Ähnlich wie in Bereichen wie E-Commerce, Illustration und Fotografie mit neuen generativen KI-Systemen wie Dall-E sowie der audiovisuellen Unterhaltungsindustrie werden technologische Fortschritte unweigerlich den Straßenverkehr, den Transport und die Mobilität im weiteren Sinne verändern. Dies betrifft nicht nur die Fahrzeugsicherheit, sondern auch die Technologien, die in den kommenden Jahren auf unseren Straßen zum Einsatz kommen werden – Technologien, die eine Transformation der Mobilität und des Transports, wie wir sie bisher kannten, darstellen.
Wir sind es gewohnt, Begriffe wie Smart Cities zu hören,aber was passiert außerhalb dieser Städte, auf den Straßen? Welche Technologien werden die Art und Weise verändern, wie wir uns fortbewegen und alle Arten von Fahrzeugen nutzen?
In diesem Artikel möchten wir Themen wie die Nutzung von IoT/Big Data, 5G-Konnektivität und Solarstraßen behandeln, die unter anderem den Straßenverkehr in den kommenden Jahren revolutionieren werden. All dies dient nicht nur dazu, den Autofahrern das Leben zu erleichtern, sondern auch zu nachhaltigerem Verkehr und mehr Verkehrssicherheit in der Zukunft beizutragen.
Welche Straßenbautechnologien werden die Zukunft revolutionieren?
Die erste Technologie ist die Vernetzung, also die Kommunikation der nächsten Generation zwischen allen Elementen des Straßennetzes: Fahrzeuge aller Art, Infrastrukturelemente, Straßenbetreiber und die schwächsten Verkehrsteilnehmer – Bauarbeiter, Fußgänger und Rettungsdienste. Diese Technologie bildet zusammen mit anderen im Artikel genannten Technologien die Grundlage für das Konzept intelligenter Straßen (oder intelligenter Korridore).
Bei der Implementierung dieser Technologie sind 5G-Mobilfunk und das kürzlich erwähnte 6G von grundlegender Bedeutung für die Verbindung und Kommunikation zwischen Fahrzeug und Straßenumgebung. Die auf den Straßen oder in Fahrzeugen eingesetzten Geräte und Sensoren generieren daher einen Mehrwert, indem sie wertvolle Echtzeitinformationen zu Aspekten wie Verkehrsaufkommen oder Straßenverhältnissen übermitteln.
Ähnlich verhält es sich mit Vehicle-to-Everything (V2X)-Protokollen, die die Vernetzung von Fahrzeugen mit allen Elementen ermöglichen und so die Verkehrssicherheit verbessern sollen. Zu dieser Technologie gehören auch andere Verfahren wie V2I (Vehicle-to-Infrastructure), V2N (Vehicle-to-Mobile Network), V2V (Vehicle-to-Vehicle) und V2P (Vehicle-to-Pedestrian).
Massenhafte Sensorisierung von Straßeninfrastrukturelementen
In Anlehnung an die bisherige Technologie wird in den kommenden Jahren ein flächendeckender Einsatz von Sensoren an Straßeninfrastrukturelementen über das Internet der Dinge (IoT) notwendig sein, um deren Zustand zu überwachen. Welche Vorteile ergeben sich für Betreiber und Nutzer durch diesen Sensoreinsatz und die damit verbundenen Datenmengen?
Sensoren auf den Straßen, die mit Fahrzeugen verbunden sind, ermöglichen die kontinuierliche Überwachung von Daten über den Erhaltungszustand der Straßeninfrastrukturelemente: Viadukte und kritische Elemente, Fahrbahnoberfläche und Mängel im Fahrbahnbelag, Verkehrsleiteinrichtungen usw.
Umfassende Kenntnisse über den Zustand der Straßeninfrastrukturelemente, die aus Big Data (riesigen Datenmengen) generiert und mithilfe künstlicher Intelligenz aufbereitet und analysiert werden, ermöglichen es Straßenbetreibern und den damit verbundenen Akteuren, effizientere Abläufe durchzuführen, vorausschauende Wartungsphilosophien auf die Infrastruktur anzuwenden, die Verkehrssicherheit weiter zu verbessern und den Verkehrsteilnehmern bessere Dienstleistungen und ein Erlebnis zu bieten, das besser den neuen Bedürfnissen entspricht, die neue Innovationen wie autonome Fahrzeuge in der Gesellschaft schaffen werden.
Intelligente Kreuzungen
Die vierte Technologie, die Straßen und Mobilität revolutionieren wird, betrifft intelligente Kreuzungen.Straßenkreuzungen sind Elemente der Straßen- und Verkehrsinfrastruktur, an denen sich zwei oder mehr Straßen kreuzen. Daher sind sie unfallgefährdet und erfordern ein deutlich höheres Maß an Sicherheit und Kontrolle als andere Straßenabschnitte.
Intelligente Kreuzungen und Übergänge zielen in diesem Zusammenhang darauf ab, die Unfallzahlen auf herkömmlichen Straßen mithilfe der V2X-Technologie zu senken. Konkret nutzen sie Sensorsysteme wie Radar oder Kameras sowie variable Verkehrsschilder, die sich nähernde Fahrzeuge erkennen und andere Fahrzeuge auf der Hauptstraße warnen.
