Die Schwierigkeiten und Verwirrungen der Demonstrationszone für intelligente vernetzte Autos werden nicht über Nacht gelöst

Am 29. Oktober 2016 wurde das 5. Wuhan Automotive Electronics Development Seminar wie geplant eröffnet. Das Seminar wurde gemeinsam von der Wuhan China Optics Valley Automotive Electronics Industry Technology Innovation Strategic Alliance (im Folgenden „CECOV“ genannt) und der Japan Kiwi-W Association gesponsert. Namhafte Wissenschaftler und Experten aus dem In- und Ausland, Vertreter von Automobilunternehmen, Teilelieferanten sowie Designer und Planer aus vorab genehmigten Demonstrationszonen aus Ländern wie Shanghai, Peking und Chongqing tauschten sich in Form einer Rundtischsitzung zum Thema „Bau von Demonstrationszonen für intelligent vernetzte Fahrzeuge und intelligente Verkehrsmittel“ aus und diskutierten.

Bevor wir mit der Diskussion dieses Themas beginnen, werfen wir einen Blick auf die Vorschriften und Anforderungen für den „mit dem Internet verbundenen“ Teil der Demonstrationszone für intelligent vernetzte Fahrzeuge im „Umsetzungsplan zur Förderung eines „mit dem Internet verbundenen“ komfortablen Transports und zur Förderung der Entwicklung intelligenter Transportmittel“:

„Verstärkte Unterstützung für die Forschung und Entwicklung von Technologien für mobile Kommunikation und mobiles Internet im Transportwesen der nächsten Generation, Überwindung der kollaborativen Kommunikationstechnologien zwischen Mensch, Fahrzeug und Straße für Verkehrssicherheit und autonomes Fahren und Realisierung einer Informationsinteraktion zwischen Fahrzeug und Straße auf Grundlage verkehrsspezifischer Nahbereichskommunikationstechnologien und bestehender Technologien zur elektronischen Nonstop-Mauterfassung; Entwicklung und Nutzung von LTE mit unabhängigen Rechten an geistigem Eigentum zur Durchführung von Demonstrationsanwendungen für intelligente Autos. Demonstration und Förderung der kollaborativen Technologie zwischen Fahrzeug und Straße und Ermutigung des Pkw-Ersatzteilmarkts und der Fahrzeughersteller, aktiv Bordeinrichtungen mit elektronischer Identifikation, Kommunikation und aktiven Sicherheitsfunktionen zu installieren.“

Daher spielen das intelligente Fahrzeug-Straße-Kooperationssystem auf Basis der V2X-Technologie und der Aufbau des mobilen Internets der nächsten Generation eine entscheidende Rolle beim Aufbau und reibungslosen Betrieb der Demonstrationszone für intelligent vernetzte Fahrzeuge. Experten und Wissenschaftler aus den Vereinigten Staaten, Japan, Europa, Peking, Shanghai, Wuhan und anderen Regionen diskutierten die oben genannten Themen ebenfalls intensiv.

1. Aufbau eines Kommunikationssystems und Internet der nächsten Generation (intelligente Fahrzeug-Straßen-Zusammenarbeit V2X)

Wie wir alle wissen, lässt sich die Umgebungswahrnehmung, die mit der aktuellen autonomen Fahrtechnologie erreicht werden kann, im Wesentlichen in zwei Typen unterteilen: „passive Sicherheit, die vollständig auf der Wahrnehmung eigener Sensoren beruht“ und „eigene Sensoren + V2X“. Im Allgemeinen umfasst die V2X-Technologie für vernetzte Fahrzeuge hauptsächlich die Kommunikation zwischen Fahrzeugen (V2V), zwischen Fahrzeugen und Infrastrukturen (V2I) und zwischen Fahrzeugen und Fußgängern (V2P). Es übernimmt die Funktion des Informationsaustauschs zwischen Fahrzeugen und der Außenwelt und kann den Status der umliegenden sichtbaren und unsichtbaren Einrichtungen in Echtzeit abrufen.

Der Grund, warum die V2X-Technologie für die Realisierung des autonomen Fahrens unverzichtbar ist, liegt darin, dass die V2X-Technologie nicht nur die Echtzeit-Erfassung der Außenwelt durch Sensoren und die Erfassung präziser Standortinformationen von Objekten durch hochpräzise Karten und GPS-Positionierung erfordert, sondern auch die Erfassung der Umgebungsbedingungen, und Sensoren leicht durch Wetter-, Umwelt- und andere Bedingungen beeinflusst werden können.

