Das SARTRE-Projekt: Schwarmintelligenz für eine erhöhte Verkehrssicherheit

Der Forschungsbereich “Autonomes Fahren” ist derzeit ein interessantes Betätigungsgebiet. Nicht nur Forschungseinrichtungen wie die TU Braunschweig, die FU Berlin, die Stanford University, mehrere Autohersteller und -zulieferer und andere forschen an autonomen Fahrzeugen, sondern auch fachfremde Unternehmen wie Google & Co.

Einen etwas anderen Ansatz für autonomes Fahren auf Autobahnen und Schnellstraßen wird zur Zeit in einem Forschungsvorhaben um den schwedischen Automobilhersteller Volvo entwickelt. Indem mehrere Pkw zu einer Art Zug, bestehend aus mehreren Einheiten, zusammenfasst werden, soll aus mehreren Einzelfahrzeugen ein einzelnes “virtuelles” Fahrzeug gebildet werden. Dadurch würden Abbiegevorgänge, Spurwechsel oder das einfache Fahren in eine Richtung zu einem einzigen Vorgang zusammengefasst, wodurch die Verkehrssicherheit steigen soll.

Die Technologie steht bereits zur Verfügung und besteht aus mehreren Modulen. Die Entwicklung der unterschiedlichen Module wird von der EU finanziert und über das SARTRE-Projekt koordiniert. Modul Eins ist ein automatisches Bremssystem. Alle neuen Volvos werden mit Sensoren ausgestattet, die automatisch bremsen, sobald sich Fußgänger oder andere Hindernisse im Fahrweg befinden. Auch andere Autohersteller arbeiten an entsprechenden Sensoren. Modul Zwei ist ein Fahrspurassistent, der den PKW in der Spur hält. Modul Drei muss außerhalb des Fahrzeuges in der Straße installiert werden. Computersensoren im Asphalt informieren eine Leitstelle und den Autofahrer über die Verkehrsdichte und eventuelle Staus.Diese Entwicklung soll in sogenannten “Road trains” münden. Dadurch fahren die PKW nicht unabhängig voneinander, sondern in einem Konvoi, der von einem einzelnen Fahrzeug angeführt wird. Dieses Fahrzeug soll von einem professionellen Fahrer gefahren werden, wodurch die Verkehrssicherheit insgesamt steigen soll. Berufskraftfahrern soll mit finanziellen Anreizen die Rolle als Führungsfahrer schmackhaft gemacht werden. Laut Volvo wäre es vorstellbar, dass Nutzer des Road trains bis zu drei Euro je 100 Kilometer bezahlen könnten. Um die Sicherheit zu gewährleisten, soll der Lkw mit einem Atemalkoholgerät ausgestattet sein, sodass die Fahrtüchtigkeit des Lkw-Fahrers vor Fahrtantritt zwingend geprüft werden muss, da ansonsten der Motor nicht startet.

Da Computersensoren die Fahrt jedes einzelnen Fahrzeuges steuern sowie die Kommunikation untereinander sicherstellen, können die Fahrer der sich im Road train befindenden Fahrzeuge Essen, Zeitung lesen, Musik hören ohne selbst die Hand am Steuer haben zu müssen. Des Weiteren kann die Kapazität der Straße ohne weitere Eingriffe erhöht werden, da der Sicherheitsabstand viel geringer sein muss.

Über eine spezielle Application für Smartphones soll der Autofahrer sehen können, wo, wann und in welche Richtung der nächste Road train vorbei kommt. Des Weiteren soll es möglich sein, für wenige tausend Euro Fahrzeuge Road train-tauglich zu machen. Volvo schätzt die Kosten für ein Nachrüstset auf etwa 2.000 Euro.

Im Konvoi fahrende Autos messen selbstständig den Abstand, die Geschwindigkeit und Richtung und passen diese gegebenfalls an ihren Vordermann an. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass alle PKW sich mit selber Geschwindigkeit in dieselbe Richtung bewegen und es innerhalb des Konvois zu keinem Unfall kommen kann. Jedoch sind alle Fahrzeuge weiterhin autonom und können den Konvoi jederzeit verlassen.

