Auto regeln bald den Verkehr

Ohne Stau Richtung Hamburg. Utopisch meinen viele, oder sie fahren in der Nacht los. Künftig könnte sich diese Situation ändern mit einem spontanen Funk Netzwerk von PKWs. 
Bei vielen Autoherstellern steht genau dieses Problem ganz oben. Autos würden so miteinander "kommunizieren" und Informationen austauschen, Fahrer mit topaktuellen Infos ausstatten, eigenständig navigieren, um nur einige Vorteile dieser Kommunikation zu nennen. 
Dank Ad-hoc-Netzwerke könnte dies durchaus gelingen. Solch ein Netzwerk könnte sich zwischen den Fahrzeugen eigenständig aufbauen und organisieren. Leider ist dies nicht ganz einfach. Normalerweise verbinden sich Computer via Kabel oder drahtlos via Wireless LAN.

PKW Netzwerk per Funk
Auf der Straße ein Funknetzwerk einzurichten, scheint sich als Problem herauszustellen. PKWs können sich schlecht miteinander verkabeln. Jetzt kommt der Funk ins Spiel. Eigentlich einfach, denken viele, wenn da nicht das Tempo einzelner PKWs wäre.  In Sekundeschnelle muss die Kommunikation zwischen den Fahrzeugen erfolgen. Wichtig ist ein einheitlicher Netzwerkstandard unter den Fahrzeugen. Der Standard für ein mobiles Netzwerk ist im kommen. Es wurden bisweilen über Datensicherheit, einheitliche Funkfrequenzen und Datenformate gesprochen. 

Für eine größtmögliche Verbreitung in PKWs kommt nur eine kostengünstige Hardware in Betracht. In puncto Funktechnik basiert im Auto der Standard IEEE 802.11. (aus Wireless LAN oder WLAN bekannt). Der IEEE spezifiziert den Standard auf die Bedürfnisse der Automobil-Industrie. Selbst bei Tempo 200 ist ein Übermittlung von Nachrichten noch zuverlässig möglich, ohne neben den betreffenden PKW herzufahren. Einfach ist die Übertragung von Infos von bis zu 1 km Entfernung, wenn es sich um unbebauten Gebiet handelt.
Im Bereich von Innenstädten kann dieses Problem nur die Leistung und die Funkfrequenz lösen. 
In EUROPA muss gegenüber den USA das Frequenzspektrum noch zugeteilt werden. Die Hersteller streben die gleiche Frequenzen wie die USA an. (5,850 bis 5,925 GHz)
Leider taucht hier ein weiteres Problem auf: Es sind einzelne Frequenzen schon vergeben. Für die Hardware spielt es eine untergeordnete Rolle, denn sie ist unabhängig einsetzbar. Es ist nur die Software anzupassen. Ohne Kommunikationsprotokolle ist kein Datenaustausch unter Autos möglich. Sie legen fest, welche Daten ausgetauscht werden und das unabhängig von der jeweiligen Fahrzeugbewegung oder auch Position. 

