Foto: Anne Lammers, iRights.Lab, CC BY 4.0
Strassenkreuzung mit RSU in Kassel var

Serie: Digitale Testfelder in Deutschland (1) – Kassel

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Stina Lohmüller

Serie: Digitale Testfelder in Deutschland (1) – Kassel

In einer 15-teiligen Artikelserie stellen wir die derzeitigen deutschen Testfelder für autonomes und vernetztes Fahren vor. Im Fokus stehen dabei der aktuelle Forschungsstand, die Testergebnisse und die wichtigsten Erkenntnisse. Ergänzend erläutern wir das „Setting“ des Testfeldes in der jeweiligen Stadt oder Region sowie die entsprechenden Rahmendaten zu Lage, Größe und beteiligten Verkehrsformen. Den Anfang macht Kassel.

Überarbeitet am 30.11.2020.

Übersicht zum digitalen Testfeld Kassel mit Kennzeichnung von Hauptverkehrswegen und Lichtsignalanlagen an Kreuzungen sowie mit installierten Roadside Units, die für den Datenaustausch zwischen Fahrzeugen und Steuerungstechnologien erforderlich sind. Abbildung: Stadt Kassel – Straßenverkehrs- und Tiefbauamt

Das Testfeld Kassel verläuft durch den inneren Stadtbereich und wird seit 2012 ausgebaut und erweitert. Es umfasst den Innenstadtbereich und Verbindungen zwischen der Innenstadt und den Autobahnen südlich und östlich der Stadt und ist ein Testfeld im öffentlichen städtischen Verkehrsnetz. Durch seine Lage finden sich im Testfeld alle Verkehrsarten: Pkw, Lkw, Radfahrer*innen, Fußgänger*innen und der öffentliche Personennahverkehr (ÖPNV) auf eigenen Nahverkehrsfahrstreifen und im Mischverkehr. Kassel hat einen hohen Anteil an Pendler*innen und verzeichnet nicht nur während der Kunstmesse Documenta bedeutsamen touristischen Verkehr.

Über die belebte und stark frequentierte Frankfurter Straße erstreckt sich das Testfeld bis zur Autobahn-Anschlussstelle Kassel-Auestadion sowie auf der ehemaligen Bundesstraße 83 zwischen der Innenstadt und der Autobahn-Anschlussstelle Kassel-Waldau. Hinzu kommen Stadtstraßen im Bereich des Innenstadtrings, auf denen sich PKWs den Raum mit regem Fuß- und Radverkehr, Straßenbahnen und Bussen teilen. Zumeist handelt es sich um belebte Innenstadtbereiche, die für alle Verkehrsteilnehmer*innen zahlreiche anspruchsvolle Situationen bereithalten.

Starke Kommunikation über ETSI ITS G5
Einer der „Knotenpunkte“ im digitalen Testfeld Kassel. Am oberen Teil des Ampelmasts ist eine „Roadside Unit“ (RSU) angebracht. Foto: Stadt Kassel – Bernd Schoelzchen

Im Digitalen Testfeld Kassel wird die „Vehicle-to-X“- Kommunikation (kurz V2X) genutzt, vereinfacht ausgedrückt „Fahrzeug-zu-x-beliebigem-Gegenüber“. V2X steht für die automatisierten Abstimmungen zwischen Fahrzeugen und dem umliegenden Verkehrsnetzwerk, dazu zählen andere Fahrzeuge, Straßen sowie Lichtsignalanlagen.

Die Kommunikation verläuft in der Regel über den Standard ETSI ITS G5 oder über Mobilfunknetz, beispielsweise LTE (4G). Der Empfang von 4G ist im gesamten Kasseler Stadtbereich möglich. Mit dem Standard ETSI ITS G5 verfügt das Testfeld über eine innovative, moderne Kommunikationstechnik, die mit Antennenanlagen in der Regel an den Masten von Lichtsignalanlagen am Straßenrand installiert wurde und wird.

ETSI ITS G5 spielt für automatisierte Fahrzeugsteuerung und autonomes Fahren eine entscheidende Rolle. Gerade im Straßenverkehr hängt die Reaktionsgeschwindigkeit bei plötzlich auftretenden Gefahren bekanntermaßen direkt mit der Sicherheit der Verkehrsteilnehmer*innen zusammen. Doch dafür muss die nötige Infrastruktur existieren.

Mit dieser Kommunikationsinfrastruktur lassen sich verschiedene, teilweise sicherheitsrelevante Daten zwischen Fahrzeugen und Fahrzeugen und Infrastruktur schnell austauschen.

Im Testfeld Kassel sind die Strecken an Kreuzungen und Knotenpunkten mit „Roadside Units“ ausgestattet. Darunter versteht man technische Sende- und Empfangseinheiten, die die Kommunikation zwischen Fahrzeugen und der Infrastruktur ermöglichen.

