Ein Navigationssystem mit Blick in die Zukunft

Forscher der FH Oberösterreich arbeiten an Routingalgorithmen, die automatisch Staus verhindern sollen, bevor diese entstehen

Wien – Die anstehende Digitalisierung und Automatisierung des Straßenverkehrs soll vor allem eines bewirken: mehr Effizienz. Der steigende Individualverkehr soll stau- und unterbrechungsfrei auf dem Straßennetz untergebracht werden und dennoch ungebremst und energiesparend fließen. Fahrzeuge sollen dabei sicher miteinander kommunizieren können, um einander mitzuteilen, in welche Richtung sie müssen und wann gebremst werden soll.

Im Rahmen des Projekts Connected Cars an der FH Oberösterreich wird gleich mehreren Aspekten eines effizienteren Verkehrsflusses Rechnung getragen. Einer davon zielt darauf ab, die Fahrzeuge, die unterwegs sind, besser zu koordinieren. „Wir versuchen Staus zu vermeiden, noch bevor sie entstehen“, erklärt Projektleiter Gerald Ostermayer von der Fakultät für Informatik, Kommunikation, Medien am Campus Hagenberg.

Im Rahmen des vom Land Oberösterreich und durch EU-Gelder aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung geförderten Projekts arbeitet Ostermayer mit seinen Kollegen an Navigationsalgorithmen, die die Verkehrssituation vorausschauend bewerten. Bei Staugefahr werden Autos so umgeleitet, dass weiterhin alle flüssig fahren können. „Dieses dynamische Rerouting basiert nicht auf der tatsächlichen, sondern auf einer vorhergesehenen Verkehrssituation“, sagt Ostermayer.

Auf Basis der Daten von den Navigationscomputern in den Autos könne automatisch abgeschätzt werden, wo zehn Minuten später ein Stau entstehen wird.

Ein Anwendungsszenario wäre ein Service, dem man die eigenen Fahrtinformationen zur Verfügung stellt, wofür man aktuelle Navigationsanweisungen aufgrund einer vorausschauend berechneten Gesamtverkehrslage erhält. Die Kosten dafür müssten für den Fahrer niedriger als die Ersparnis durch geringeren Spritverbrauch bleiben. Die Leistung eines solchen Systems hängt davon ab, wie viele Teilnehmer ihr Fahrtziel preisgeben.

Die Verbesserung des Verkehrsflusses könnte aber noch weitergehen – etwa wenn man davon ausgeht, dass nicht alle Menschen in der Früh zu einem fixen Zeitpunkt aufbrechen müssen. „Die Frage ist, ob ich die Verkehrssituationen verbessern kann, wenn ich Teilnehmer nicht um 7.10, sondern um 7.25 Uhr wegfahren lasse.“Man könnte innerhalb eines Zeitfensters nach einer optimalen Abfahrtszeit suchen, die dazu beiträgt, die gesamte Verkehrssituation zu optimieren, so der Forscher, der mit seinen Kollegen das Potenzial solcher Berechnungen abschätzen möchte.

Kryptografie im Auto

Neben diesem Blick auf die Effizienz ganzer Straßennetze kümmern sich Ostermayer und Kollegen auch um Aspekte der Kommunikation zwischen Fahrzeugen mit hohem Automatisierungsgrad. Neben Modellen, die die Übertragung von Daten zwischen Sendern und Empfängern simulieren, werden auch Auswirkungen von Datensicherheitssystemen unter- sucht. Wenn etwa ein autonom steuerndes Auto dem dahinter fahrenden ein Bremssignal übermittelt, besteht die Gefahr, dass die Kommunikation manipuliert wird, erklärt Ostermayer. „Ein Angreifer könnte aus dem Befehl, langsamer zu fahren, ein ‚Fahr schneller‘ machen.“

Eine Verschlüsselung verlangsamt den Austausch von Daten. Die zeitliche Verzögerung darf aber nicht dazu führen, dass ein Auto zu spät bremst, so der Forscher – auch nicht wenn Fahrzeuge künftig elektronisch gekoppelt knapp hintereinander fahren, um Treibstoff und Platz zu sparen. Dieser Abgleich soll im Projekt systematisch analysiert werden. Das Ziel ist, die richtige Balance zwischen IT-Security und Straßensicherheit zu finden. (pum)