Mobilität

Erprobung von 5G als mobiles Echtzeit-Kommunikationssystem für eine sicherere und optimierte Rettungsmobilität im dichten urbanen Straßenverkehr

Was ist unser Ziel in diesem Teilprojekt?

Derzeit haben Sondereinsatzfahrzeuge (z. B. Feuerwehr- und Polizeifahrzeuge) die Möglichkeit sich kurzfristig mithilfe von Sondersignalen (Blaulicht und Martinshorn) bemerkbar zu machen, um von anderen Verkehrsteilnehmern einen freien Weg zu bekommen. Verkehrsbeteiligte bereits im Voraus zu warnen, ist bisher nicht möglich, sodass oft wenig Zeit zur Reaktion bleibt oder keine Möglichkeit zum Ausweichen besteht. Daher kommt es bei Einsatzfahrten immer wieder zu Behinderungen oder sogar Unfällen der Rettungskräfte.

Ziel des Anwendungsfalles besteht darin, diese Einzelfahrten sicherer und effizienter zu gestalten. Dadurch soll das Unfallrisiko minimiert und die Fahrzeitoptimiert werden. Dazu werden die Einsatzfahrzeuge einerseits an Ampelkreuzungen priorisiert. Andererseits werden die beteiligten Verkehrsteilnehmer/-innen durch Informationen, Empfehlungen und Automation im Sinne eines kooperativen Fahrverhaltens (z. B. Rettungsgassenbildung) unterstützt.

Warum 5G?

Die bestehenden Kommunikationsmöglichkeiten über Sondersignale werden den Ansprüchen an die Sicherheit und Effizienz in der Rettungsmobilität nicht gerecht. Zudem benötigen automatisierte Fahrzeuge zukünftig andere Kommunikationsformen, um auf solche Situationen reagieren zu können. 5G stellt für die Rettungsmobilität ein attraktives Kommunikationssystem mit wesentlichen Vorteilen im Vergleich zu bisherigen mobilen Kommunikationsstandards dar. Relevante Eigenschaften von 5G sind insbesondere minimale Latenzen, garantierte und priorisierte Datenübertragungsraten sowie die hohe Verfügbarkeit.

Wie setzen wir den Anwendungsfall um?

Im Anwendungsfall werden Feuerwehrfahrzeuge an Ampelkreuzungen intelligent priorisiert. Durch die Anmeldung der Fahrzeuge mittels Echtzeit-Kommunikation via 5G werden spezielle Ampelphasen geschaltet, die eine gesicherte und freie Überfahrt für die Rettungskräfte ermöglichen. In Wolfsburg werden entlang eines Streckenzugs mehrere Ampeln mit dem Priorisierungssystem ausgestattet, sodass Rettungsfahrzeuge über mehrere Kreuzungen hinweg im Realverkehr bevorrechtigt werden können. In Braunschweig werden zwei Kreuzungen ausgestattet, um an diesen Knotenpunkten die Priorisierung der Einsatzfahrzeuge mit neuartigen Methoden (KI und 5G-Direktkommunikation) exemplarisch zu demonstrieren.

Weiterhin werden Methoden entwickelt, um Verkehrsbeteiligte im Fahrverhalten durch Information und Assistenz zu unterstützen. Dazu werden mittels 5G direkt und ohne Umweg über Infrastruktur den vernetzten Verkehrsbeteiligten entsprechende Empfehlungen und Informationen für ein kooperatives Verhalten mitgeteilt, sodass diese beispielsweise rechtzeitig eine Rettungsgasse bilden können. Darüber hinaus setzen automatisierte Fahrzeuge solch kooperative Fahrfunktionen selbständig um. Die Erprobung dieser Informations-, Assistenz- und Automationsfunktionen erfolgt u.a. auf dem Streckenabschnitt zwischen Hauptbahnhof und Flughafen in Braunschweig.

Wer ist dabei?

Die Beteiligten im Teilprojekt sind das Ifak, die TU Braunschweig (Institut für Fahrzeugtechnik, IfF) und das DLR (Institut für Verkehrssystemtechnik). Die Entwicklung und Umsetzung findet in enger Abstimmung mit den Umsetzungsbeteiligten Stadt Braunschweig und Stadt Wolfsburg sowie den jeweiligen Fachreferaten der Feuerwehr statt.

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Schnelle Situationseinschätzung für den Einsatzleiter der Feuerwehr durch frühzeitige Luftunterstützung mittels Drohne

Was ist unser Ziel in diesem Teilprojekt?

Ein Einsatzleiter der Feuerwehr kann die Situation erst richtig einschätzen, wenn er am Einsatzort ist. Um diese Zeit zu verkürzen, soll bei Bedarf eine Rettungsdrohne automatisch zum Unfallort fliegen, um Video-Livestreams (optisch und thermal) direkt an den Einsatzleiter der Feuerwehr zu senden. Eine Objekterkennung ermöglicht das automatische Erfassen von Fahrzeugen, Personen sowie Gefahrgutschildern und hilft, schnell einen geordneten Überblick über die Situation zu erlangen. Somit ist der Einsatzleiter in der Lage, die Situationen nicht nur früher, sondern auch besser zu überblicken und schneller erforderliche Ressourcen anzufordern oder einzusetzen.