Auf einer Ampel ist eine Roadside Unit des digitalen Testfelds in Kassel angebracht. Foto: Anne Lammers, iRights.Lab, CC BY 4.0
Foto: Anne Lammers, iRights.Lab, CC BY 4.0
Optimierung des öffentlichen Verkehrs

Auch einzelne Busse und Straßenbahnen, die sich im Testfeld Kassel bewegen, sind mit Bordsystemen (On Board Units) ausgerüstet.

Im öffentlichen Verkehr melden die genannten Nahverkehrsfahrzeuge ihren Standort und ihre voraussichtliche Ankunftszeit an der nächsten Kreuzung sekundengenau über die On Board Unit an die Road Side Units. Bisher können sich Straßenbahnen und Bussen über ein Bake-Funk-System an den Lichtsignalanlagen anmelden. Allerdings werden dabei nur wenige Standorte übermittelt, Verzögerungen dazwischen werden nicht erkannt. So kann es passieren, dass die Fahrzeuge nicht pünktlich an der Haltlinie ankommen, dann ergeben sich Wartezeiten. Viele Fahrgäste kennen die Situation: Plötzlich hält die Straßenbahn scheinbar grundlos an, um dann nach einem unbestimmten Moment weiterzufahren.

Mit dem in Kassel erprobten, bedarfsorientierten System lassen sich diese Standzeiten verkürzen oder verhindern, weil Freigaben an den Lichtsignalanlagen dynamisch angepasst werden. Auf diese Weise können Straßenbahn- und Busfahrer*innen – mittels der genaueren Rückmeldung zum Freigabezeitpunkt – ihre Anfahrt an die Verkehrsknotenpunkte optimieren. Das System gibt ihnen zusätzlich dazu Geschwindigkeitsempfehlungen.

Hilfreich ist dies auch für Rettungsfahrzeuge, die im Notfalleinsatz vom System bevorzugt werden. Die Grüne Welle für Krankenwagen oder Feuerwehr spart wertvolle Zeit und bringt auch für die Sanitäter*innen mehr Sicherheit auf ihrem Weg zu Patient*innen oder ins Krankenhaus. Zusätzlich wird ein Vorwarnsystem erprobt, das andere Verkehrsteilnehmer*innen auf sich nähernde Einsatzfahrzeuge hinweist, so dass zügig eine Rettungsgasse gebildet werden kann.

Die Grafik zeigt den Datenaustausch zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur im digitalen Testfeld Kassel. Abbildung: Stadt Kassel – Straßenverkehrs- und Tiefbauamt
Positive Zwischenbilanz

Nach Aussagen der Beteiligten hat sich dieses System im Testbetrieb bewährt. In einer Pressemitteilung der Universität Kassel – Projektpartner im Testfeld – wurde die Ausweitung der neuen Verkehrsinfrastruktur bereits angekündigt. Bis Ende 2023 sollen Lichtsignalanlagen an 60 Kreuzungen – das ist etwa ein Viertel aller städtischen Ampeln – mit unterschiedlichen Verkehrsträgern kommunizieren können.

Auch besondere Verkehrsträger profitieren von der Ausweitung des Testfeldes. 2019/2020 erprobte das Projekt HERCULES eine cloudbasierte App zur Unterstützung von Schwertransporten auf einer etwa acht Kilometer langen Teststrecke durch das Stadtgebiet.

Die Umsetzung des Testfeldes förderte das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) im Forschungsprogramm „Automatisiertes und vernetztes Fahren auf digitalen Testfeldern in Deutschland“, im Rahmen des Projektes VERONIKA (Vernetztes Fahren des öffentlichen Nahverkehrs in Kassel). So entstand zwischen 2017 und 2019 die technische Grundlage für den direkten Datenaustausch im Testbetrieb, bei deren Einrichtung die Beteiligten wichtige Erfahrungen zur erfolgreichen Umstellung auf vernetzte Verkehrssysteme sammelten.

Die Integration neuer Systeme in die bestehende technische Ausstattung des öffentlichen Raumes ist eine Herausforderung, der sich viele Städte in Zukunft stellen müssen. Innerhalb urbaner Räume bedeutet die Modernisierung der Infrastruktur in der Regel eine intensive interdisziplinäre Zusammenarbeit von Verkehrsplaner*innen, ÖPNV-Betreibern, der IT- und der Automobilindustrie.

Unter der Leitung des Straßenverkehrs- und Tiefbauamts der Stadt Kassel wird mit dem Ausbau und Betrieb des Testfeldes somit auch weiterhin eine kooperative Optimierung der Verkehrsprozesse erprobt.

In dieser Serie zu den digitalen Testfeldern Deutschlands berichten wir nach und nach über 14 weitere Strecken und Areale, etwa in Braunschweig, Dresden, Berlin, Hamburg, Ingolstadt, Düsseldorf und vielen weiteren Städten und Bundesländern. Wenn Sie dazu Fragen, Anregungen oder Informationen haben, freuen wir uns über Ihre E-Mail an momo@irights-lab.de.

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