Staffellauf unter den PKWs
Ob Sender, Vermittler, oder Empfänger jeder PKW übernimmt die Funktion eines Routers. Jeder der PKWs reicht die Nachricht an den anderen weiter. Die Besonderheit liegt dabei, dass es keine zentrale Steuerung gibt, man nennt es ein sich selbst organisiertes System unter Autos. Zugang zum Internet oder Mobilfunk bzw Festnetz ist hierfür nur begrenzt möglich. 
Fahrzeuge mit der entsprechenden Technik bündeln die Infos in kleine Datenpakete und fungieren als Netzknoten. Als führende Relaisstation auf Rädern wickeln die PKWs (auch LKW und Motorräder sollen sich beteiligen) die Verteilung ab. Mit Hilfe von Wireless LAN kommunizieren sie untereinander ohne dass die Fahrer etwas davon mitbekommen, um Einfluss darauf  zu nehmen. 
Reicht die Funkreichweite zur Informationsweitergabe nicht aus, dienen mehrere Fahrzeuge (Multihop-Kommunikation) als Übertragungskanal. Solch eine Übertragung wird solange stattfinden bis alle Informationen das anvisierte Ziel erreicht haben. Gesetz dem Fall es sind keine Netzwerk-Fahrzeuge in der Nähe, speichert der entsprechende PKW die Infos bis ein mit der Technik ausgerüstetes Fahrzeug in der Nähe (Store-and-Forward-Kommunikation) sich befindet. 
Nur solch eine Kombination von Übertragung garantiert, dass alle Infos das gewünschte Zielfahrzeug erreichen. Vorausgesetzt die Datenübertragung klappt einwandfrei. In den Städten könnte sich das als Problem herausstellen. Die Ausbreitung von Funksignalen verursacht möglicherweise über verschiedene Netzknoten Störungen, wenn eine Nachricht beispielsweise über verschiedene AD-hoc-Netzwerke seinen Weg sucht. 

Eine Störungsfreie Datenweitergabe ist Pflicht. 
Mit der Weitergabe von sensiblen Gefahren muss einfach eine hohe Zuverlässigkeit gegeben sein. Kommt die Warnung am PKW nicht an, nützt das beste Netzwerk niemanden etwas. Ingenieure arbeiten an einem sich nicht behinderten Netzwerk. Weiterhin muss verhindert werden, das zwei Fahrzeuge innerhalb der Funkreichweite gleichzeitig senden, denn der Empfänger könnte das nicht richtig verstehen. Eine perfekte Koordination ist wichtig, die mobilen Netzwerke organisieren ihre Nutzung der Funkkanäle selbständig.(effektives Ausnutzen der verfügbaren Datenrate)
Wenn das alles klappt ist auch eine positionsbasierte Adressierung und Routing möglich. Es ist nicht weiter, wie ein Weiterreichen von Infos für bestimmte Fahrzeuge (für nachfolgenden Verkehr wichtig - quer stehender LKW auf der Autobahn). PKWs auf den Gegenfahrbahn dienen als Zwischenknoten für die Datenübermittlung an Fahrzeugen, die sich dem Gefahrenbereich nähern. Die Fahrzeuge erhalten das Signal ihre Geschwindigkeit zu reduzieren. Bei rutschenden Straßen erhalten die PKWs ein Signal, die sich auf der entsprechenden Route befinden. Für die Weiterleitung ist das Fahrzeug verantwortlich, was sich am nächsten vom Zielfahrzeug weg befindet. 
Datenpakete lassen sich effizienter übertragen, wenn die Fahrzeuge mit GPS-System ausgestattet sind. Somit lässt  eine genaue Fahrzeugposition bestimmen. 

Wichtig ist die Datensicherheit bei der Nutzung
Auch der Punkt Datensicherheit spielt eine wichtige Rolle. Mit Hilfe der Software soll die Datensicherheit gewährleistet und das Installieren ungeeigneter Programme und wichtig der Zugriff auf das Sicherheitssystem des Fahrzeugs verhindert werden. Das Verschlüsseln der Knoten-Adressen schützt die Privatsphäre des Nutzers. 

Wie Städte und Straßen in Ihr Navigationsgerät kommen

Vor einigen Jahren sind viele Autofahrer noch mit einer Straßenkarte auf den Knien durch unbekanntes Gebiet gefahren. Alternative waren die sogenannten Mitfahrer, die ständig besser wußten wo es lang ging und jedesmal über falsche Fahrmanöver meckerten. 
Heute geht es viel entspannter mit Hilfe eines mobilen Navigationsgerätes unterwegs zu. Dort übernimmt ein mobiler Lotse nach der Zieleingabe die Routenplanung mit zuverlässiger Ansage für das nächste Abbiegen. 
Ob ein 5 oder sogar 7 Zoll, dass Navigationsgerät hat Kartenmaterial für unzählige Städte und Länder an Bord. Auch mobile Navis arbeiten mit Straßenkarten in digitaler Form und das ohne Copilot. 

