06.10.2022 | Frank Kammer

Wie das autonome Fahren mit 5G Schritt für Schritt Einzug in den Alltag hält

Deutschland hat 2021 als erstes Land der Welt die gesetzlichen Voraussetzungen für autonomes Fahren geschaffen. Aufgrund der hohen Entwicklungsdynamik wurde die Regelung jetzt erweitert: Vollautomatisierte Fahrzeuge dürfen in Stufe vier in festgelegten Betriebsbereichen selbstständig fahren, wenngleich zur Sicherheit weiterhin ein Fahrer an Bord sein muss. Frank Kammer, Business Area-Leiter Telecom Infrastructures Mobile Networks & Infrastructure Services bei Axians Deutschland, begrüßt autonomes Fahren unterstützt durch 5G. Hier erklärt er, was das für die Verkehrssicherheit und den Komfort bedeutet, wie der Status Quo und die Entwicklung aussehen und welche Rolle Axians für die Mobilfunk-Infrastruktur sowie für 5G und Autonomes Fahren spielt.

Autonomes Fahren gehört am Wirtschaftsstandort Europa aktuell zu den wichtigsten Zukunftstechnologien. Es bringt vor allem erheblich mehr Sicherheit in den Straßenverkehr, da die meisten Unfälle im Straßenverkehr durch menschliches Versagen passieren und durch autonom fahrende Fahrzeuge reduziert werden können, wie Statistiken zeigen. Oftmals entscheiden Millisekunden über Leben und Tod, 90 Prozent aller Unfälle gehen auf menschliches Versagen zurück. Auch bietet autonomes Fahren ein enormes Plus beim Fahrkomfort. Und für ältere oder mobilitätseingeschränkte Menschen wird die Teilnahme am Straßenverkehr damit leichter.

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90 Prozent aller Unfälle fallen auf menschliches Versagen zurück. Durch autonomes Fahren könnte sich die Bilanz hier nicht nur deutlich bessern, auch der Komfort des Individualverkehrs würde deutlich steigen. Quelle: Adobe Stock / ryanking999

Die Bundesregierung fördert die Technologie, wobei vor allem die Bundesministerien für Forschung und Wissenschaft, Verkehr und Wirtschaft federführend sind. Während Forschung und Entwicklung von Euphorie getrieben werden, gibt es in der Gesellschaft noch viele Vorbehalte und Ängste. Das ist auch auf Unwissenheit zurückzuführen; die Technologie dahinter ist komplex. Fahrerlose Fahrzeuge sind mit Laser-, Radar- und Ultraschallsensoren sowie mit Kameras rundherum ausgestattet. Sie sammeln kontinuierlich Daten. Der jeweils nächste Schritt wird in Echtzeit errechnet und soll letztlich das menschliche Reaktionsvermögen übertreffen.

„Beifahrer“ im eigenen Auto zu sein, ist für viele Menschen trotzdem nicht wirklich vorstellbar. Dabei sind wir teilautonomes Fahren dank Tempomat mit Verkehrszeichenerkennung und Abstandsregelung schon gewohnt. Jetzt kommt das Thema Künstliche Intelligenz (KI) ins Spiel.

Quelle: Adobe Stock / Ico Maker

Die Systeme lernen und können mit jeder neuen Situation und jedem neuen Manöver immer besser umgehen. Die extreme Leistungsstärke von 5G, das Mobilfunknetz der fünften Generation, hat die Entwicklung weiter vorangetrieben.Die Stufe vier für vollautomatisiertes Fahren wird in Deutschland zunächst für bestimmte Betriebsbereiche im öffentlichen Straßenverkehr umgesetzt.

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Adobe Stock / scharfsinn86

Derzeit sind zum Beispiel People-Mover, also selbstfahrende Busse auf festen Linien im Einsatz, beispielsweise in Berlin, Hamburg, Karlsruhe oder Bad Birnbach in Niederbayern. In den USA gibt es an ausgewählten Orten inzwischen auch Roboter-Taxis.

Mit dem fahrerlosen Fahrzeug auf der Datenautobahn

Autonome Fahrzeuge werden über eine eigene SIM-Karte mit dem Mobilfunknetz verbunden oder verfügen über eigene 5G Telematic Units. Sie erhalten ständig Informationen über die Verkehrslage, Staus oder Sperrungen. Fahrerlose Autos können auch miteinander kommunizieren und zum Beispiel den nächstfolgenden Wagen über einen Unfall informieren. Dies wiederum leitet automatisch ein Bremsmanöver ein – und das ist gar nicht mal so sehr Zukunftsmusik. Wenn man einen Schalter umlegen könnte und es ab morgen nur noch autonome Fahrzeuge gäbe, könnten wir das mit heutiger Technik umsetzen, im Prinzip schon mit 4G.

Teile des autonomen Verkehrs wären auch bereits mit dem Mobilfunkstandard 4G möglich. Quelle: Adobe Stock / metamorworks

Axians ist bei der Entwicklung schon lange ganz vorne dabei. Wir decken verschiedenste Bereiche ab, die für das autonome Fahren notwendig sind, beispielsweise die Realisierung von 5G & LTE Mobilfunkstationen inklusive Planungs- und Genehmigungsverfahren, die Herstellung einer Anbindung mittels Glasfaserkabel, den Aufbau der notwendigen Rechenzentren und die Breitstellung von Netzwerktechnik, die Integration der Sensoren und nicht zuletzt die Energieversorgung.

