V2X: Neue Technologie für intelligente Mobilität

Fahrzeuge verändern sich, denn Kund:innen erwarten immer mehr Funktionen und Komfort. Dafür notwendig: die Vernetzung aller Akteur:innen aus Infrastruktur und Auto. Die Zukunftstechnologie dafür ist die V2X-Kommunikation (Vehicle-to-Everything).

Kein autonomes Fahren ohne V2X

Notwendig ist diese Zukunftstechnologie zum Beispiel für autonomes Fahren. Noch ist vollautonomes Fahren eine Zukunftsvision. Aber es wird kommen, das steht außer Frage. Längst proben Automobilherstellende in gesicherten Teststrecken solche Szenarien. Im öffentlichen Personennahverkehr gibt es erste fahrer:innenlose Fahrzeuge.

Und schon heute können moderne Autos teilautomatisiert fahren. Das heißt: Sie haben Spurhalteassistenten, können eigenständig Abstand halten zum voranfahrenden Fahrzeug und vieles mehr.

Das alles ermöglichen Sensoren, Kameras, Radarsysteme und eben V2X: Denn um das zu leisten, müssen Fahrzeuge mit ihrer Umwelt kommunizieren. Die mobilitätskritische Technologie hat das Potenzial, das Verkehrssystem radikal zu verändern. Sie ermöglicht Informationsaustausch und Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und seiner Umgebung. Darunter fallen bspw. Ampeln, Parkplätze, Verkehrsschilder, andere Verkehrsteilnehmende wie Personen, Busse Bahnen und viele andere.

Das Resultat: Der Verkehr ist sicherer, effizienter und nachhaltiger.

Das bleibt nicht ohne Auswirkungen für Mobilitätsanbietende, die schon heute einen starken Fokus aus Test- und Entwicklungsarbeit für Wettbewerbsvorteile setzen. Einen Teil dazu beitragen durften wir zuletzt in einem Projekt mit einem großen deutschen Automobilherstellenden. Unsere Learnings daraus und was hinter der Schlüsseltechnologie für automatisiertes Fahren und intelligente Mobilität steckt, erfahrt ihr im heutigen Blogartikel.

Was ist V2X-Kommunikation?

V2X steht für Vehicle-to-Everything-Kommunikation. Das bezeichnet den Austausch von Informationen und Daten zwischen einem Fahrzeug und seiner Umgebung wie z.b. anderen Fahrzeugen, Infrastruktur und Systemen wie Ampeln, Parkplätzen etc. Der Vorteil: Fahrzeuge können mit ihrer Umgebung kommunizieren, Echtzeitinformationen austauschen und Entscheidungen treffen.

Eine elementare Technologie, wenn es um die Entwicklung autonomer Fahrzeuge geht. Denn: was dort an menschlicher Kommunikation und Know-how verschwindet, muss das Fahrzeug übernehmen – sicher, konstant und verlässlich. Das ist ebenso eine große Umgewöhnung für Fahrer:innen, die erst lernen müssen, das Fahrzeug anders zu nutzen – und ihm zu vertrauen.

Die verschiedenen Arten der V2X-Kommunkation

Es gibt mehrere Arten der Vehicle-to-X-Kommunikation, die sich grob in zwei Hauptkategorien einteilen lassen: Fahrzeug-zu-Fahrzeug (V2V) und Fahrzeug-zu-Infrastruktur (V2I). 

Schaut man genauer hin, existieren sogar insgesamt fünf Formen der V2X-Fahrzeugkommunikation: Vehicle-to-Vehicle, Vehicle-to-Infrastructure, Vehicle-to-Network, Vehicle-to-Pedestrian und Vehicle-to-Cloud.

Dabei ermöglicht: 

• Vehicle-to-Vehicle (V2V) es Fahrzeugen, direkt miteinander zu kommunizieren und Informationen über ihre Geschwindigkeit, Position und beabsichtigte Aktionen auszutauschen. Das hilft Fahrzeug und Fahrer:innen, bessere Entscheidungen zu treffen, Kollisionen zu vermeiden und die allgemeine Verkehrssicherheit zu erhöhen.

• Vehicle to Infrastructure (V2I) Fahrzeugen, die Kommunikation mit der Infrastruktur. Das liefert Echtzeitinformationen über den Straßenzustand, Verkehrssignale und andere wichtige Informationen – verbesserter Verkehrsfluss und weniger Staus inklusive.

• Vehicle to Network (V2N) den Informationsaustausch zwischen einem Fahrzeug und einem breiteren Kommunikationsnetz, wie dem Internet oder einem Mobilfunknetz. Das verschafft Fahrer:innen Zugang zu einer Vielzahl von (Echtzeit-)Informationen wie Wetterberichten oder Navigationsinformationen.

