Fahrzeug-zu-Infrastruktur: Die Zukunft des Verkehrsbauwesens

Die nächste Generation intelligenter Transportsysteme ermöglicht den drahtlosen Austausch von Daten zwischen intelligenten Fahrzeugen und der Straße. In diesem Artikel erfahren Bauunternehmer:innen alles Wissenswerte darüber.
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Es gab eine Zeit, in der fahrerlose Autos undenkbar waren. Sogar die Jetsons mussten in den Zeichentrickfilmen selbst fahren. Heutzutage lautet die Frage nicht mehr ob, sondern wann fahrerlose Autos Realität werden. Aller Wahrscheinlichkeit nach wird es in Zukunft autonome Fahrzeuge geben. „Welche Vorteile haben fahrerlose Fahrzeuge?“ und „Wie können sie realisiert werden?“ sind Fragen, die daher beantwortet werden müssen.

Die Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Technologie, kurz V2I (Vehicle-to-Infrastructure), beinhaltet die Antwort auf beide Fragen. Außerdem stellt sie eine wichtige Entwicklung dar, die Bauunternehmer:innen für öffentliche Projekte im Auge behalten sollten.

Was ist V2I?

Wer ein Fahrzeug lenkt, reagiert auf alles, was um ihn herum passiert. Das ist bei fahrerlosen Autos auch der Fall. Und hier kommt V2I ins Spiel.

V2I ist die nächste Generation intelligenter Verkehrssysteme (IVS). Laut den Fürsprecher:innen von V2I ermöglicht die Technologie den drahtlosen Austausch von Informationen und Daten zwischen einzelnen intelligenten Fahrzeugen und der Straßeninfrastruktur. Die Informationen werden über eine Glasfaserleitung übertragen, die alle Elemente miteinander verbindet.

Informationen von Verkehrssignalen, Straßenschildern, Laternen, Spurmarkierungen und mehr werden erfasst. Daten zu Verkehrsstaus, Wetterwarnungen, Baustellen, Parkplätzen, Straßenlaternen und so weiter können verknüpft werden.

Viele dieser Vorteile können heute schon von Fahrer:innen genutzt werden. Allerdings sind die Befürworter:innen von V2I der Meinung, dass die Technologie in Zukunft unerlässlich sein wird, wenn fahrerlose Autos zum Standard werden.

Steigerung der Mobilität

Die meisten Autofahrer:innen möchten am liebsten so schnell und sicher wie möglich von A nach B kommen. Aus diesem Grund steht eine verbesserte Mobilität bei fast jedem Infrastrukturprojekt an oberster Stelle.

V2I fördert die Mobilität, indem die Technologie die Fahrer:innen – oder im Falle fahrerloser Autos die Autos selbst – über die richtige Geschwindigkeit zur Vermeidung von roten Ampeln informiert. Außerdem wird die Mobilität durch Ampelkameras und Sensoren verbessert. Sie erfassen die Verkehrssituation und kommunizieren untereinander, um die Ampelphasen zu synchronisieren. Eine an das Verkehrsaufkommen angepasste Ampelschaltung verkürzt die Wartezeit für alle Verkehrsteilnehmer:innen.

Befürworter:innen argumentieren zudem, dass Fahrzeuge dank der V2I-Technologie und verfügbaren Daten zu Staus bessere Entscheidungen im Straßenverkehr treffen können. Auf diese Weise finden Fahrer:innen stets die schnellste Route. V2I reduziert so die Pendelzeiten vieler Autofahrer:innen und sorgt für weniger Staus.

Vorteile für die Umwelt

Nach Angaben des US-amerikanischen Department of Energy werden jährlich mehr als 6 Milliarden Gallonen (22,7 Milliarden Liter) Diesel und Benzin von Fahrzeugen im Leerlauf verbraucht. Mit V2I wird die Zeit im Leerlauf reduziert. Dadurch verbessert sich der Verkehrsfluss und Kraftstoffe werden optimal genutzt. Auch auf Elektroautos wirkt sich weniger Leerlauf positiv aus. Die Energie wird effizienter genutzt, wodurch das Auto seltener geladen werden muss.


