MHAV - das Verkehrswarnsystem aus der digitalen Vogelperspektive
Die multimodale Unfallvermeidung in der Mikromobilität der Zukunft
MHAV - Multi Modal Hazard Avoidance
Ein Smartphone-basiertes, multimodales Verkehrswarnsystem zur Unfallvermeidung in Echtzeit
Die Wahrnehmung aller Verkehrsteilnehmer und auch der aktuellen Advanced-Driver-Assistance-Systeme ist üblicherweise auf die persönliche Perspektive beschränkt. Viele Unfälle geschehen, weil die Verkehrsteilnehmer einander übersehen, Geschwindigkeiten, Abstände oder Bewegungen falsch einschätzen und dann nicht mehr rechtzeitig reagieren können. Für einen externen Betrachter, der die Bewegungspfade aller Verkehrsteilnehmer beobachtet, wären viele Kollisionen hingegen leicht vorhersehbar und könnten vermieden werden. Das MHAV-Projekt entwickelt genau das: ein Verkehrswarnsystem aus der digitalen und vernetzten Vogelperspektive.
Das Multi-Modal-Hazard-Avoidance (MHAV)-System wertet erstmals Geo- und Bewegungsdaten direkt auf den Smartphones der Verkehrsteilnehmer aus, um deren Bewegungsmuster abzuleiten und diese über eine Edge-Cloud-Anwendung mit anderen Bewegungen im Umfeld abzugleichen und mögliche Kollisionen zu prognostizieren. Betroffene Personen oder Fahrzeuge können so gewarnt werden, noch bevor die Gefahrensituation entsteht, und frühzeitig reagieren.
Ein Multimodal-Hazard-Avoidance (MHAV)-System bietet jedem Verkehrsteilnehmer eine zusätzliche Möglichkeit der Gefahrenerkennung und sorgt für mehr Sicherheit im Straßenverkehr. Es kann auf jedem Smartphone und mobilen Endgeräten installiert werden, erfordert keine weitere Hardware oder weitere Interaktionen des Anwenders.
Gefahrenerkennung in Echtzeit
Bei der beispielhaften Situation eines rechtsabbiegenden Autos kann die Smartphone-App erkennen, dass abgebogen wird. Das MHAV-System würde die Kollision der Trajektorien des Autos und des Fahrradfahrers bemerken und die Nutzer warnen.
MHAV – Multi Modal Hazard Avoidance Technologie
Pilotierung einer KI basierten Smartphone-Technologie zur signifikanten
Reduzierung von Unfällen und gefährlichen Situationen im Straßenverkehr
Was wir vorhaben
Wir wollen mit den besten Partnern der Deutschen Industrie den Verkehr unserer Zukunft sicherer gestalten. Dazu bringen wir bisher separate Technologien zusammen, die für unterschiedlichste Anwendungen entwickelt wurden, um ein neues Problem zu lösen: Die Verkehrssicherheit von besonders gefährdeten Verkehrsteilnehmern (Vulnerable Road User, VRU). Mit den Fortschritten, die auf den verschiedensten technologischen Gebieten gemacht wurden – angefangen von künstlicher Intelligenz, über Navigation und Edge Computing, bis hin zur Latenzkontrolle im Mobilfunknetz – ist es erstmals möglich, solch eine Vision zu realisieren.
Im Bereich des Schutzes von VRUs sind in den letzten Jahren verschiedene Ansätze vorgestellt und auch erprobt worden. Diese zeichnen sich alle durch die Verwendung von speziellen Kommunikationsgeräten oder zusätzlichen Hardwarekomponenten aus. Damit ergibt sich eine schier unüberwindbare Hürde für einen flächendeckenden Einsatz: Diese speziellen Systeme müssen nämlich bei jedem Verkehrsteilnehmer vorhanden sein. Denn nur dann kann auch jeder Teilnehmer erfasst werden. Dies stellt sowohl auf der Seite der Kosten als auch der Verbreitung und Akzeptanz ein großes Hindernis dar.
Unser MHAV-Ansatz vermeidet dieses Problem, indem er auf den stärksten und am meisten verbreiteten Prozessor zurückgreift, den wir kennen: das Smartphone! In Deutschland sind 62,6 Mio. Smartphones im Einsatz bei einer Bevölkerungsgröße von 83,2 Mio.. Damit ist eine flächendeckende Ausstattung unseres Verkehrs auf nationaler Ebene in einem schnellen Zeitraum zum ersten Mal möglich.
Zusätzlich ist unser MHAV intrinsisch datensicher, da alle relevanten personenbezogenen Daten das Handy nicht verlassen und Warnungen lokal im Mobilfunkmast und nicht in einer Cloud erzeugt werden.
