung und die Funktion des Autos als Repeater erscheinen daher vorteilhafter. Die Theorie besagt, dass durch eine flächendeckende Verbreitung der C2X-Technologie das Unfallrisiko minimiert werden kann. Allerdings müssen erste Praxistests in einem großen Umfang zeigen, wie weit eine Realisierung in Städten möglich ist. Dazu kann eine Musterstadt ausgesucht werden, welche staatlich subventioniert moderne Verkehrschilder und Auto zur Verfügung stellt, welche den Prinzipien der C2X-Kommunikation entsprechen.
Die Einführung der Technologie in der Fahrausbildung erscheint nur dann schlüssig, wenn eine flächendeckende Verbreitung der C2X-Systeme gewährleistet ist. Denn es ist kontraproduktiv, wenn ein Fahrschüler den Umgang mit der Technik erlernt, aber diese gar nicht relevant für den echten Straßenverkehr ist. Aus diesem Grund muss eine Einführung dieser System entweder staatlich vorgeschrieben werden, oder diese Produkte und Lösungen werden kostengünstig angeboten, dass jeder Verkehrsteilnehmer dieses Produkt erwerben kann.
Alles in allem ist die C2X-Technologie sinnvoll, sofern diese flächendeckend eingeführt ist. Sollte diese Voraussetzung realisierbar sein, erscheint eine Schulung in dem Umgang mit C2X-Systemen in der Fahrausbildung als unumgänglich.
11 Fußnoten
- ↑ Vgl. http://www.kfz-versicherungen.cc/kfz-versicherung-fahranfaenger.html
- ↑ Vgl. http://www.informatikjahr.de/?id=139
- ↑ Vgl. http://www.itwissen.info/definition/lexikon/car-to-car-communication-C2C-Car-to-Car-Kommunikation.html
- ↑ Vgl. http://www.informatikjahr.de/?id=139
- ↑ Vgl. http://www.car-to-car.org/index.php?id=8&L=mbgiqdmn
- ↑ Vgl. http://www.atzonline.de/Aktuell/Nachrichten/1/8352/EU-Kommission-stellt-Weichen-fuer-mehr-Verkehrssicherheit.html
- ↑ Vgl. http://www.itwissen.info/definition/lexikon/car-to-car-communication-C2C-Car-to-Car-Kommunikation.html
- ↑ Vgl. http://www.car-to-car.org/fileadmin/downloads/C2C-CC_manifesto_v1.1.pdf
- ↑ Vgl. http://www.itwissen.info/definition/lexikon/C2I-car-to-infrastructure-Car-to-Infrastructure.html
- ↑ Vgl. http://www.network-on-wheels.de/documents.html
12 Literatur-und Quellenverzeichnis
Internet-Quellen
| o.V. Homepage IT-Wissen, Deutschland, Car-to-Car-Kommunikation http://www.itwissen.info/definition/lexikon/car-to-car-communication-C2C-Car-to-Car-Kommunikation.html, 25.05.2010, 13:28 |
| o.V. Homepage IT-Wissen, Deutschland, Car-to-Infrastructure o http://www.itwissen.info/definition/lexikon/C2I-car-to-infrastructure-Car-to-Infrastructure.html , 13.06.2010, 13:08 |
| o.V. Homepage Informatikjahr, Deutschland, Vernetzte Fahrzeuge http://www.informatikjahr.de/?id=139, 25.05.2010, 13:14 |
| o.V. Homepage KFZ-Versicherungen, KFZ Versicherung für Fahranfänger http://www.kfz-versicherungen.cc/kfz-versicherung-fahranfaenger.html, 13.06.2010, 15:26 |
| o.V. Homepage Network on Wheels, Einsatzbereite Techniken http://www.network-on-wheels.de/, 13.06.2010, 13:06 |