• Vehicle-to-Pedestrian (V2P) die Kommunikation zwischen Fahrzeugen und anderen Verkehrsteilnehmer:innen. Das erhöht die Verkehrssicherheit, indem sie Fußgänger:innen oder anderen ungeschützten Verkehrsteilnehmer:innen Echtzeitinformationen über die Anwesenheit und Bewegung von Fahrzeugen liefert.

• Vehicle-to-Cloud (V2C) den Informationsaustausch zwischen einem Fahrzeug und der Cloud. Der Vorteil: Speicherung, Analyse und gemeinsame Nutzung von Daten, die von Fahrzeugen erzeugt werden. Das liefert jede Menge Informationen, die zur Verbesserung der Verkehrssicherheit, der Reduzierung von Emissionen und zur Optimierung des Verkehrsflusses genutzt werden können.

Was kann V2X als Technologie?

Alle Arten der Vehicle-to-Everything-Technologie haben eines gemeinsam: Sie haben das Potenzial, Mobilität zu revolutionieren, da sie die Art und Weise, wie Fahrzeuge mit der Umwelt interagieren, grundlegend verändern und für mehr Sicherheit, Effizienz und Zugänglichkeit sorgen. V2X ist außerdem der Grundstein für autonomes Fahren.

Einige große Vorteile und Use Cases von Fahrzeugkommunikation sind dabei:

1. Verbesserte Verkehrssicherheit

Wenn Fahrzeuge miteinander und mit ihrer Umgebung kommunizieren können, ermöglicht das Fahrer:innen, in Echtzeit Informationen zu erhalten und gewarnt zu werden. Das verhindert Unfälle und steigert die Verkehrssicherheit erheblich. Konkretes Beispiel: plötzliche Gefahren wie ein bremsendes Auto oder ein Fahrzeug im toten Winkel.

2. Gesteigerte Effizienz

Immer mehr Mobilitätsformen bedeuten auch mehr Belastung für den Straßenverkehr. Da braucht es Effizienz, die Vehicle-to-X durch Echtzeitinformationen über die Verkehrslage liefern kann. Das System kann Fahrer:innen helfen, bessere Entscheidungen über Routen und Geschwindigkeiten zu treffen.

3. Verbesserte Mobilität

Fahrzeugkommunikation ermöglicht neue Formen der Mobilität durch vernetzte und autonome Fahrzeuge. Das verbessert die Zugänglichkeit und schafft neue Mobilitätsoptionen für Menschen, die nicht selbst fahren können, wie z. B. ältere Menschen oder Menschen ohne Führerschein.

4. Intelligente Städte

V2X und intelligente Städte gehen Hand in Hand. Denn: Indem Verkehrsflüsse optimiert, Emissionen reduziert und die öffentliche Sicherheit verbessert wird, kann eine Stadt geschaffen werden, die effizienter, nachhaltiger und lebenswerter ist.

5. Verbesserte öffentliche Dienste

Data ist key – auch für Fahrzeugkommunikation. Sie bietet öffentlichen Diensten wie z. B. Notdiensten, Echtzeitinformationen und damit verbesserte Kommunikationsmöglichkeiten. Konkret bedeutet das schnellere Informationen für Ersthelfer:innen über Unfälle oder Straßensperrungen.

6. Vorteile auch für die Umwelt

V2X kann Emissionen verringern. Optimierte Mobilität, weniger Staus und energieeffiziente Routen helfen, Kraftstoff zu sparen und CO2-Emissionen langfristig zu reduzieren. Gerade bei Mobilitäts-Services wie „Ride-Pooling“ kann das Routing auf Basis der vielen Informationen sehr effizient berechnet werden. Das bedeutet: Kürzere Wege, kürzere Wartezeiten, weniger Energieverbrauch und ergo weniger Emissionen.

Kommunikation zwischen Fahrzeug und nutzender Person

Neben der Frage, wie Autos mit ihrer Umwelt und anderen Personen interagieren, war für uns und unser Projekt ebenfalls spannend zu klären: Wie kommuniziert man als Nutzer:in mit einem autonomen Fahrzeug – vor, während und nach der Nutzung. Das haben wir mit einem großen deutschen Automobilherstellenden gemeinsam ausgelotet.

Dort haben wir uns vor allem auf das Fahrzeug selbst konzentriert und dafür einen Prototypen mit HMI-Komponenten wie Lichtstreifen, Touchdisplays, Monitoren und Lautsprechern ausgestattet, um diesen mit echten Nutzer:innen zu vertesten.

