Techniken der Datenübertragung für Intelligente Verkehrssysteme
Erstellt am: 16.01.2011 | Stand des Wissens: 05.03.2025
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechperson
Bauhaus-Universität Weimar, Professur Verkehrssystemplanung, Prof. Dr.-Ing. Plank-Wiedenbeck
Für moderne Verkehrstelematiksysteme ist zunehmend die Vernetzung und die damit einhergehende schnelle Datenübertragung von zentraler Bedeutung. Daten und die darin enthaltenen Informationen sollen möglichst ohne Zeitverzug vom
- Erfassungsort (Sensorik, fest installiert oder mobil) zur (Verkehrs-)Zentrale,
- von der Zentrale zum Verkehrsteilnehmenden oder
- von Verkehrsteilnehmenden zu Verkehrsteilnehmenden (beispielweise bei der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (Car-to-Car-Communication, C2C)
übertragen werden.
Systeme, die diese Informationen als Eingangsdaten nutzen, können so zeitnah Aussagen, beispielsweise über den aktuellen Zustand eines Verkehrssystems, liefern.
Im Folgenden ist eine Übersicht der gebräuchlichsten Übertragungstechnologien zusammengestellt, aufgeschlüsselt nach maximal zu erreichender Datenrate und den entstehenden Kosten [Los18]:
Im Folgenden ist eine Übersicht der gebräuchlichsten Übertragungstechnologien zusammengestellt, aufgeschlüsselt nach maximal zu erreichender Datenrate und den entstehenden Kosten [Los18]:

Die leitungsgebundene Übertragung bietet insbesondere durch die Verwendung von Glasfasertechnologie hohe Datenübertragungsraten. Allerdings ist der Aufwand für das Verlegen von Leitungen und die damit verbundenen Kosten hoch. Werden bereits bestehende Infrastrukturkomponenten benutzt, beispielsweise öffentliche Internet-basierte Netze, so fallen die Kosten deutlich geringer aus. Ein besonderer Fokus muss hier jedoch auf das Sicherheitsmanagement gelegt werden. Dies kann durch Einrichtung eines Virtuellen Privaten Netzwerks (VPN) erfolgen.
Die drahtlose Übertragung bietet sich für mobile, sogenannte "Floating Car Data" (FCD), oder temporär installierte Sensorik sowie zur drahtlosen Anbindung von Sensoren an Streckenstationen an und lässt sich meist kostengünstiger installieren, da keine Leitungen verlegt oder gemietet werden müssen. Nachteile sind die freie Zugänglichkeit des Netzes, die Einschränkung der Reichweite der Funkübertragung sowie deren Beeinflussung durch vorherrschende Umfeldbedingungen. Prinzipiell kann jeder, der ein entsprechendes Empfangsgerät besitzt "mithören", was auf der Leitung passiert. Ein funktionierendes Sicherheitsmanagement ist daher Grundvoraussetzung für den sicheren Betrieb sowie ein umfangreicheres Fehlermanagement, um mögliche Störungen erkennen und beheben zu können.
Bei den bisher aufgeführten Übertragungstechnologien handelt es sich meist um Technologien zur Punkt-zu-Punkt-Verbindung zweier Kommunikationspartner. Es ist aber möglich nach weiteren Kommunikationsformen und Verbindungsarten zu unterscheiden. Als Kommunikationsformen bieten sich an:

- Unicast - ein Kommunikationspartner kommuniziert mit genau einem anderen
- Broadcast - ein Kommunikationspartner kommuniziert mit beliebig vielen Kommunikationspartnern
- Geocast - ein Kommunikationspartner kommuniziert mit allen Kommunikationspartnern innerhalb einer festgelegten geografischen Region [ITK17]
Weiterhin unterscheidet man die folgende Verbindungsarten:

- unidirektionale Verbindung - genau ein Sender und genau ein Empfänger; der Kommunikationspartner ist entweder Sender oder Empfänger
- bidirektionale Verbindung - ein Sender, ein Empfänger; jeder Kommunikationspartner kann gleichzeitig sowohl Sender als auch Empfänger sein [JuWa02]
"Das Vehicular Ad-Hoc Network (VANet) stellt ein besonderes Ad-hoc-Netzwerk zur Fahrzeug-zu-Fahrzeug- (C2C) und Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (C2I) mittels "Wireless Local Area Network" (WLAN) dar. Es ist speziell auf die Anforderungen der sicheren Kommunikation bei hoher Geschwindigkeit und die Kommunikation in hoch dynamischen Umgebungen ausgelegt; hohe Datenankunftsraten und geringe Verzögerungszeiten sind ein herausragendes Merkmal [Hart10]."
Die Kommunikation zwischen Kommunikationspartnern kann direkt (One-Hop) oder indem ein oder mehrere Fahrzeuge als Zwischenstation dienen (Multi-Hop) stattfinden. Um die Kommunikationsreichweite eines Fahrzeugs zu vergrößern, können an festgelegten Punkten sogenannte "Intelligent Transport System (ITS) Road Side Stations (IRS)" aufgestellt werden.
Unabhängig von der verwendeten Hardware werden (auf den oberen Schichten des ISO/OSI-Referenzmodells, [ISO7489]) bestimmte Schnittstellen beziehungsweise Protokolle zur Datenübertragung auf den Übertragungsmedien eingesetzt. Als Beispiele sind hier "Open Communication Interface for Road Traffic Control Systems" (OCIT) für den Innerortsbereich, die Technische Lieferbedingungen für Streckenstationen (TLS) für den Außerortsbereich sowie Datex (Data Exchange), "Open Traffic Systems" (OTS) oder für den Öffentlichen Verkehr die Standardschnittstelle 453/454 des Verbands Deutscher Verkehrsunternehmen (VDV) zu nennen.
Als beispielhaftes die Datenübertragung behandelndes Projekt kann V2X-DuRail genannt werden. In diesem werden die gegenseitigen Störungen zwischen Vehicle-to-Everything-Funk (V2X-Funk) im Straßenverkehr und drahtlosen Zugbeeinflussungssystemen untersucht (beide im 5,9 GHz Band) [BMVI20a]