„Mobilität 3.0“, „Car2Car-Communication“ und „Smart Connected Vehicle“ sind nur einige der Trendausdrücke die in der Automobilindustrie aktuell vielfach Verwendung fnden. Das Gebiet der IKT im Auto ist weit gefächert. Es gibt zahlreiche Pilotprojekte und Feldversuche zu diesem Thema. Die wichtigsten Projekte und deren Ergebnisse sollen hier vorgestellt werden.
Die Arbeit soll einen Überblick geben über den aktuellen Stand der Technik und die möglichen Innovationen der Zukunft aufzeigen, gleichzeitig aber auch mögliche Risikofaktoren betrachten.
Inhaltsverzeichnis
1 Stand der Technik
1.1 Fahrerassistenzsysteme
1.2 Das Autogehtonline
1.3 Internet im Auto am Beispiel von BMW und Audi
1.3.1 BMWConnectedDrive
1.3.2 Audi Connect
1.4 Car-to-X-Communication
1.4.1 Car-to-Car-Communication (C2C)
1.4.2 Car-to-lnfrastructure-Communication (C2I)
2 Beeinflussung der IKT
2.1 Beeinflussung der IKT auf die Verkehrssicherheit
2.1.1 Einfluss bisheriger Assistenzsysteme auf die Verkehrssicherheit
2.1.2 Einfluss auf die Verkehrssicherheit mit Car-to-X- Communication
2.2 Beeinflussung der IKT auf den Fahrer
2.2.1 Einfluss bisheriger Assistenzsysteme aufden Fahrer
2.2.2 Einfluss auf den Fahrer mit Car-to-X-Communication
3 Datenschutz im vernetzten Fahrzeug
3.1 Aus Sicht der Autohersteller
3.2 Aus Sicht der Telekommunikationsanbieter
3.3 Aus Sicht der Versicherer
4 Ausblick
Literaturverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Die neue Mobilität
„Mobilität 3.0" , „Car2Car-Communication" und „Smart Connected Vehicle" sind nur einige der Trendausdrücke die in der Automobilindustrie aktuell vielfach Verwendung finden. Das Gebiet der IKT im Auto ist weit gefächert. Es gibt zahlreiche Pilotprojekte und Feldversuche zu diesem Thema. Die wichtigsten Projekte und deren Ergebnisse sollen hier vorgestellt werden.
Die Arbeit soll einen Überblick geben über den aktuellen Stand der Technik und die möglichen Innovationen der Zukunft aufzeigen, gleichzeitig aber auch mögliche Risikofaktoren betrachten.
Laut [14] sitzt jeder Deutsche im Durchschnitt pro Jahr 12.500 Kilometer in seinem Fahrzeug. In einem 40-jährigen Arbeitsleben kommt so bei nur täglich 20 Minuten Fahrt ins Büro ein ganzes Jahr zusammen.[...] Aus Produktivitätssicht zumindest ist das alles vertane Zeit."
Die wissenschaftliche Untersuchung soll durch die Eingrenzung der wichtigsten Entwicklungen und der Behandlung der Vor- und Nachteile verschiedener Innovationen den Idealfall desvernetzten Fahrzeuges herausstellen.
Was nehmen Fahrerassistenzsysteme dem Autofahrer bereits heute ab? Welche Rolle spielt die Informations- und Kommunikationstechnik im Auto? Wie sicher ist das Auto der Zukunft? Welche Innovationen werden sich durchsetzen? Wie steht es um den Datenschutz? Diese und andere Fragen sollen in dieser wissenschaftlichen Arbeit untersucht werden.
1 Stand der Technik
Im folgenden Kapitel werden zunächst die bisher im Alltag eingesetzten Fahrerassistenzsysteme erläutert. Im weiteren Unterkapitel wird angezeigt, wie die Autohersteller das Internet in ihre Fahrzeuge integrieren. Weiterhin wird das grundlegende Modell der Car-to-X-Kommunikation zum vernetzten Fahrzeug vorgestellt.
1.1 Fahrerassistenzsysteme
Fahrerassistenzsysteme (kurz FAS) sind laut [HARR05] elektronische Zusatzeinrichtungen in Kraftfahrzeugen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen. Die Hauptgründe für das Einsetzen von Fahrerassistenzsystemen sind die erhöhte Sicherheit und der Fahrkomfort. Fahrerassistenzsysteme können autonom oder teilautonom eingreifen, praktisch jedoch gibt es noch keine Systeme die den Fahrer vollständig entrechten. Dies hängt unter anderem mit rechtlichen Vorschriften zusammen, denn [WIEN68] besagt: Jeder Führer muss sein Fahrzeug beherrschen [...] können.