Die Fahrzeuge im Road Train reagieren nahezu in Echtzeit auf die Impulse und Fahrbewegungen, die das Führungsfahrzeug aussendet. Die Signallaufzeit und Reaktion beträgt nur zehn Millisekunden. Heutige Abstandsregeltempomaten haben eine Reaktionzeit von etwa 150 Millisekunden.

Neben dem schwedischen Autobauer Volvo sind das schwedische SP Technical Research Institute (zur SP Gruppe gehörend), die britische Kapital- und Beratungsgesellschaft Ricardo, das spanische Robotiker-Tecnalia Technology Centre, die internationale Unternehmensgruppe im Bereich Entwicklungsdienstleistungen für die Automobilindustrie Applus+ IDIADA und das Institut für Kraftfahrzeuge der RWTH Universität Aachen (IKA) am SARTRE-Projekt beteiligt. Die Projektkosten werden mit 6,4 Millionen Euro angegeben, von denen die Europäische Union 60 Prozenz fördert.

Ziele sind Forschungsprojekts sind:

• die Entwicklung von verschiedenen Techniken für das eigenständige Fahren von Automobilen im Kolonnenverkehr auf Schnellstraßen, ohne dabei die Straßen selbst oder die Infrastuktur der Straßen verändern zu müssen
• Einsatz und die Integration eines Prototypsystems unter Realbedingungen 
• Erstellung einer fundierten Studie, die die Verbesserungen auf den Gebieten Umwelt, Sicherheit und Verkehrsdichte aufzeigt
• Veranschaulichung und Aufzeigen der Vorteile, die durch die Anwendung der innovativen Technik sowohl für den Führungswagen als auch für die Kolonnenfahrzeuge generiert werden. 

Erste Tests mit einem PKW und einem LKW als Führungsfahrzeug haben bereits sehr gut funktioniert. Natürlich benötigt diese Technologie noch einige Jahre Entwicklungsarbeit, bietet allerdings auch einige Vorteile.

Primär wird die Verkehrssicherheit erhöht, da der menschliche Faktor weitgehend minimiert wird. Dieser ist für mehr als 80 Prozent aller Straßenverkehrsunfälle verantwortlich. Des Weiteren können mit Hilfe dieser Technologie der Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen um etwa 20 Prozent gesenkt werden. Als angenehmen Nebeneffekt ermöglicht die Konvoifahrt eine entspanntere Autofahrt und vermindert Stress für den Fahrer.

In Zukunft werden insbesondere Fragen einer einheitlichen Sprachregelung für den autonomen Kolonnenverkehr zu lösen sein. Auch müsste für den europaweiten autonomen Verkehr eine Harmonisierung der Straßenverkehrsbestimmungen erfolgen. Weiterer Klärungsbedarf existiert bei Haftungsfragen, gesetzlichen Bestimmungen und bezüglich der Akzeptanz der Autofahrer.

Aktualisierung – 11.02.2012

Im Januar 2012 wurde die erste Testphase mit einer Kolonnenfahrt autonom fahrender Autos auf einer Teststrecke bei Göteborg abgeschlossen. Die Testflotte bestand aus einem Lkw und drei autonom fahrenden Pkw ohne Fahrer, die dem Führungsfahrzeug mit Geschwindigkeiten von bis zu 90 km/h folgten. Der Maximalabstand der Fahrzeuge von sechs Metern wurde ständig eingehalten.

Aktualisierung – 29.05.2012

SARTRE wurde nun das erste Mal im regulären Straßenverkehr getestet. Zwei Lkw, zwei Pkw und ein SUV (Volvo XC60, Volvo V60 und ein Volvo S60) befuhren Straßen sowie ein Autobahnteilstück in der Nähe von Barcelona. Das System hat sich bei dem Test bewährt, Probleme mit dem Verkehr und den topographischen Gegebenheiten sind nicht aufgetreten.

Aktualisierung – 24.09.2012

Volvo und die beteiligten Partner haben nach eigenen Angaben das SARTRE-Projekt erfolgreich zu Ende geführt. Das autonome Fahren hinter einem Führungsfahrzeug wurde bis 90 km/h mit einem Fahrzeugabstand von vier Metern durchgeführt. Die Kraftstoffeinsparung lag zwischen zehn und zwanzig Prozent.