Warum 5G?

Die Auflösung des Livestreams ist durch die maximale Datenrate der aktuell verfügbaren Kommunikationstechnologie (z. B. 4G LTE) limitiert. 5G ermöglicht durch die hohe Datenrate hochaufgelöste Bilder, die für eine zuverlässige Objekterkennung und deren Annotation erforderlich ist. Zudem ist durch garantierte Zuteilung von definierten Frequenzbereichen eine hohe Verfügbarkeit der Konnektivität bzw. der Datenübertragung gewährleistet.

Wie setzen wir den Anwendungsfall um?

Für die vorhandenen Tablets der Einsatzleiter wurde eine App entwickelt, welche die Anzeige des Livestreams und die Interaktion mit der Kamera der Drohne ermöglicht. Per App kann die Kamera geschwenkt und gezoomt, die Objekterkennung zugeschaltet und mit dem Drohnenpiloten kommuniziert werden.

Für den konkreten Anwendungsfall wählen wir zudem eine Drohne aus, die entsprechend weiterentwickelt und ausgerüstet wird. Anfang 2022 wird das Gesamtsystem so weit entwickelt sein, dass erste Testflüge auf einem Testgelände stattfinden können.

Wer ist dabei?

Das Teilprojekt wird vom Institut für Flugführung, DLR e.V. unter Mitarbeit des Instituts für Flugsystemtechnik, DLR e.V. bearbeitet. Konzept, Entwicklung, umfangreiche Labor- und Feldtests von Teilsystemen und dem Gesamtsystem finden in enger Abstimmung mit dem Umsetzungsbeteiligten Stadt Braunschweig bzw. dem Fachbereich Feuerwehr Braunschweig statt. Als Endnutzer des neuen Aufklärungs- und Unterstützungssystems ist deren Expertise und Know-how unabdingbar. Das entwickelte System soll prototypisch in die bestehende Rettungsleitstelle und mit den derzeitigen Prozessen und Sicherheitsvorgaben der Feuerwehr Braunschweig integriert werden.

 

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Fernsteuerung und -Entstörung von automatisierten Schienenfahrzeugen

Was ist unser Ziel in diesem Teilprojekt?

Die aktuell betriebene Netzwerkinfrastruktur der Bahn (GSM-R) wird in den nächsten Jahren modernisiert werden. Derzeit wird geprüft, ob und wie die 5G-Mobilfunktechnik unter Einhaltung der Sicherheitsanforderungen eingesetzt werden kann, um sowohl die vorhandenen Aufgaben weiterhin zu erfüllen als auch die zukünftig wachsenden Möglichkeiten digitaler Dienste für Bahnbetreiber und Passagiere nutzbar zu machen. Applikationen wie die Fernsteuerung bzw. der Remotezugriff auf Schienenfahrzeuge stellen das Mobilfunknetz als Infrastrukturelement der Bahn in Bezug auf die Leistungsfähigkeit und die Zuverlässigkeit vor große Herausforderungen.

Das Ziel des Teilprojektes ist demnach, neuartige Eingriffsmöglichkeiten in den Bahnverkehr aus der Leitstelle in der Betriebszentrale zu realisieren, welche als Rückfallebene für einen unbemannten und automatisierten Bahnbetrieb dienen können.

Warum 5G?

Die Abwicklung der Datenübertragung findet via 5G mit möglichst minimaler Latenz, höchster Zuverlässigkeit und vergrößerten Bandbreiten statt. Anforderungen aus Nutzersicht an Datenqualität und Arbeitsumgebung werden spezifiziert. Zudem wird die Bewertung der realen Datenqualität im Feld sowie die Erarbeitung eines konzeptionellen Sicherheitsnachweises umgesetzt.

Wie setzen wir den Anwendungsfall um?

Die Fernsteuerung eines Schienenfahrzeugs wird in Schlettau im Erzgebirge implementiert, demonstriert und evaluiert. . Die geografisch davon weit entfernte Betriebszentrale wird am DLR-Standort in Braunschweig umgesetzt. Die Echtzeitübertragung von Kamerabildern, Fahrbefehlen und Diagnosemeldungen findet im 5G-Netz statt. Messungen der Netzqualität, Erprobungsfahrten und Messkampagnen sind für die Jahre 2021/2022 unter Einbeziehung von Industriebeteiligten und weiteren regionalen Stakeholdern geplant und deren Umsetzung ist gestartet.

Wer ist dabei?

Das Teilprojekt wird vom Institut für Verkehrssystemtechnik, DLR e.V. bearbeitet.

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