Aktuelle Herausforderungen des autonomen Fahrens

Softwarealgorithmen für hochautomatisiertes Fahren stecken derzeit noch in den Kinderschuhen. Um eine hohe Zuverlässigkeit zu erreichen, hat beispielsweise der Automobilkonzern BMW bereits 1.700 IT-Spezialisten eingestellt und 2 Datencenter mit einer Kapazität von 500 Petabyte (PB) eingerichtet. Im nächsten Schritt wird in der Praxis getestet, wie gut die technischen Systeme die Verkehrssituation einschätzen und ob noch Nachbesserungsbedarf besteht.

Ein Knackpunkt ist derzeit die unvollständige Flächendeckung. Laut aktueller Auswertung der Bundesnetzagentur gibt es auf der deutschen Landkarte nur noch 4 % komplett weiße Flecken und 7 % bei denen nur ein Betreiber mindestens 4G anbietet. Damit sind 25.000 km² noch nicht abgedeckt. Lücken im Funknetz haben wir dort, wo wenige Menschen leben und sich die Investition in eine Mobilfunkstation bisher nicht wirklich gelohnt hat.

Das zeigt die aktuelle Karte der Bundesnetzagentur:

Es müsste für die Netzbetreiber finanziell attraktiver werden, an solchen Orten aktiv zu werden. Auch die Tatsache, dass die notwendige Versorgung über einen Mast erfolgt, stellt ein Problem dar. Lange Genehmigungsverfahren sind nötig und man steht unter Umständen vor den Herausforderungen der mangelnden Akzeptanz in der Bevölkerung, fehlender Stromversorgung am potenziellen Standort oder dem Fehlen eines Stahlbaulieferanten.

Um autonomes Fahren weiter auszurollen muss es für Mobilfunkanbieter attraktiver werden, flächendeckend mit 5G auszubauen. Quelle: Adobe Stock / flashmovie

Selbst wenn ab jetzt jedes neue Auto die nötigen Voraussetzungen mitbringt, wird die Mobilitätswende langsam und schrittweise erfolgen. Eine Parallelwelt von autonomen und konventionellen Fahrzeugen wird uns lange erhalten bleiben, weil die Haltbarkeit von Fahrzeugen in der Regel zwanzig Jahre beträgt. Ich glaube auch, dass deutsche Gründlichkeit eine Hürde ist. Der hemdsärmelige amerikanische Style der Google-Schwester Waymo zeigt in Arizona, was schon alles möglich ist. Dort wurde der erste fahrerlose Taxi-Dienst gestartet. Waymo hat nun auch im kurven- und verkehrsreichen San Francisco einen Robotertaxi-Service gestartet.

Derzeit sind zum Beispiel People-Mover, also selbstfahrende Busse auf festen Linien im Einsatz, beispielsweise in Berlin, Hamburg, Karlsruhe oder Bad Birnbach in Niederbayern. In den USA gibt es an ausgewählten Orten inzwischen auch Roboter-Taxis.

Wo geht die Reise hin beim autonomen Fahren in Deutschland?

Fast jeder Automobilhersteller fährt derzeit Pilotprojekte. Daneben treten plötzlich auch Unternehmen wie Amazon, Intel, Google, Uber oder auch kleinere wie die Intel-Tochter Mobileye und sogar IKEA auf den Plan. Das kommt deswegen, weil diese Unternehmen seit Jahren über ihre Plattformen Nutzerdaten und Bewegungsprofile sammeln und sich hier Vorteile versprechen. Auch für Apple könnte das interessant sein.

Insgesamt ist der Weg noch weit, aber das Ziel ist greifbar. Etwa bis 2040 werden wir einen Mischverkehr haben. Vielleicht kann ich mich 10 Jahre später dann aber schon bequem in einer Lounge zurücklehnen und entspannen. Im Jahr 2020 lag der Marktanteil der  Neufahrzeuge mit hochautomatisiertem Autopilot der Stufe 4 in Deutschland bei 2,4 Prozent. Bis 2050 soll er auf 70 Prozent steigen. Zunächst wird sich die autonome Mobilität sicherlich auf Werksgeländen ausbreiten. Daneben werden wir zunehmend Lieferfahrzeuge und Taxis ohne Fahrer auf den Straßen sehen.

Dafür ist ein weiterer Ausbau der Infrastruktur notwendig. Um Sensoren entlang der Autobahn zu installieren – vor allem für die Kameras – sind zusätzliche einfache Masten erforderlich. Alternativ könnten die Kameras auf Schilderbrücken und anderer Infrastruktur installiert werden. Dazu ist in der Regel Strom erforderlich, die Verbindung kann aber auch über Mobilfunk hergestellt werden. Richtig rund wird das System des autonomen Fahrens erst, wenn 5G Infrastruktur, Sensoren und On Board Units der Kraftfahrzeuge zusammenhängend berücksichtigt werden – auch jetzt schon bei der Planung und Bau neuer Straßen.

Nur mit einer 5G- Infrastruktur, Sensoren und On Board Units der Kraftfahrzeuge zusammen ist autonomes Fahren erst "vollumfänglich". Quelle: Adobe Stock / kinwun

Auch in Zukunft fahren wir natürlich auch Auto, jedoch autonom und mit einem Zeitgewinn, der für andere Dinge sinnvoll genutzt werden kann. So bleibt der Spaß am Fahren auf eine andere Art erhalten. Damit sich autonomes Fahren auch beispielsweise fürdie Logistikbranche lohnt, muss es grenzüberschreitend und europaweit funktionieren, damit etwa die 5G-Abdeckung nicht abrupt an der Grenze endet. Dazu gibt es derzeit im Saarland mit Luxemburg und Belgien ein Testgebiet. Auch diese Ergebnisse werden in die Entwicklung des autonomen Fahrens einfließen.

Quelle Titelbild: Adobe Stock / Miha Creative

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