Bis aber eine Karte im Navi zu finden ist, steht viel Arbeit in Form von fahren, fahren auf dem Programm. Jedem von uns ist die Situation bekannt, das einem eine Wegbeschreibung zum nächsten Ort beschrieben wurde. Nur lag dies mehrere Jahre zurück. Sie befahren die Strecke und stellen fest, das Sie mit der Beschreibung nichts anfangen können, weil sich in dieser Zeit viel auf der Route verändert hat. Statt einer Ampel ist jetzt ein Kreisverkehr vorzufinden oder die Strecke ist nur in eine Richtung zu befahren. In den meisten Fällen ist es die Gegenrichtung. Stress ist nun vorprogrammiert. 

Allein bei uns in Deutschland ändern sich in einem Jahr rund 15 Prozent aller Straßen. Hersteller für alle Karten von Navigationsgeräten fahren tagtäglich mit mehreren Fahrzeugen unzählige Kilometer, um Änderungen im Kartenmaterial zu erfassen. 
Die Informationen stammen von Mitarbeitern, Behörden, Navigationsgeräte-Besitzern oder auch von der Deutschen Post. Die Post erstellt in einer eigenen Datenbank für ihre Zusteller die neuen Straßen und stellen es den Karten-Herstellern zur Verfügung. 

Millionen digitale Kilometer von Straßen
Einer der Kartenhersteller Navteq begann mit der digitalen Erarbeitung von etwa 5,5 Millionen Straßen ob von Anliegerstraße bis hin zur Autobahn in Europa. 

Das Aufwendigste hierbei sind nicht nur die zahlreichen Strasseninformationen wie Fahrtrichtung, Anzahl der Spuren oder Geschwindigkeitsbegrenzungen, sondern sie wissen auch, was sich in der Nähe auch noch befindet. Ob Tankstelle, Parkhäuser, Hotels, Restaurants und örtliche Sehenswürdigkeiten (POIs) müssen mit in das digitale Kartenmaterial übernommen werden. 
Weiter finden spezielle Merkmale, wie zum Beispiel, führt die Straße durch eine Wohngegend oder Waldgebiet. Liegt ein See links oder rechts oder kreuzt die Bahnlinie die Straße eine Beachtung im Kartenmaterial. 

Die Basis jener Karte ähnelt in seiner Struktur einem Netz und sieht einer Strichzeichnung mit Netzfäden welche Straßenabschnitte symbolisieren, Verbindungsknoten die Einmündungen und das Kreuzen weiterer Straßen aus. Das Kartenmaterial wird auf exakten Vermessungsdaten mit Hilfe von GPS-Daten oder Luftbildern aufgebaut. Das Geflecht aus Linien und Punkten welches das Straßennetz darstellt ist in einer Datenbank gespeichert und stellt das Basismaterial dar. 

Positionspunkte stellen jedes Detail dar
Mehrere Positionspunkte beschreiben jeden Abschnitt. Viele GPS-Daten definieren Kurvendarstellungen, wobei eine Gerade mit wenigen Punkten sich beschreiben lässt. Führt die Fahrt über oder unter einer Brücke durch, ergänzen topologische Daten mit Höhenangaben die Karte. Diese Daten dienen auch der Erstellung von 3-D Objekten auf dem Display von Navigationsgeräten. Kartografen kennzeichnen jedes Straßenstück zwischen zwei Einmündungen durch einen Link-ID (genaue Identifizierung). Somit ist eine genaue Beschreibung von Straßen ohne Einmündung oder Kreuzungen möglich. Straßen mit vielen Einmündungen oder gekreuzt werden, bestehen aus mehreren IDs. Dabei bekommt jedes Teilstück seine eigene Kennzeichnung. Mit Hilfe vieler Link-IDs setzt das Navigationsgerät seine Route zusammen. Straße für Straße lassen sich somit auf dem Display reproduzieren, was für Deutschland allein viele Gigabyte an Daten benötigt.  