Die Elemente, aus denen intelligente Autobahnkreuzungen bestehen, sind:
Dynamische Warnsysteme umfassen variable Anzeigetafeln, Ampeln und andere Signale. Dazu gehört auch das direkte Senden von Informationen an verbundene Nutzer, um sie vor Gefahren zu warnen oder ihnen standortbezogene Empfehlungen zu geben.
Datenverarbeitungsstationen empfangen Informationen von Sensoren, die auf den Straßen installiert sind, und verarbeiten diese, um die Beschilderung zu steuern oder Informationen zu versenden.
Die an wichtigen Punkten auf der Fahrbahn angebrachten Näherungs- und Detektionssensoren senden die Informationen an die Stationen.
Digitale Zwillinge basierend auf der BIM-Methodik
Als fünfte Technologie, die die Zukunft des Straßenbaus prägen wird, stellen wir digitale Zwillinge auf Basis der Building Information Modeling ( BIM )-Methodik vor. Dabei handelt es sich um virtuelle Darstellungen von Objekten – in diesem Fall Straßeninfrastruktur, aber auch Fabriken, Tankstellen usw. Ihre Entwicklung als bahnbrechende Technologie für die Straßen der Zukunft ermöglicht es Betreibern, ihre Infrastruktur effizienter, nachhaltiger und sicherer zu verwalten sowie die Verkehrssicherheit zu verbessern und andere potenzielle Risiken zu minimieren.
Dank virtueller Nachbildungen lassen sich Straßeninstandhaltung und der Betrieb anderer Technologien simulieren, was eine effizientere Konfiguration und Nutzung ermöglicht. Simulationen digitaler Zwillinge der Straßeninfrastruktur erlauben Vorarbeiten für den Betrieb und die anschließende Verwaltung von Straßen, Tunneln, Brücken, Ampeln und anderen Elementen.
All dies wird dazu beitragen, dass operative Aufgaben nicht nur effizienter ablaufen, sondern – und das ist sehr wichtig – dass der Bediener dank Voraussicht und vorheriger Schulung in Bezug auf bestimmte Betriebs- oder Wartungsprozesse die Reaktionszeit auf Ereignisse verkürzen kann.
Solarstraßen
Nachhaltigkeit wird in den kommenden Jahren ein Schlüsselaspekt des Straßenbetriebs sein. Daher wird nach Wegen gesucht, den CO₂-Fußabdruck der Betreiberaktivitäten und letztlich auch die Straßennutzung durch die Verkehrsteilnehmer zu reduzieren. Diese Lösungen reichen von der Eigenerzeugung bis hin zum effizienten Energietransfer von der Infrastruktur zum Fahrzeugverkehr.
Zur ersten Gruppe gehören Lösungen wie „Solarstraßen“. Doch was genau sind Solarstraßen? Es handelt sich um Straßen, deren Fahrbahnbelag buchstäblich aus Solarzellen besteht, die geschützt und widerstandsfähig gegen den Verkehr aller Fahrzeugtypen sind.
Mit anderen Worten: Photovoltaik dient nicht nur der Energieeinsparung in Gebäuden, dem bekanntesten Anwendungsgebiet. Auch auf Straßen wandeln Solarpaneele Sonnenlicht in Strom um, und ihre Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig: von Ladestationen für Elektroautos bis hin zur Straßenbeleuchtung.
Derzeit gibt es Solarstraßenprojekte in Ländern wie den USA, Frankreich, den Niederlanden und China. Und obwohl deren Umsetzung und Ausbau kostspielig sind und die Sonneneinstrahlung möglicherweise nicht vollständig genutzt wird, bieten sie eine Reihe von Vorteilen:
- Saubere Energieerzeugung durch platzsparende Straßennutzung.
- Um Orte in der Nähe von Eisenbahnlinien, wie beispielsweise Tankstellen oder Raststätten, mit günstigerem Strom zu versorgen.
- Langfristige Reduzierung des Instandhaltungsaufwands für Straßen und Asphalt, da Solarpaneele eine Lebensdauer von mindestens 20 Jahren haben und nur sehr wenig Wartung benötigen.
- Beim induktiven Laden können sogar Elektroautos mithilfe von leitfähigen Spulen geladen werden, die in Verbindung mit den Fahrzeugen Magnetfelder erzeugen.
Schlussfolgerungen zu Fortschritten bei Straßenbautechnologien
Diese fünf Technologien, die die Zukunft des Straßenverkehrs revolutionieren werden, verfolgen ein gemeinsames Ziel: die Sicherheit von Fahrern und Fußgängern zu verbessern, die tägliche Arbeit der Straßenbetreiber zu erleichtern und Nachhaltigkeit sowie Energieeffizienz zu fördern. Die Mobilität der Zukunft muss nachhaltig sein, und Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) werden bei diesen Fortschritten eine entscheidende Rolle spielen.
Die Technologien, die uns künftig im Straßenverkehr begegnen werden, sind gekommen, um zu bleiben und die Mobilität der Gesellschaft zu erleichtern und zu verbessern. Es ist wichtig, sie zu verstehen, sich an sie zu gewöhnen und ihre Vorteile als Verkehrsteilnehmer, Fahrer, Nutzer oder Fußgänger zu nutzen.
Quelle: Openvia, mit einigen Modifikationen.