Zahlen und Fakten
Das sagt die Verkehrsstatistik
700% Zunahme bei Pedelec-Unfällen mit Personenschaden seit 2014Der Radverkehrsanteil steigt in Deutschland stetig an[1],[2] und damit leider auch die Anzahl der Unfälle mit vulnerablen Verkehrsteilnehmern (VRU). Beispielsweise meldete die deutsche Polizei im Jahr 2014 noch 2.245 Pedelec-Unfälle mit Personenschaden, 2021 dann bereits 17.285. Dies entspricht eine Zunahme von über 700%.[3] Das Statistische Bundesamt kommt in seiner Auswertung der Kraftrad- und Fahrradunfälle im Jahr 2020 zu dem Ergebnis, dass von insgesamt 91.533 Fahrradunfällen mit Personenschaden in 71,7 % der Fälle mindestens ein weiterer Unfallbeteiligter involviert war. Der häufigste Unfallgegner war der Pkw (71,9 %). Bei Unfällen mit einem Pkw waren Radfahrer nur zu 24,8 % der Hauptverursacher des Unfalls, bei Unfällen mit Güterkraftfahrzeugen nur zu 19,4 %.[4] Viele Gefahrensituationen für Radfahrer entstehen, wenn sie von anderen Verkehrsteilnehmern nicht wahrgenommen werden. Gründe dafür sind tote Winkel in geschlossenen Fahrzeugen, blockierte Sicht (z. B. durch parkende Fahrzeuge, Bepflanzung), schlechte Sicht (z. B. Witterung, Dunkelheit, Abschattungen), Fehleinschätzungen von Geschwindigkeiten, Abständen oder einfache Unachtsamkeiten. Eine typische Gefahr für Fahrradfahrer sind beispielsweise rechtsabbiegende Fahrzeuge. Wenn der Fahrzeugführer das Fahrrad im Rückspiegel nicht bemerkt und dessen Fahrbahn kreuzt, kommt es schnell zur Kollision. Aufgrund der fehlenden Knautschzone verletzten sich Fahrradfahrer dabei mitunter schwer, teilweise tödlich.
[1] Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (2020). Corona-Befragung des Fahrrad-Monitors 2020.
https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Artikel/StV/Radverkehr/fahrradmonitor-2020.html[2] Umweltbundesamt. Themenseite Radverkehr.
https://www.umweltbundesamt.de/themen/verkehr-laerm/nachhaltige-mobilitaet/radverkehr#vorteile-des-fahrradfahrens[3] https://www.destatis.de/DE/Presse/Pressemitteilungen/2022/07/PD22_N043_46241.html
Problemdefinition und Signifikanz
Nach Angaben der OECD (Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung) und Eurostat (Statistisches Amt der Europäischen Union) kamen im Jahr 2018 in der Europäischen Union über 23.000 Menschen bei einem Autounfall ums Leben, davon allein in Deutschland etwa 3.275 – ein Anstieg um 3% gegenüber dem Vorjahr. Die volkswirtschaftlichen Kosten der Straßenverkehrsunfälle sind seit 2005 um etwa 9% gestiegen und haben im Jahr 2017 ungefähr 1,1% des deutschen Bruttoinlandsprodukts erreicht – das entspricht über 34 Milliarden Euro. Darüber hinaus stiegen im Jahr 2018 im Vergleich zum Vorjahr die Zahl der Todesopfer auf dem Fahrrad um 16,5% und die der Krafträder um 32,2%. Das Land Hessen vermeldet einen 50%igen Anstieg der Unfallzahlen bei Pedelecs und E-Bikes im Frühjahr 2020 gegenüber dem Vorjahr – Tendenz steigend. Sachsen meldet für 2022 mit 4.781 verunglückten Radfahrerinnen und Radfahrern ein Plus von 23% im Vergleich zum Vorjahr.
Der Umstieg auf das umweltfreundliche und an sich gesundheitsfördernde Verkehrsmittel Fahrrad ist sicherlich sehr begrüßenswert, doch darf dies nicht auf Kosten der eigenen Unversehrtheit gehen. Bei so vielen Menschenleben, die täglich auf dem Spiel stehen, sind neue Ansätze für die Verkehrssicherheit erforderlich – solche, die sich das Know-how vorhandener und neuer Technologien zunutze machen können. Die Allgegenwart von Smartphones, mobiler Künstlicher Intelligenz, ein entstehendes 5G-Netz mit integriertem Edge Computing, Managed Latency (L4S) und ein neuer europäischer CV2X-Standard liefern die Bausteine für einen neuen, intelligenten, vernetzten Ansatz zur Verkehrssicherheit.
