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https://nap.nationalacademies.org/catalog/27432/critical-issues-in-transportation-for-2024-and-beyond

Vernetzung von Fahrzeugen des ÖPNV mit verkehrsabhängigen Lichtsignalanlagen auf der Basis des Kommunikationsstandards ETSI ITS G5

Networking of public transport vehicles with traffic actuated signal systems using the communication standard ETSI ITS G5

In dem vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur geförderten Vorhaben VERONIKA (Vernetztes Fahren des öffentlichen Nahverkehrs [ÖV] in Kassel) wurde eine Vernetzung von Straßenbahnen und Bussen zweier Verkehrsunternehmen mit wichtigen Lichtsignalanlagen im Kasseler Straßennetz erfolgreich umgesetzt. Hierzu wurden insgesamt 15 ÖV-Fahrzeuge mit einem Onboard-Equipment − bestehend aus einem Smartphone im Blickfeld des Fahrpersonals und einer Onboard Unit − ausgerüstet. Die Onboard Unit tauscht über eine Luftschnittstelle nach dem Automotive-Kommunikationsstandard ETSI ITS G5 beziehungsweise IEEE 802.11p mit sogenannten Roadside Units an 15 verkehrsabhängig gesteuerten Lichtsignalanlagen operative Daten aus, verbindungslos und quasi latenzfrei sowie auf der Anwendungsschicht bidirektional. Flankiert wird diese lokale Vernetzung von einer mobilfunkgestützten Kommunikation mit einem Metadatenserver, der zeitunkritische Versorgungs- und Administrationsdaten für ÖV-Fahrzeuge und Roadside Units liefert. Unter Vermeidung der jeweiligen Nachteile einer zentralenbasierten und lokalen Kommunikation beziehungsweise Datenverarbeitung wurde ein hybrider Ansatz entwickelt und erprobt, bei dem das öffentliche Verkehrsmittel das Systemwissen beispielsweise zum Liniennetz besitzt und für eine passgenaue Freigabe an vorausliegenden Lichtsignalanlagen einsetzt. Die Nutzung von ETSI ITS G5 ermöglicht die Ablösung des bisher verwendeten Analogfunks im 2-Meter-Band, dessen Bestand in der jetzigen Form durch regulatorische Einschränkungen nicht mehr gewährleistet ist. Die Verwendung des V2X-Kommunikationsstandards eröffnet durch einen regelmäßigen Datenaustausch zunächst eine wesentlich bessere Möglichkeit für eine passgenaue Freigabe des öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV), da sich die Anmeldezeitpunkte eben nicht mehr nur an ausgewählten Meldepunkten ergeben. Durch eine Übertragung von Schaltzeitdaten der Lichtsignalanlagen können darüber hinaus jetzt auch Empfehlungen an das Fahrpersonal zum energie- und emissionsreduzierten Fahren gegeben werden. Das Kernstück der fahrzeugseitigen Datenverarbeitung für die Bevorrechtigung einerseits und für die Erzeugung und Vermittlung der Fahrempfehlungen andererseits ist ein im ungestörten Blickfeld flexibel platzierbares Smartphone, auf dem die VERONIKA-App umfassende ÖV-spezifische C-ITS-Funktionen realisiert. Das Gesamtsystem befindet sich seit Dezember 2019 im operativen Betrieb und soll ausgebaut werden. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: In the VERONIKA project, funded by the German Federal Ministry of Transport, trams and buses of two transport companies were successfully connected with important traffic light systems in the road network of the city of Kassel. A total number of 15 public transport vehicles were equipped with onboard systems – consisting of a smartphone in the driver’s field of vision and an Onboard Unit (OBU). The OBU exchanges operational data via radio interface according to the automotive communication standard ETSI ITS G5 resp. IEEE 802.11p with so-called Road Side Units (RSU). The RSU are installed at 15 traffic lights, which are controlled depending on the traffic flow. The data exchange is connectionless, low-latency and bidirectional on the application layer. This local connection is supplemented by mobile radio communication with a metadata server (MDS), which provides non-time-critical supply and administration data for the public transport vehicles and the RSU. In the project, a hybrid approach, which aims to eliminate the respective disadvantages of central and local data processing, was developed and tested. The public transport system has the system knowledge (e. g. about the route map) and uses it for an exact green time slot at the upcoming traffic light. Furthermore, the new communication standard enables to replace the previously used analogue radio technology in the 2-meter frequency band for the priority of public transport vehicles. The functionality of this conventional system is no longer guaranteed as its stands due to regulatory restrictions. In addition, V2X communication with periodic data exchange offers a much better way of providing an exact green time slot for public transport vehicles at upcoming traffic lights, since the public transport vehicle is no longer registered only once at the fixed detection points. Another advantage is that the drivers receive recommendations for energy- and emission-saving driving by using switching time data of the traffic lights. The core of the data processing is a smartphone on which a VERONIKA app is installed, which enables extensive C-ITS functions. The overall system has been in operation since December 2019 and will be expanded.

  • Availability:
  • Authors:
    • Hoyer, R
    • MILTNER, T
    • Schäfer, M
    • NOLL, B
  • Publication Date: 2020

Language

  • German
  • English

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References;
  • Pagination: pp 747-57
  • Serial:

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01787638
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Nov 10 2021 2:21PM