Laut Cheyunjun sind die beiden wichtigsten Mainstream-Technologien zur Realisierung von V2X LTE-V , das von inländischen Unternehmen ( Datang Telecom , Huawei usw. ) gefördert wird , und der von den USA dominierte Dsrc-Standard (IEEE 802.11p). LTE-V ist eine Weiterentwicklung des 4G LTE-Systems für intelligente Transport- und Fahrzeug-Internetanwendungen und umfasst zwei Arbeitsmodi: LTE-V-Cell und LTE-V-Direct. DSRC (Dedicated Short Range Communication) ist eine effiziente drahtlose Kommunikationstechnologie, die auf Basis des IEEE 802.11p-Standards entwickelt wurde. Es ermöglicht eine präzise und zuverlässige Zweiwege-Übertragung von Bildern, Sprache und Daten in Echtzeit innerhalb einer kleinen Reichweite, wie beispielsweise eine Zweiwege-Kommunikation „Fahrzeug-Straße“ und „Fahrzeug-Fahrzeug“. DSRC ist relativ ausgereift und stellt auch in Europa, den USA und anderen Ländern die Mainstream-Technologie für die Fahrzeugvernetzung dar.

Da der „Intelligent Connected Vehicle Standard System Plan“ noch nicht veröffentlicht wurde, hat die große Mehrheit der bereits errichteten oder im Bau befindlichen Demonstrationszonen die Form des „multimodalen Ridesharings“ übernommen, um sicherzustellen, dass die Projekte reibungslos voranschreiten können, solange die Standards noch nicht etabliert sind.

Laut Vertretern der Konferenz wird in der Demonstrationszone der Shanghai International Automobile City derzeit ein Dsrc+LTE-V-Parallelmechanismus für geschlossene Bereiche eingesetzt. Über die dritte und vierte Phase wird auf Grundlage der staatlichen Anforderungen entschieden. Derzeit liegt der Schwerpunkt auf der Formulierung von Anwendungsschichtstandards für die Demonstrationszone in Shanghai selbst. Auf der gerade zu Ende gegangenen Jahreskonferenz 2016 der Society of Automotive Engineers wurde ein Interoperabilitätstest vorgeführt. In Hangzhou hat Alibaba hauptsächlich 11 Mikrobasisstationen (LTE-V) und 4 Hybridbasisstationen in Yunqi Town sowie LTE-V und Dsrc in Wuzhen gebaut. Verschiedene Anwendungen laufen auf unterschiedlichen Protokollen.

Aktuell hat Datang Telecom das erste vorkommerzielle LTE-V-Produkt auf Chip-Ebene der Branche vorgeführt. Es wird gesagt, dass Huawei Ende des Jahres oder rund um das Frühlingsfest LTE-V-Produkte herausbringen und zu diesem Zeitpunkt auch die entsprechenden technischen Indikatoren bekannt geben wird. Wen Xihua, Vertreter des Hangzhou Demonstration Zone-Tongxiang Application Demonstration Project, erklärte: „Die Indikatoren von Huawei sollten nicht viel schlechter sein als die von Dsrc. Wir haben tatsächlich Tests in der Wuzhen Demonstration Zone durchgeführt und die Leistung im Kurvenszenario ist ziemlich gut.“

Darüber hinaus äußerten sich Experten und Wissenschaftler zu der Frage: „Wie können straßenseitige Systeme genutzt werden, um die Sicherheit beim intelligenten Fahren zu verbessern?“ Professor Henry Liu von der University of Michigan ist davon überzeugt, dass „die DSRC- und LTE-V-Module zusammenarbeiten können, um die Verkehrsbedingungen auf der Straße in Echtzeit anzuzeigen, den Fahrer durch Übertragungen über potenzielle Gefahren zu informieren und diese Informationen gleichzeitig an das Auto weiterzuleiten, sodass das Auto Entscheidungen treffen kann.“ Professor Yoshiki Ninomiya von der Universität Nagoya in Japan erklärte: „Auch in Japan wird seit über 20 Jahren auf dem Gebiet V2X geforscht und auf Testfeldern relativ gute Ergebnisse erzielt. Für alltägliche Anwendungsszenarien wie Kreuzungen außerhalb von Testfeldern ist dies jedoch nicht geeignet. Um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten, ist Kommunikation erforderlich. Daher bedarf es entsprechender gesetzlicher und behördlicher Regelungen, beispielsweise der Verpflichtung von Fahrzeugen, ihre Kommunikationsgeräte einzuschalten. Bei der Forschung an der Universität Nagoya wird das Konzept des Teilens betont. In den verschiedenen Phasen gibt es unterschiedliche Anforderungen, und die von allen Fahrzeugen erhaltenen Informationen müssen geteilt werden. Daher müssen die Auswahl der Geräte und die Bereitstellung von Kommunikationsinformationen berücksichtigt werden.“