Feintuning für verschiedene Straßenklassen
Die Feinarbeit beginnt mit der Speicherung der Basisdaten. Straßen werden dabei in 5 Kategorien oder Funktionsklassen eingeteilt, welches wichtig für die spätere Routenführung ist. Wurde die Einordnung falsch vorgenommen, kann eine Fahrt statt die Autobahn über die Landstraße gehen. 
Straßen erster Klasse erlauben die höchste Geschwindigkeit und sind Hauptverbindungen zwischen Ballungsgebieten meist durch Autobahnen. 
Die zweite Klasse bezeichnet gut ausgebaute Straßen, die zwei Städte mit kurzer Fahrzeit miteinander verbinden. 
Straßen (Bundesstraßen) mit weniger Kapazität aber einer Verbindungsfunktion befinden sich in Klasse drei. 
Klassische Landstraßen, die einen Ort oder auch Stadt verbinden, aber eine geringe Geschwindigkeit zulassen tragen die Bezeichnung der Klasse 4. 
Innerstädtische Verbindungen mit wenig Verkehr stellen die Klasse 5 dar. 

Das Kartenteam bewertet die Bedeutung, Funktion und Leistung der Straße im Verhältnis zu benachbarten Straßen. Für die nächste Schicht im Kartenmaterial übernehmen Mitarbeiter mit lokalen Ortskenntnissen die Arbeit. 
Am Beispiel einer Kreuzung wird es deutlicher: Ob Linksabbiegen europäisch oder amerikanisch? Kreuzen die Fahrzeuge vor oder hinter dem Gegenverkehr? Fließt der Verkehr zügig ab oder stockt er immer wieder? Je exakter die Angaben desto besser die Fahrhinweise. Falsche Angaben wirken sich auf die Routenführung unmissverständlich aus. Bei rund 1,25 Millionen Kilometer Straße der Klasse 4 lassen sich Fehler nicht ganz ausschließen und das Navi sie über das Gelände navigiert, welches durch ein Tor nachts gesichert ist. Die großen Kartenhersteller bieten für Fehler im Material die Möglichkeit sich direkt an den Hersteller oder über das Navi entsprechende Karten-Fehler zu melden. 

Zuordnung einzelner Attribute für die nächste Schicht
Ergänzende Informationen stellen die nächste Schicht im Kartenmaterial dar. Jedem Teilstück ordnen Kartenspezialisten verschiedene Attribute zu, wie Postleitzahl, Straßenname, Hausnummer, Geschwindigkeitsbegrenzung, Parkverbote, Fähren, Bahnlinien, Brücken, außerdem verknüpfen die Spezialisten das Teilstück mit den sogenannten POIs. Alle Infos mit relevanter Bedeutung werden für den Straßenabschnitt aufgenommen. Jede Adresse lässt sich einen Straßenabschnitt und Straßenseite zuordnen. Insgesamt gibt es 160 verkehrstechnische Attribute in 40 verschiedenen Kategorien. Da jeder Straßenabschnitt  sich vom anderen unterscheidet, kommen schnell Millionen Informationen zusammen. Durch Speicherung der gesammelten und verknüpften Daten und dem weiterreichen an den Softwarehersteller ist die Arbeit der Kartenhersteller hier erledigt. 
Programme für die Routenberechnung und das Design sind die letzten Schichten. um das Navi für die Routenführung nutzbar zu machen.  Ohne eine Software und die Karte als Herzstück im Navigationsgerät sind mobile Lotsen wirkungslos. In ferner Zukunft ist sogar mit realen Bildern auf dem Display zu rechnen. Ein Autofahrer sieht auf seinem Navi exakt das selbe Objekt wie live vor der Scheibe vom PKW. 