Auch sind viele Systeme bis jetzt nicht ausreichend zuverlässig, vor allem die eingesetzten Sensoren bieten noch keine absolut zuverlässige Umfelderkennung in verschiedenen Situationen und Fahrzuständen. Untersuchungen der Unfallforschung der Versicherer (UDV) haben ergeben, dass der serienmäßige Einbau allein von Antiblockiersystem (ABS) und Elektronischem Stabilitätsprogramm (ESP) laut [UDV08] die Zahl der Unfälle um etwa 25 - 35% reduzieren könnte. Seit 2011 ist der serienmäßige Einbau Vorschrift bei Neuwagen in der Europäischen Union.
Einige der bedeutendsten Fahrerassistenzsysteme sollen hier kurz erläutert werden:
Antiblockiersystem (ABS):
Nach [SCHMABS] regelt das Antiblockiersystem die Bremskraft für jedes einzelne Rad. Ein Sensor am Rad misst die Drehzahl und gibt diese an ein ABS-Steuergerät weiter. Das Steuergerät ist mit einer Regeleinheit verbunden. Diese sitzt zwischen Bremspedal und Radbremsen. Durch die Regeleinheit fleßt hydraulischer Bremsdruck vom Fußpedal zu den einzelnen Rädern. Wenn der Fahrer nun stark bremst, teilt einer der Sensoren der Regeleinheit mit, dass der Bremsdruck verringert werden muss, damit sich das Rad wieder frei drehen kann. Sobald sich das Rad wieder dreht fleßt voller Bremsdruck. Das Fahrzeug simuliert also das „Stotterbremsen", ohne dass der Fahrer dazu etwas tun muss.
Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP):
Wenn ein Über- bzw. Untersteuern des Fahrzeugs droht, bremst das ESP automatisch einzelne Reifen ab. Zusätzlich kann es in kritischen Situationen die Motorleistung regulieren.
Fernlichtassistent:
Der Fernlichtassistent erhöht die Sicherheit vor allem bei Nachtfahrten. Je nach Verkehrssituation werden Verkehrsteilnehmer frühzeitig erkannt und das Fernlicht blendet automatisch auf bzw. ab. Auch die Leuchtweite des Abblendlichts wird automatisch reguliert.
Bremsassistent (BAS):
Der Bremsassistent sorgt laut [SCHMBA] bei einer Notbremsung dafür, dass die notwendige Betätigungskraft auf das Pedal erheblich reduziert wird. Es gibt den vollen Bremsdruck frei und leitet eine Vollbremsung ein. Der BAS benutzt mehrere Faktoren zur Berechnung der Bremskraftverstärkung. Ein Blockieren der Räder wird durch das ABS verhindert.
Abstandsregeltempomat (ACC):
Der Fahrer kann eine konstante Geschwindigkeit wählen ohne dass der Sicherheitsabstand zum Vordermann unterschritten wird. Neue ACC-Systeme warnen zudem frühzeitig vor möglichen Auffahrunfällen. Laut [FAS] lassen sich 70% der LKWAuffahrunfälle auf der Autobahn durch ACC vermeiden.
Reifendruckkontrollsystem:
Das System erkennt frühzeitig Druckverlust an einem oder mehreren Rädern des Fahrzeugs und signalisiert dies dem Fahrer.
Gemäß [EUR009] sind Autohersteller seit November 2012 dazu verpflichtet, neue Fahrzeuge mit Reifendruckkontrollsystemen auszustatten.
1.2 Das Autogehtonline
Heutzutage ist es fast selbstverständlich dass sich das Fahrzeug via Bluetooth mit dem eigenen Smartphone verbinden lässt. So lassen sich z.B. Telefongespräche über die Freisprecheinrichtung führen oder Musikdaten vom Smartphone abspielen. Jedoch gestaltet sich der Verbindungsauftau via Bluetooth oftmals schwierig. Die Automobilindustrie arbeitet an verschiedensten Konzepten um das Auto noch besser zu vernetzen. In Zukunft muss sich nicht das Smartphone um die Verbindung ins Internet kümmern, stattdessen ist das Fahrzeug selbst fähig sich mit dem Netzwerk zu verbinden.
So hat beispielsweise BMW in Deutschland, wie in [RESD13] erwähnt, bereits einen eingebauten Empfänger realisiert, der LTE nutzt und das Auto in einen mobilen Hotspot verwandelt. Der Hersteller Volvo hat bereits den Musikverleihdienst „Spotify" inklusive Sprachsteuerung in sein Autoradio integriert.
1.3 Internet im Auto am Beispiel von BMW und Audi
Autohersteller integrieren das Internet zunehmend in ihre Infotainmentsysteme. Im Folgenden soll anhand der Systeme von BMW und Audi die Funktionsweise und der Nutzen dieser Systeme erläutert werden.
1.3.1 BMWConnectedDrive
Die Bezeichnung „Connected Drive" fasst bei BMW alle Internetdienste zusammen. Diese sind für alle Baureihen von BMW verfügbar. Bestandteil des Connected Drive sind der BMW-Assist und BMW Online.