Zwei Bereiche sind bei dieser Fragestellung relevant: Mobility as a Service (MaaS) und Transport as a Service (TaaS). Bei ersterem geht es darum, wie Personen mit einem Fahrzeug kommunizieren, die sich Mobilität einkaufen – also bspw. eine Taxifahrt. Wenn es keine/n Taxifahrer:in gibt, kommen viele Szenarien auf, die eine technische Lösung brauchen: Wie stelle ich die Musik leiser? Woher weiß ich, welcher mein Platz ist in einem Sammeltaxi? Wie teile ich mit, dass ich doch woanders hinmöchte? Wie regele ich die Klimaanalage?

Das Ergebnis: ein Fahrzeug, das mit seinen Gäst:innen situativ interagieren kann, entweder über Anzeige, Touchscreens, aber auch via Sprache. Diese Medien im Zusammenspiel können helfen, ideale User Experiences für verschiedene Use Cases zu kreieren – auch für mobilitäts- oder anderweitig eingeschränkte Personen.

Die Tests mit Nutzenden waren besonders spannend, dabei haben wir auch erforscht, wie die Cross-Device-Communication funktionieren kann. Ein großes Learning: je autonomer das Fahrzeug, desto komplexer die Ansprüche an die Fahrzeugkommunikation.

Die Mobilitätsherstellenden im Sprint

Auch wenn autonomes Fahren vor allem durch rechtliche Hürden noch in weiter Ferne scheint, Fahrzeugkommunikation wird als kritische Technologie für intelligente Mobilität schon jetzt stark von Automobilherstellenden vorangetrieben. Denn heute entscheidet sich, welche Features später Realität werden und wer sie zuerst anbieten kann. Dabei liegt ein Schwerpunkt auf Test- und Entwicklungsarbeit, um die Technologie voranzutreiben und ihre Potenziale zu verstehen.

Besonders interessant: der Kostenfaktor Mensch, der bei autonomen Fahrzeugen wegfällt. Das kann in Mobilitätskonzepten für steigende Effizienz, deutlich sinkende Kosten und damit höhere Return-on-Investments sorgen.

Wie wird V2X schon heute genutzt?

Wenn auch noch weit entfernt vom Standard, wird Fahrzeugkommunikation bereits heute für eine ganze Reihe von einzelnen Anwendungen genutzt – zum Beispiel in Form von Pilot-Programmen, intelligenten Verkehrssystemen oder der erweiterten Fahrzeugassistenzsysteme.

Pilotprogramme haben dabei den Zweck, Machbarkeit und Einsatz der Technologie zu testen. Dabei liegt der Fokus meist auf einzelnen Anwendungsfällen, wie Verkehrsmanagement, Sicherheitswarnungen oder kooperativem Fahren. Besonders spannend: Programme für vernetzte Fahrzeuge und Intelligent-Transport-Systems. Einige Städte und Organisationen haben diese für vernetzte Fahrzeuge bereits eingeführt und nutzen V2X-Technologie vor allem, um Verkehrsflüsse zu verbessern, Staus zu reduzieren und die Mobilität zu erhöhen.

Verbreiteter ist Fahrzeugkommunikation schon heute in Fahrerassistenzsystemen (ADAS). Dort integrieren Automobilherstellende Technologie in ihre fortschrittlichen Fahrerassistenzsysteme. Sie informieren die Fahrenden in Echtzeit über mögliche Gefahren auf der Straße.

V2X: Was bringt die Zukunft?

V2X-Kommunikation ist eine mobilitätskritische Technologie mit enormem Potenzial: Von erhöhter Verkehrssicherheit und verbesserter Mobilität bis hin zur Entwicklung autonomer Fahrzeuge und eines effizienteren Transportsystems. V2X wird eine essenzielle Rolle bei der Gestaltung Mobilität der Zukunft spielen.

Für die Zukunft der V2X-Kommunikation gibt es dabei verschiedenste Szenarien und Visionen. Einige dürften dabei Luftschlösser bleiben, andere Realität werden. Noch befindet sich die Technologie in einem frühen Entwicklungs- und Einsatzstadium. Fest steht jedoch, dass sich die Technologie weiterentwickeln und ausreifen wird – es zu immer mehr Fahrzeugautonomie durch V2X kommen wird. Jetzt ist die Zeit für Mobilitätsanbietende zu testen und neue Konzepte zu entwickeln.

Das wird in den kommenden Jahren für eine breitere Akzeptanz und Nutzung der V2X-Technologie sorgen und autonomes Fahren und neue Services zum Alltag werden lassen. Menschen werden neue Erfahrungen sammeln. Diese Erfahrungswerte sind wichtig, denn sie beeinflussen die weitere Entwicklung maßgeblich.