In jedem Fall gilt: Die Grundlage dafür sind exakte digitale Straßenkarten - ohne sie geht in der mobilen Navigation nichts mehr. 

Was habe ich vor dem Kauf von mobilen Navigationsgeräten zu beachten?

Bei der Auswahl von einem mobilen Navigationsgerät sind drei Kriterien zu beachten. 

Sicherheit
Anpassung der Reaktionsgeschwindigkeit des Navis an den Fahrer. Ein langsames Navi ist ein Sicherheitsrisiko. 
Ein großer Bildschirm sollte es sein, um alles wichtigen Informationen auf einen Blick ablesen zu können. 
Gelungene Pfeildarstellung mit aussagekräftigen und einem gut zu überblickenden Kreuzungszoom ist im Auto praxisorientierter als eine simple Kartendarstellung. 
Der Blick gehört auf die Straße, daher ist eine gute akustische Routenführung ein wichtiges Kaufkriterium. 
Für Ziel-Eingabe während der Fahrt ist eine Sprachsteuerung von Vorteil, um sich nicht ablenken zu lassen. Ansonsten alles Ziele mit Zwischenzielen vor Antritt der Fahrt eingeben. 

Mobilität
Anpassung von Kartenmaterial an den Nutzer und seine Bedürfnisse. 
Ein großer Bildschirm soll detaillierte Kartenausschnitte gut darstellen. 
Die Navigationsgeräte verfügen über Akkus mit einer Reichweite von ca. 2 Stunden.  Daher das Ladekabel für den PKW nicht vergessen. Im Ladekabel ist bei vielen Anbietern der Empfänger für Verkehrsstörungen eingebunden.

Nutzerspezifische Features
Große Bedeutung sollte das Navi, wenn es freizeitorientiert sein soll auf eine spezialisierte Software bekommen. (Reiseführer)
Eine dynamische Routenführung durch eine zuverlässige Verkehrsinformation oder POI Warner ist besonders für Berufskraftfahrer wichtig.
Vielfahrer sollte beim Kauf auf kostenlose Karten-Updates achten. Denn ein Update kann schnell über 100 Euro kosten. 

Lohnt sich TMC pro noch - oder ist der Live Dienst im großen Kommen?

TMC Pro hat so gut wie nichts mit TMC zu tun. Ein wichtiger Punkt ist die Übertragungsgeschwindigkeit der Daten. 
Als die Welt der mobilen Navigationsgeräte so richtig begann, war TMC in aller Munde. Denn dieser Verkehrsinformationsdienst wurde von öffentlich rechtlichen Sendern per RDS auf das mobile Navigationsgerät übertragen. 

Ein wichtiger Unterschied von TMC-Pro zu TMC sind die Informationsquellen. (TMC-Pro strahlt über Privatsender seine Verkehrsinformationen aus) Wo noch TMC von Polizei, Verkehrsleitzentralen, Einsatzfahrzeugen und Induktionsschleifen die Daten übermittelt bekam, verzichtet TMC-Pro weitgehend auf den Faktor Mensch. Es verlässt sich auf automatische Informationen wie z.B. Induktionsschleifen, Floating Cars sowie Verkehrsflussmesser. Sie übermitteln ohne Zeitverzug die Verkehrsstörungen. 

Ein weiterer Schritt ist die Geschwindigkeit der Übertragung auf die Navis. Da TMC-Pro eine andere Art von Erfassung mit sich bringt kommen die Daten auch schneller auf das mobile Gerät. TMC dagegen kann nur 35 Bit pro Sekunde verarbeiten. Das entspricht eine Meldung pro Sekunde. Klingt viel, langt aber bei weitem nicht. Und außerdem muss solch eine Meldung mindestens 3 mal erfasst werden muss, ehe sie vom Gerät genutzt werden kann. Drei Sekunden pro TMC-Meldung bis eine Staumeldung als solch ihre Gültigkeit bekommt. 
TMC-Pro ist dreimal schneller. Pro Meldung 1 Sekunde. Wer TMC Pro nicht über das Radio  nutzt, sondern über das Smartphone, braucht sich über den Datendurchsatz keine Gedanken zu machen. Die Stauinformationen für Land- und Bundesstraßen werden durch die Auswertung von 17 Millionen anonymen Handy-Bewegungsdaten erzeugt und ausgewertet. Es vervierfacht sich die Zahl der überwachten Straßen und Ausweichrouten. 