Der BMW-Assist enthält laut [STAU11] Funktionen wie die automatische Notrufübermittlung mit GPS-Position, den persönlichen Reisebegleiter per Telefon oder das Senden von in Google Maps geplanten Routen direkt ins Auto. Zudem bietet es Fernfunktionen an, bei denen sich mithilfe einer App z.B. die Standheizung oder das Licht einschalten lässt.
Die Abbildung 1 zeigt beispielhaft die Nutzung von verschiedenen Social-Media- Diensten mit BMW Connected Drive.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 1 - Connected Drive
Für das eigentliche Internet im Auto ist BMW Online zuständig. Dort finden sich Wetterinfos, Google Suche und Google Maps / Streetview, ein News-Dienst, eine E-Mail-Funktion und weitere Anwendungen. Die Grundlage für den Gang ins Internet bildet hier wie auch bei Audi eine im Auto verbaute SIM-Karte. Daraus resultierend entstehen Folgekosten für die Nutzung des Internets. In der folgenden Tabelle sind die Gesamtkosten für das Connected-Drive-System beispielhaft aufgeführt.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Tab. 1 - Kosten für Connected Drive am Beispiel der BMW 5er-Reihe
1.3.2 Audi Connect
Audi verzichtet bei seinem System Audi Connect komplett auf Folgekosten (siehe Tab.2). Hier gibt es entweder die Möglichkeit eine eigene SIM-Karte in die Mittelkonsole einzustecken oder sich via Bluetooth mit einem SIM-Access- kompatiblen Handy zu verbinden.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Tab. 2 - Kosten für Audi Connect
Wird eine SIM-Karte genutzt, kann das Fahrzeug einen eigenen WLAN-Hotspot zur Verfügung stellen. Weitere Funktionen sind hier Live-Staumeldungen von „Inrix Traffic", die Zielsuche via Google und ein Nachrichtendienst.
Die Abbildung zeigt beispielhaft das Ausgangsmenü des Audi-Connect-Systems mit den verschiedenen Funktionen.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb.2 - Ausgangsmenü des Audi-Connect-Systems
1.4 Car-to-X-Communication
Bei der Car-to-X-Communication handelt es sich um den drahtlosen Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen sowie zwischen Fahrzeugen und der Verkehrsinfrastruktur [DAIM]. Die Fahrzeuge sammeln laut [GERH11] Daten wie „Ansprechen des ABS, Lenkwinkel, Position, Richtung und Geschwindigkeit" und geben diese an andere Verkehrsteilnehmer weiter.
Im Jahre 2003 haben mehrere Automobilhersteller das s.g. Car-to-Car-Konsortium gegründet. Das Konsortium hat es sich gemäß [LIPIC2C] zum Ziel gemacht „die Kommunikation zwischen Fahrzeugen zu fördern und damit die Sicherheit zu erhöhen und den Verkehrsßuss zu beschleunigen." . Mitglieder sind bekannte Autohersteller wie Audi, Daimler und Volkswagen, aber auch Institute, Hochschulen und Autozulieferergehören dem Konsortium an.
Alle zwölf beteiligten Fahrzeughersteller haben ein Memorandum unterzeichnet, in dem eine Strategie festgelegt wurde, wie sich C2X mithilfe von gemeinsamen Standards verwirklichen lässt. Erste Systeme sollen laut [LIPIC2C] ab 2015 angeboten werden können.
1.4.1 Car-to-Car-Communication (C2C)
[DVEV11] bezeichnet die Car-to-Car-Communication, „im englischen Sprachraum unter Vehicle-to-Vehicle (V2V) geläufig", als „Austausch von Daten und Informationen zwischen Kraftfahrzeugen, um den Fahrer frühzeitig kritische Situationen anzeigen zu können.".
Anwendungen sind hier vor allem die kooperative Fahrerassistenz. Das können zum Beispiel Warnungen oder Meldungen über das Fahrverhalten des Vordermanns sein (siehe Abb.3), ein Assistent der bei Überholvorgängen unterstützt oder einfach eine effizientere Infrastrukturnutzung.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb.3 - C2C in der Praxis - Der Fahrer wird über ein defektes Fahrzeug informiert
1.4.2 Car-to-lnfrastructure-Communication (C2I)
Bei der C2I-Kommunikation tauschen Fahrzeuge drahtlos Informationen mit Infrastrukturkomponenten aus. Dies können laut [LIPIC2I] zum Beispiel Ampeln, intelligente Verkehrszeichen oder Funkknoten sein, die eine Verbindung zum Internet oder (zwecks Diagnose oder Notfallmeldung) zum Autohersteller bzw. zur Werkstatt auftauen. Die Basis dafür bilden WLANS nach 802.11a, 802.11b oder 802.11g. Weitere Möglichkeiten zur Verbindung mit Infrastrukturelementen sind Bluetooth, ZigBee (bei Sensornetzwerken) oder Dedicated Short Range Communication (DSRC).
[...]