Als Antwort auf die oben genannten Probleme und das für die V2X-Technologie geeignete Fördermodell wies Professor Yao Danya von der Tsinghua-Universität darauf hin:

Die Installationsrate ist die Grundvoraussetzung für den effektiven Betrieb von V2V. Die Frage, wer zuerst installiert werden sollte – das V2I-Bordsystem oder das Straßenrandsystem – ähnelt der Frage, was zuerst da war: das Huhn oder das Ei. Die aktuelle Lösung für dieses Engpassproblem besteht in den USA darin, Gesetze zu erlassen, die die Installation an Bord durchsetzen. In China hingegen kann dies zunächst auf Sonderstraßen (Kurven, Tunnel, Ein- und Ausfahrten von Autobahnen, Kreuzungen und Mischverkehrsbereichen auf Stadtstraßen sowie scharfen Kurven und steilen Hängen auf Provinz- und Nationalstraßen) und bei Sonderfahrzeugen vorangetrieben werden, um die Verbreitung und Anwendung des Systems zu fördern. Beispielsweise sollten Fahrzeuge mit Sonderfunktionen wie Gefahrguttransporte und Schulbusse zuerst mit V2X-Geräten ausgestattet werden, um eine führende Rolle zu spielen.

Professor Yao stellte auch spezifische Methoden als Referenz zur Verfügung:

① Die Regierung errichtet in Sonderstraßenbereichen Straßenrandsysteme, um dynamische Informationen (Standort, Bewegung) über Fahrzeuge und Fußgänger rund um Sonderstraßen bereitzustellen.

2. Es ist vorgeschrieben/empfohlen, bei Sonderfahrzeugen Warngeräte zur Kollisionsvermeidung zu installieren. Durch die kollaborative Warnung zwischen Fahrzeug und Straße sowie die kollaborative Warnung zwischen Fahrzeugen und Spezialfahrzeugen kann die Fahrzeugsicherheit verbessert und so schwere Unfälle mit Massenopfern vermieden werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Regierung die Infrastruktur aufbauen, spezielle Fahrzeuge zu Demonstrationszwecken einsetzen und den Markt nutzen kann, um Fahrzeughersteller und soziale Träger zur freiwilligen Installation des Systems zu ermutigen und so die allgemeine Verkehrssicherheit zu verbessern. Für die Automobilhersteller ist es ein zusätzliches Verkaufsargument, und die Verbraucher fühlen sich sicher und abgesichert.

Wie also stellen wir eine Vertrauensbeziehung zwischen selbstfahrenden Autos und intelligenten Straßennetzen her? Wie lässt sich die Zuverlässigkeit von Fahrzeug- und Straßendaten bewerten? Ist eine Zusammenarbeit mit einem Drittanbieter (Zentrum) erforderlich?

Dr. Ogawa, ein Berater bei Denso, sagte, dass es in Japan Sache des Fahrers sei, zu entscheiden, welchen Daten er Glauben schenkt (Bordsystem, Straßentestsystem, Daten Dritter). Professor Yao ist der Ansicht, dass V2X-Daten und Fahrzeugdaten sich ergänzen und von den Passagieren oder Fahrern ausgewählt werden sollten. Sie sollten nicht zu sehr auf die Sicherheit ausgerichtet sein und eher eine iterative Entwicklung als einen Erfolg über Nacht erfordern.

2. Testtechnologie für intelligent vernetzte Fahrzeuge

Aus der Perspektive des Aufbaus einer Demonstrationszone für intelligent vernetzte Fahrzeuge besteht das Wichtigste beim Testen der autonomen Fahrtechnologie wahrscheinlich darin, zu überprüfen, ob die zuvor festgelegten und gewünschten Funktionen tatsächlich realisiert werden können.