Aber auf dem Navi-Markt herrscht ein bedingungsloser Kampf um die vorderen Plätze. Da kommt auch TMC-Pro nicht nach vorn, sondern der Live-Dienst, wie ihn TomTom anbietet.
Hier werden in der Zeit der Smartphone viel mehr Daten ausgewertet und auf die TomTom Navigationsgeräte, wie es nicht einmal TMC-Pro schaffen kann. 
Garmin dagegen baut auf sein DAB+, was auch ohne Digitalradio TMC Meldungen empfängt und demzufolge mehr Daten verarbeiten kann, als das noch TMC-Pro konnte. 

Wird also bald auch noch TMC-Pro von DAB+ abgelöst? Wir werden die Situation verfolgen. Eins kann aber gesagt werden, schneller als der Live-Dienst (ist in vielen Preisen inklusive - vorausgesetzt, sie besitzen eine Datenflate für ihr Smartphone) können Verkehrsinformationen derzeit nicht verarbeitet und auf dem Navigationsgerät zur Verfügung stehen.  

Mobile Navigationsgeräte machen den Weg frei

Die Konkurrenz im Navi-Geschäft ist groß. Wer sich abheben möchte, muß gewisse Extras bringen.
Was spielt sich bei den Ingenieuren der Hersteller von Navigationsgeräten ab? Trotz einiger Krisen ist jetzt die Zahl der Anbieter von mobilen Navigationsgeräten sehr überschaubar.

Ob Garmin, TomTom, Becker oder auch Falk produzieren sie fleißig neue mobile Navigationsgeräte. Im mittleren bis oberen Preissegment kann man auch noch Geld verdienen. Das geht allerdings nur, wenn das Navi richtig gut ist.

Aber was macht ein gutes Navigationsgerät eigentlich aus? Die Routenführung allein ist längst nicht alles, was ein mobiles Navi zu bieten hat. Ob nun unbedingt Bildbetrachter oder auch Spiele enthalten sein sollen, dies kann jeder für sich selbst beantworten. Ich sage, dafür ist jeder in der heutigen zeit im Besitz eines Smartphones. Wichtig zu sagen ein kostenloses Karten-Updates speilt in der heutigen Zeit eine sehr wichtige Rolle, um das Navigationsgerät auch über einen längeren Zeitraum mit aktuellen Karten nutzen zu können

Vielfahrer oder auch Pendler legen dagegen mehr Wert auf den Verkehrsinformationsdienst. Das Anfangs sehr umgarnte TMC ist nun in die Jahre gekommen und wurde durch TMC-Pro, welches mittlerweile auch kostenlos angeboten wird, abgelöst. Dies reicht aber vielen nicht aus, sie wollen einen besseren Service in Puncto Stau und Informationen.

Um eben am Markt präsent zu bleiben, bieten die Hersteller von Navis den Live-Dienst an. Fest eingebaut im Navi oder über eine spezielle App oder einfach nur mit Hilfe des Smartphones lassen sich Live-Informationen auf das Navi übertragen. Vorausgesetzt Ihr Smartphone verfügt über eine Datenflate.

Doch der Kampf um die beste Ausstattung-Features geht weiter. Eine Sprachsteuerung ermöglicht die Bedienung des Navis, ohne die Hände vom Lenkrad zu nehmen. Verkehrssicherheit geht schließlich vor.

Nun sind die mobilen Navis einzelner Anbieter gefragt, ob ihre eingebauten und für den Kunden wichtigen Features ihren Anforderungen entsprechen.