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C-V2X als Sicherheitstreiber in der Automobilbranche

6. August 2021, 8:30 Uhr | Autor: Vishnu Sundaram, Redaktion: Irina Hübner
Vernetzung im zukünftigen Straßenverkehr
© shutterstock | jamesteohart

5G-fähige Fahrzeuge sind die Zukunft. Dadurch werden neue Sicherheitstechnologien nötig – eine davon ist Cellular Vehicle-to-Everything. Doch was genau trägt C-V2X zur Sicherheit bei?

5G, das Mobilfunknetz der nächsten Generation, wird momentan weltweit ausgerollt: Das erste 5G-fähige Mobiltelefon wurde bereits im Februar 2019 eingeführt, und schon bald werden die ersten 5G-fähigen Autos auf den Markt kommen. Mit ihnen gehen fortschrittliche Sicherheitsfunktionen einher, die von neuen Telematik-Steuergeräten angetrieben werden. Eine solche neue Sicherheitstechnologie ist Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X).

Als Peer-to-Peer-Technologie wird C-V2X den direkten Datenaustausch zwischen entsprechend ausgestatteten Fahrzeugen und Geräten in einem Umkreis von einem Kilometer mit einer breiten Palette von Sicherheitsfunktionen begleiten. Im Sinne einer »vernetzten Gesellschaft« werden Fahrzeuge, Straßeninfrastrukturen, Dienstleister und schließlich sogar mit Mobiltelefonen ausgestattete Fußgänger und Radfahrer miteinander verbunden.

Dabei wird eine flächendeckende 5G-Konnektivität die Mobilität und die Verkehrssicherheit grundlegend verändern. Innovative Funktionen wie Vehicle-to-Pedestrian- (V2P-)Warnungen nutzen Peer-to-Peer-Signale und Proximity-Scanning, um Fahrer, Fußgänger und Radfahrer, die an diesem System teilnehmen, zu identifizieren und über Gefahrenpunkte auf der Straße oder eine Unfallquelle zu informieren.

Dadurch werden Leben gerettet. Jährlich sterben rund 1,3 Millionen Menschen bei Straßenverkehrsunfällen, zwischen 20 und 50 Millionen Menschen werden verletzt. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) schätzt, dass über die Hälfte dieser Unfälle die sogenannten ungeschützten Verkehrsteilnehmer betrifft, zum Beispiel Fußgänger und Radfahrer. Anzunehmen ist, dass V2P, wenn es vollständig eingesetzt wird, dazu beitragen wird, diese Zahlen erheblich zu reduzieren.

Doch wie genau funktioniert C-V2X eigentlich?

Das System ähnelt der Technologie, die bereits in Flugzeugen eingesetzt wird, um Kollisionen in der Luft zu reduzieren. Jedes C-V2X-fähige Fahrzeug oder Gerät sendet ein Orientierungssignal (englisch »beacon«) aus, das den aktuellen Standort, die Geschwindigkeit und die Fahrtrichtung angibt. Diese Signale werden von allen teilnehmenden Geräten in der Nähe überwacht.

Ihre Standorte und Richtungstendenzen werden mithilfe von Algorithmen verglichen, um potenzielle Sicherheitskonflikte zwischen den Geräten festzustellen. Wenn das System eine Gefahr erkennt, werden die Betroffenen, zum Beispiel Fahrer und Fußgänger oder Radfahrer, gewarnt. Die Kommunikation zwischen den Geräten und dem Auto dauert nur wenige Millisekunden und bietet so die nötige Unmittelbarkeit, um Warnungen auszugeben, wenn etwa ein Fußgänger im Begriff ist, eine Straße zu überqueren.

Auch die Art und Weise, wie der Fahrer über eine potenzielle Gefahr informiert wird, ist wichtig; dieser muss gewarnt werden, ohne dass er von einem Warnsignal zu sehr abgelenkt wird. Die genaue Art der Benachrichtigung wird von den Automobilherstellern festgelegt und kann akustische Warnungen, visuelle Hinweise und haptisches Feedback über das Lenkrad oder den Fahrersitz umfassen. Auch prüfen die Hersteller von Mobiltelefonen derzeit, wie genau sie die C-V2X-Funktionalität in ihre Mobiltelefone integrieren können.

Ein weiterer wichtiger Aspekt von C-V2X ist die Vernetzung mit der nahegelegenen Straßeninfrastruktur, um die Effizienz des öffentlichen Straßenverkehrs zu verbessern. Straßenseitige Einheiten (Roadside Units, RSUs), wie zum Beispiel Ampelsteuerungen, Versorgungsmasten und Verkehrsmesssysteme, werden mit C-V2X ausgestattet werden. Dies ermöglicht eine hyperlokale Kommunikation mit den Fahrzeugen, einschließlich lokaler Kameraansichten, Ampelkoordination und -status, Parkplatzverfügbarkeit und dynamischer hochauflösender Karten.

RSUs können auch mit der notwendigen Technologie ausgestattet werden, um die Kommunikation zwischen Geräten und Infrastruktur über Edge Computing mit niedriger Latenz zu optimieren. Die dezentralen Rechenkapazitäten dieser RSUs entlasten bestimmte stromintensive Verarbeitungsfunktionen und ermöglichen so eine höhere Batterieeffizienz und Systemleistung.

Damit die neue Sicherheitstechnologie allerdings den größtmöglichen Nutzen bringen kann, muss sie auch von der Mehrheit der Fahrzeuge übernommen werden. Ein großes Hindernis, das dabei überwunden werden muss, ist das Fehlen staatlicher Vorgaben. Neuwagenkäufer zahlen selten extra für Sicherheit; sie setzen sie voraus. Nur wenn die Aufsichtsbehörden derartige Sicherheitsstandards vorschreiben, wird die Einführung dieser wichtigen neuen Technologie beschleunigt werden. Bis heute ist dies einzig in China der Fall. Es ist aber davon auszugehen, dass bis zur Mitte des Jahrzehnts auch in anderen Regionen staatliche Auflagen in Kraft treten werden.

Ein weiteres Hindernis ist die Konsolidierung auf ein Standardprotokoll, auf eine gemeinsame »Sprache«. Derzeit gibt es nämlich zwei ähnliche Protokolle, aber das eine kann nicht mit dem anderen »sprechen«. Damit das System voll funktionsfähig ist, muss sich der Markt auf ein einziges Protokoll einigen.

In jedem Fall werden gegen Ende dieses Jahrzehnts die meisten Autos mit 5G und damit einhergehend auch mit V2X ausgestattet sein. Ab diesem Zeitpunkt wird sich der Einfluss der Technologie am stärksten bemerkbar machen. Die Etablierung von V2P-Systemen hängt dabei auch von der Nutzung und (Weiter-)Entwicklung der Mobiltelefonie ab, die diese maßgeblich vorantreibt.

 

Der Autor

Vishnu Sundaram
ist Senior Vice President der Telematics Business Unit bei Harman.

 

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