EBENFALLS AUF BUILT:


Das US-amerikanische Department of Transportation stellt fest: „Mit für die Umwelt optimierten Signalsteuerungen und Anwendungen für die Verkehrsführung auf Freeways können Kraftstoffeinsparungen von bis zu 22 % erzielt werden.“

Darüber hinaus ist Zeit im Leerlauf schädlich für den Motor. Zu lange Leerlaufzeiten führen zu einem erhöhten Wartungsbedarf und verkürzen die Lebensdauer von Motoren. Eine verkürzte Lebensdauer von Motoren und damit von Fahrzeugen erfordert eine höhere Fahrzeugproduktion, was wiederum zu einem Anstieg des Energieverbrauchs führt.

Auswirkungen auf die Sicherheit

In den USA sind Autounfälle die häufigste Todesursache für Menschen unter 54 Jahren. Weltweit kommen jährlich 1,35 Millionen Menschen bei Autounfällen ums Leben. Verkehrsbehörden sind daher stets auf der Suche nach Möglichkeiten zur Verbesserung der Fahrsicherheit. Laut Expert:innen kann die Sicherheit mit V2I in mehrfacher Hinsicht gesteigert werden.

Unfälle entstehen oftmals durch für andere Verkehrsteilnehmer:innen überraschendes Verhalten. Berechenbarkeit und Beständigkeit sind der Schlüssel zu mehr Sicherheit. Das Wechseln der Fahrbahn kann beispielsweise zu Unfällen führen. Folglich können Fahrbahnmarkierungen, die mit Fahrzeugen kommunizieren, zu einer Senkung der Unfallzahlen beitragen. Fahrbahnmarkierungen und die Erkennung der Fahrspuren können Autos helfen, auf ihrer Spur zu bleiben, anstatt dass Fahrer:innen durch Ablenkung oder schlechte Sichtverhältnisse auf die falsche Fahrspur abweichen und Unfälle verursachen. Ein Spurwechsel ist logischerweise sicherer, wenn ausreichend Platz vorhanden ist und andere Verkehrsteilnehmer:innen die Situation richtig wahrnehmen können.

Unfälle werden oft durch übersehene Schilder verursacht. Mithilfe von intelligenten Schildern, die mit der V2I-Technologie verknüpft sind, kann dieses Risiko reduziert werden.

Denken Sie zum Beispiel an ein Stoppschild. Beim Übersehen eines Stoppschilds besteht die Gefahr eines Zusammenstoßes mit einem Fahrzeug, das Vorfahrt hatte. Die V2I-Technologie kann helfen, derartige Unfälle zu vermeiden.

Ein weiteres Szenario, das häufig vorkommt: Ein:e Fahrer:in übersieht das Autobahnschild der gewünschten Ausfahrt. Um die Ausfahrt nicht zu verpassen, wird stark abgebremst oder die Spur gewechselt, was zu einem Unfall führt. Mit V2I verknüpfte intelligente Schilder sind für Verkehrsteilnehmer:innen und Fahrzeuge immer sichtbar – unabhängig von den Straßenverhältnissen. Dank der besseren Lesbarkeit können Fahrer:innen vorhersehbarer und vernünftiger reagieren, sodass fahrerlose Fahrzeuge sich besser auf den Verkehr einstellen können und andere Verkehrsteilnehmer:innen nicht aus dem Konzept bringen.

Laut Befürworter:innen erhöht der Einsatz von V2I auch die Sicherheit von Fußgänger:innen und Radfahrer:innen. Intelligente Kreuzungen können erkennen, wenn eine Person die Straße überquert. Sich nähernde Fahrzeuge werden auf die Fußgänger:innen aufmerksam gemacht und können dann entsprechend reagieren. Zudem könnten Smartphones in das V2I-Technologienetzwerk eingebunden werden, damit Fußgänger:innen und Radfahrer:innen rechtzeitig über den Verkehr informiert werden können.

Bevor V2I jedoch Realität werden kann, müssen Behörden in die Umstellung der Infrastruktur von einem analogen auf ein digitales System investieren. Fahrerlose Fahrzeuge können dann mit der Straße und den Autos in ihrer Umgebung kommunizieren. Die Realisierung dieser Verknüpfung, so Befürworter:innen, wird für mehr Sicherheit, Umweltschutz und Mobilität sorgen.

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