Chen Hailin von der Shanghai Demonstration Zone sagte, dass in der ersten Phase des Projekts 29 Testszenarien durchgeführt werden sollen und dass derzeit entsprechende Teststandards ausgearbeitet werden. Natürlich werden sie im Namen der Shanghai Demonstration Zone entworfen, aber es besteht die Hoffnung, dass mit anderen Teststandorten zusammengearbeitet werden kann, um sie zu diskutieren und zu formulieren. Dr. Wang Yuning von der Technischen Universität Wuhan sagte: „Die Wuhan Demonstration Zone legt großen Wert auf Tests. Wir hoffen, durch Tests Produktverbesserungen und die Marktbearbeitung voranzutreiben. Aus Kunden- und Anwendungssicht arbeiten wir mit Herstellern zusammen, um Produkte neu zu definieren, Produkte durch Demonstrationen zu testen und durch Demonstrationen eine Smart-Car-Kultur zu fördern.“

Professor Yao Danya vom Institut für Automatisierungssystemtechnik der Universität Tsinghua erklärte: „Derzeit ist jeder Testbereich in seiner Ausdehnung begrenzt und konzentriert sich hauptsächlich auf die Realisierung intelligenter Netzwerkfunktionen. Die Tests im Demonstrationsbereich von Shanghai dienen hauptsächlich dazu, die Kommunikation zu erproben und zu überprüfen, welche Kommunikationsmethode den Anforderungen bestimmter Anwendungsszenarien gerecht wird. Anschließend werden Kommunikationsstandards auf Anwendungsebene formuliert. Diese werden in Zukunft schrittweise verbessert. Was Themen wie den Datenaustausch betrifft, so ist dies ein wichtiges Geschäft für die Entwicklung des Testgeländes, da man mithilfe von Daten Automobilhersteller für Tests gewinnen kann.“

Ein Gast von Telu Technology stellte jedoch folgende Frage: Wo ist der standardisierte Designprozess für Testgelände? Wer bestätigt, ob die zu erreichenden technischen Indikatoren erfüllt sind? Welche Designunterschiede gibt es zwischen herkömmlichen Testgeländen und Testgeländen für intelligent vernetzte Fahrzeuge?

Frau Wu Qiong, eine Vertreterin der Pekinger Demonstrationszone, antwortete: „Die Pekinger Demonstrationszone ist eine komprimierte Reproduktion des Verkehrsgeschehens einer Megacity. Was die Standards betrifft, haben sich Industrie und Politik noch nicht auf einen Konsens geeinigt. Sollte es daher auch bei zukünftigen Tests intelligent vernetzter Fahrzeuge darauf ankommen, reale Situationen auf Simulatoren durch die Erfassung von Sensordaten zu simulieren? Ist es möglich, einheitliche Standards festzulegen und einheitliche Testmuster zu entwickeln? Dies erfordert von den OEMs einen stärkeren Datenaustausch.“

Dr. Adriano Alessandrini, Leiter von European CityMobil2, sagte: „Die Entwicklung eines standardisierten Testprozesses ist von entscheidender Bedeutung. Das Design des Testgeländes basiert auf der Testmethode, die Simulationsanalyse und Tests vor Ort kombinieren kann.“

Professor Yao Danya ist der Ansicht: „Es ist nicht klar, wie getestet werden soll, aber es sollte klar sein, was getestet werden soll. Mischen Sie nicht zu viele Szenarien, gehen Sie Schritt für Schritt vor. Das Testen ist mit Kosten und Risiken verbunden. Es ist nicht angebracht, so schnell wie möglich im Feld zu testen. Vor der Durchführung von Feldtests müssen Simulationen und geschlossene Tests durchgeführt werden, um eine große Menge an Datenunterstützung zu erhalten. In diesem Stadium ist der Test intelligent vernetzter Fahrzeuge, über den wir sprechen, eigentlich ein Test der technischen Machbarkeit.“

Selbstfahrendes Auto Ford Fusion bei MCity in Detroit getestet Selbstfahrendes Auto Ford Fusion bei MCity in Detroit getestet

3. Wie können sich Automobilhersteller am Aufbau von Demonstrationszonen für intelligent vernetzte Fahrzeuge beteiligen?

Kommen wir abschließend zum praktischsten Thema zurück. Obwohl die meisten der Demonstrationszonen für intelligent vernetzte Fahrzeuge, die derzeit mit Genehmigung des Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie an verschiedenen Orten errichtet werden, „Demonstrationszwecken“ dienen, besteht ein sehr wichtiger Punkt darin, wie OEMs für Tests in den Demonstrationszonen gewonnen werden können und wie sich die Automobilhersteller am Aufbau der Demonstrationszonen beteiligen können.

