Wissenschaftler*innen des Heinz Nixdorf Instituts der Universität Paderborn erforschen Potenziale vom vernetzten und autonomen Fahren
Grüne Ampeln, intelligente Routen und weniger Emissionen – Können autonome Fahrzeuge unseren Verkehr optimieren? Selbstfahrende Autos sind längst keine Science-Fiction mehr. Wissenschaftler*innen des Heinz Nixdorf Instituts der Universität Paderborn beschäftigen sich in einem neuen Projekt mit den Potenzialen autonomer Fahrzeuge und untersuchen, wie durch selbstfahrende Autos der Verkehrsfluss verbessert und letztendlich auch die Umwelt geschont werden kann. Das Vorhaben mit dem Titel „TraCMAS – Traffic Control for Mixed Autonomy Systems“ wird von der Karl-Vossloh-Stiftung für drei Jahre mit 248.000 Euro gefördert.
Großes Potenzial für den Verkehr der Zukunft?
Vergangenen Monat fiel der Startschuss für das Projekt. „Autonome Fahrzeuge bieten große Chancen und stellen uns gleichzeitig vor vielfältige Herausforderungen“, so Christopher Link, Wissenschaftler der Fachgruppe Regelungstechnik und Mechatronik unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Ansgar Trächtler. In dem neuen Projekt wollen die Wissenschaftler*innen Potenziale von autonomen Fahrzeugen und sogenannter Car2X-Kommunikation erforschen, um so Wartezeiten zu reduzieren, den Verkehr flüssig zu halten und Schadstoffemissionen zu senken. „Während autonome Fahrzeuge keinen Fahrer zur Fahrzeugsteuerung mehr benötigen, versteht man unter Car2X-Kommunikation, dass Fahrzeuge mit ihrer Umwelt, aber auch untereinander kommunizieren“, erklärt Link.
„Im Gegensatz zu vielen anderen Forschungsarbeiten betrachten wir den teilautonomen Verkehr“, erläutert Link. „Das bedeutet, dass wir uns auf den Zeitraum der Einführung autonomer Fahrzeuge in den konventionellen Verkehr konzentrieren.“ Da autonome Fahrzeuge nur nach und nach in unseren bestehenden Verkehr eingeführt würden, sei diese Übergangsphase wichtig, aber auch herausfordernd. Denn: Autonome Fahrzeuge müssen sowohl mit nicht autonomen Fahrzeugen als auch mit nicht motorisierten Verkehrsteilnehmern wie Fußgängern oder Radfahrern interagieren. „Indem wir das reale Straßennetz von Paderborn in der Simulation abbilden, stellen wir auch in unserer rein simulativen Arbeit realistische Bedingungen her“, erläutert Link.
Weniger Staus und Emissionen
Mit dem Einsatz autonomer Fahrzeuge könnte man dazu beitragen, viele allgegenwärtige Probleme und Störungen im täglichen Straßenverkehr zu beheben, so der Paderborner Wissenschaftler. Als Beispiel nennt er die Reduzierung von Wartezeiten innerhalb des Straßennetzes einer Stadt: „Die Sensoren der autonomen Fahrzeuge können dafür genutzt werden, die Verkehrslage in Echtzeit zu erfassen und zu rekonstruieren. Mithilfe dieses Verkehrsbildes können autonome, aber auch konventionelle Fahrzeuge über die aktuelle Verkehrslage informiert werden. Autonome Fahrzeuge sind so in der Lage, automatisch eine andere Route zu wählen, um stark belastete Knotenpunkte zu umfahren. Ziel ist dabei die bestmögliche Führung durch das Straßennetz, um bestimmte Punkte zu entlasten“, so Link. Durch diese Entlastung würde neben der Wartezeit an größeren Kreuzungen auch der Stop-and-Go-Verkehr reduziert und das senke letztlich die Schadstoffemissionen.
Bei ihren Untersuchungen nehmen die Wissenschaftler*innen auch Fahrzeuge in den Blick, die nicht autonom sind. „Konventionelle Fahrzeuge können ebenfalls mit Car2X-Kommunikationstechnik ausgestattet werden, wodurch auch diese Informationen über den Verkehr sowie Geschwindigkeits- und Routenvorschläge erhalten können.“ Dadurch würden sich neue Möglichkeiten ergeben, so Link: „Durch die Kommunikationsfähigkeit autonomer und konventioneller Fahrzeuge mit der Verkehrsinfrastruktur kann beispielsweise die Schaltung von Lichtsignalanlagen optimiert werden. Diese würden stetig darüber informiert, an welchem Punkt im Straßennetz sich Fahrzeuge befinden und könnten gezielt darauf reagieren. Dies ermöglicht dann eine Reduzierung von Wartezeiten an Ampeln.“
Am Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn gibt es bereits laufende Projekte, die die Optimierung des Straßenverkehrs in den Fokus rücken, beispielswese das „Pilotprojekt Schlosskreuzung“. Weitere Informationen dazu gibt es unter: www.hni.uni-paderborn.de/rtm/forschung/fahrerassistenzsysteme/pilotprojekt-schlosskreuzung/.
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Christopher Link
