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eCall- und ERA-Glonass-Bordsysteme standardkonform testen

Für ein sicheres SOS

16. März 2015, 14:33 Uhr | Von Christian Hof

eCall- und ERA-Glonass-Bordsysteme im Standardtest

Das automatische Notrufsystem eCall soll nach dem Willen der EU-Staaten ab März 2018 in allen neuen Automodellen Pflicht sein. ERA-Glonass, die russische eCall-Variante, startet bereits im Frühjahr 2015. Mit dem eCall-/ERA-Glonass-Conformance-Test-System von Rohde & Schwarz verifizieren die Hersteller ihre Lösungen schnell und zuverlässig.

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Im Mai 2010 proklamierte die UN-Generalversammlung die Periode von 2011 bis 2020 als Dekade der Verkehrssicherheit. Innerhalb dieser Zeitspanne sollen weltweit Maßnahmen ergriffen werden, um die hohe Zahl der Todesfälle und schweren Verletzungen durch den Straßenverkehr wirksam zu reduzieren. In der Europäischen Union (EU) wurde dazu unter dem Namen eCall ein automatisches Notrufsystem konzipiert. Sowohl die Kommission als auch EU-Parlament und Rat haben der Initiative zugestimmt. Sie sieht vor, dass alle neuen Pkw- und Lieferwagen-Modelle, die nach Stichtag 31.03.2018 in der EU auf den Markt kommen, für den Betrieb von eCall vorbereitet sein müssen. Auch Russland hat ein entsprechendes Gesetz verabschiedet. Demnach müssen dort ab Frühjahr 2015 alle neuen Fahrzeuge mit einem auf eCall basierenden, jedoch für die russischen Belange erweiterten ERA-Glonass-System ausgestattet sein.

Notrufe per eCall

Bei einem schweren Unfall alarmiert der Emergency Call (eCall) automatisch über eine Mobilfunkverbindung die lokale Notrufzentrale. Ob ein schwerer Unfall vorliegt, entscheidet die Fahrzeugelektronik. Typischerweise wird die eCall-Aktivierung an die Airbag-Auslösung gekoppelt sein. Welche Sensoren nach welchen Kriterien in die Entscheidung einbezogen werden, bleibt aber den Herstellern überlassen. Alternativ kann ein Fahrzeuginsasse das System auch manuell auslösen, wenn ein Notfall vorliegt, der sich nicht automatisch erfassen lässt – etwa ein akutes Gesundheitsproblem eines Fahrzeuginsassen – oder bei dem ein anderes Fahrzeug betroffen ist.

Weil eCall sowohl eine Mobilfunkverbindung als auch Satellitenortung im Fahrzeug voraussetzt, müssen mit seiner Einführung zwangsläufig auch preiswerte Kleinwagen ab Werk über diese Funktionen verfügen. Den Fahrzeugherstellern bleibt die Wahl, entweder ein reines eCall-Modem zu integrieren oder diese Fahrzeuge mit eCall-fähigen Telematikeinheiten auszurüsten, die darüber hinaus für Infotainment-Zwecke genutzt werden können.

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Aufbau und Arbeitsweise

Das eCall-System besteht prinzipiell aus drei Komponenten (Bild 1): der fahrzeugseitigen Elektronik (In-Vehicle System, IVS), dem Telefonnetz, über das die Kommunikation erfolgt (Mobilfunk und Festnetz) sowie der Notrufzentrale (Public Safety Answering Point, PSAP). Im Auslösefall wählt das System die europaweit einheitliche Notrufnummer 112. Damit die Gegenstelle erkennt, dass es sich um einen eCall-Anruf handelt, wird mit der Signalisierung ein spezielles Flag übertragen, das die Netzbetreiber in ihren Mobilfunknetzwerken unterstützen müssen. Daraufhin wird die Kontrolle einem Public Safety Answering Point (PSAP) übergeben, der das IVS zur Übertragung des eCall-typischen, 140 Byte langen Datentelegramms (Minimum Set of Data, MSD) auffordert.