Die Great Wall Company erklärte, dass sie der Demonstrationszone große Bedeutung beimisst. Wir haben viele Kooperationsmöglichkeiten mit der Beijing Demonstration Zone besprochen. Zum Wohle der Gemeinschaft von Peking, Tianjin und Hebei hat Great Wall den Standort in Xushui in Betracht gezogen. Great Wall selbst arbeitet konkret im Bereich intelligent vernetzter Fahrzeuge und ist davon überzeugt, dass darin großes Potenzial steckt. Sie beteiligt sich aktiv daran und folgt auch den Vorgaben der nationalen Politik. Unabhängig davon, ob DSRC oder LTE-V gewählt wird, steht die Kommunikation mit den Lieferanten sowie mit Huawei und Datang Telecom über die Art der Umsetzung im Vordergrund. Das kritischste Problem dürfte hier der Standard sein. Während des Projekts werden wir die Eigenschaften der Great Wall-Modelle kombinieren und Tests auf Autobahnen durchführen.

Auch Dr. Bian Ning vom Dongfeng Motor Technical Center äußerte seine Ansichten. Er ist der Ansicht, dass es aus Sicht der Produktanwendung derzeit keine in Massenproduktion gefertigten Modelle intelligent vernetzter Fahrzeuge gibt und dass die OEMs ebenfalls versuchen, diese zu definieren. Dabei betrachten sie sie natürlich hauptsächlich aus der Perspektive der Technologie, der Tests und des Risikos. Aus der Perspektive der Technologie und Szenariodefinition können wir die L1/L2-Phase berücksichtigen. Aus Sicht der OEMs dürfte der Schwerpunkt in den nächsten zwei bis drei Jahren weiterhin auf der Entwicklung und Erprobung fortschrittlicher Fahrerassistenzsysteme (ADAS) liegen.

Su Xiaocong, General Manager von Wuhan Guangting Technology, sagte, dass die Forschungs- und Entwicklungsfortschritte unabhängiger inländischer Autohersteller im Bereich intelligent vernetzter Fahrzeuge unterschiedlich seien und die Entwicklungssituation uneinheitlich sei. Zudem habe der chinesische Straßenverkehr seine eigenen Besonderheiten, darunter Gesetze und Vorschriften, die möglicherweise nicht ganz perfekt seien. Was die Beziehung zwischen Automobilherstellern und Demonstrationszonen betrifft, so benötigen Letztere möglicherweise Anleitung und Organisation, während Erstere in den frühen Phasen einer Nachverfolgung bedürfen. Das Zeitfenster für intelligent vernetzte Fahrzeuge dürfte noch relativ lang sein. Der Demonstrationseffekt ist der entscheidende Punkt, und das Design des Testszenarios ist möglicherweise nicht der entscheidende Punkt. Der Schwerpunkt liegt später auf Produkttests.

Was das Datenproblem angeht, das alle beschäftigt, erklärte Chen Hailin, ein Vertreter der Shanghai Demonstration Zone: „Die Automobilhersteller stellen hohe Anforderungen an die Vertraulichkeit der Testinhalte und -methoden, und auch die Frage der Datennutzung wird derzeit weiter diskutiert. Die Automobilunternehmen stellen sehr hohe Anforderungen an ihre Testgelände und stehen zudem in Kontakt mit Unternehmen mit ausländischer Finanzierung. Die Gegenpartei hat Anforderungen an die Infrastruktur gestellt. Die Demonstrationszone wird diese entsprechend den Kundenbedürfnissen und auf der Grundlage menschlicher Bedürfnisse gestalten und verbessern.“ Im Gegensatz dazu sind an dem im Bau befindlichen Testgelände in der Beijing Demonstration Zone bereits OEMs und Internet-Automobilhersteller beteiligt, sodass hinsichtlich der Begeisterung und Antriebskraft keine Bedenken bestehen.

Abschließend schlug Professor Yao Danya von der Tsinghua-Universität zwei Ideen vor, um Automobilunternehmen in die Demonstrationszone zu locken, damit sie an den Tests intelligent vernetzter Fahrzeuge teilnehmen:

Erstens Daten (Ihre Testsite kann Informationen liefern, die der OEM anderswo nicht erhalten kann);

Zweitens muss die Zusammenschaltung (am Beispiel von ETC) unter der Annahme, dass das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie verbindliche Standards hat, nach Tests im Testzentrum verkauft werden. Dies kann die Abhängigkeit der Automobilkonzerne vom Demonstrationsgebiet erheblich verstärken.

Professor Yao wies jedoch auch darauf hin, dass intelligent vernetzte Autos komplizierter seien, da sie Interaktionen zwischen Autos und Infrastruktur sowie anderen Fahrzeugcomputern erforderten. GM und Changan haben jedoch bereits zuvor Verbindungstests durchgeführt, was ein Vorteil des Testgeländes ist.

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