Das MSD (Tabelle) enthält alle wesentlichen Informationen, die ein Rettungsdienst braucht, um angemessen reagieren zu können:

Fahrzeugposition,
Fahrtrichtung (wichtig auf Autobahnen),
Unfallzeitpunkt, Fahrzeugtyp,
Antriebsart und Treibstoffsorte (wichtig für die Feuerwehr),
vermutete Anzahl der Insassen (meist über Anzahl der geschlossenen Sicherheitsgurte).

Weitere Angaben sind optional. Für die Übertragung dieser kurzen Datensequenz hat sich die Europäische Kommission wegen der flächendeckenden Verfügbarkeit für GSM und aufgrund der Priorisierung von Sprachtelefonie für die altbewährte Technik des Inband-Modems entschieden. Dieses sendet die Daten wie zu Zeiten der Akustik-Koppler für Telefone als Pieptöne über den Sprachkanal. Sie werden im PSAP dekodiert und an der Konsole des PSAP angezeigt. Anschließend wird eine Sprachverbindung zwischen PSAP und dem Fahrzeug geschaltet, so dass sich die Parteien direkt unterhalten können.

Bei eCall handelt es sich um ein schlafendes System. Es wird erst aktiv, wenn es benötigt wird. Das IVS überwacht zwar im Ruhezustand kontinuierlich entsprechende Unfallsensoren auf spezielle Ereignisse und prüft die Positionsinformation. Außerdem überwacht es die verfügbaren Mobilfunknetzwerke, nutzt sie aber nicht. Erst wenn der Notfall eintritt, registriert sich das IVS am stärksten verfügbaren Netzwerk und setzt einen eCall ab. Bild 2 zeigt den Kommunikationsablauf bei einem Unfall im Detail:

Wenn sich ein Unfall ereignet, setzt das IVS automatisch einen eCall an eine Notrufzentrale über das GSM-Netzwerk ab. Es werden dann kontinuierlich Start-Nachrichten an das PSAP gesendet (maximal fün Mal, „Initiation“).
Sobald die Notrufzentrale den eCall empfangen und die START-Nachricht erkannt hat, sendet das PSAP einen SEND-MSD-Befehl an das IVS.
Wenn das IVS den SEND-MSD-Befehl erfolgreich empfangen hat, überträgt es SYNC Frames, gefolgt von dem eigentlichen MSD mit Redundanz-Version RV0 („MSD“).
Wenn die Notrufzentrale das MSD wiederum erfolgreich dekodiert hat – hierfür werden manchmal mehrere Redundanzversionen des MSD via NACK angefordert – überträgt das PSAP ein LL-ACK (Link Layer Acknowledgement) als Rückmeldung.
Das IVS stoppt daraufhin die Übertragung des MSD.
Nach erfolgreicher CRC-Überprüfung (Cyclic Redundancy Check) überträgt die Notrufzentrale ein AL-ACK (Application Layer Acknowledgement); dies zeigt dem IVS an, dass der eCall erfolgreich abgeschlossen ist und die MSD-Daten empfangen wurden. Dies ist gleichzeitig das Signal für das IVS, auf eine Sprachverbindung via Mikrofon und Lautsprecher umzuschalten. Ein Mitarbeiter der Notrufzentrale hat nun die Möglichkeit, mit den Insassen zu sprechen.
Am Schluss wird die GSM-Verbindung mittels einer „Release Call“-Prozedur abgebaut.

Das IVS bleibt nach Beendigung der Sprachverbindung für mindestens eine Stunde weiter im Mobilfunknetzwerk registriert und ermöglicht somit den Mitarbeitern der Notrufzentrale, die Insassen im Fahrzeug bei Bedarf erneut zu kontaktieren, etwa um über den Ankunftszeitpunkt der Rettungskräfte zu informieren.