Mehr Sicherheit für autonomes Fahren auf Straße und Schiene TU Braunschweig forscht an neuen Sicherheitskonzepten

Ein plötzlicher Regenschauer, Nebel auf der Fahrbahn oder ein Ast auf den Schienen – im echten Verkehr läuft selten alles nach Plan. Damit Autos, Busse, Lastwagen und Züge künftig auch in solchen Situationen selbstständig und sicher fahren können, müssen sie lernen, mit dem Unerwarteten umzugehen. Genau das ist das Ziel des neuen Forschungsprojekts CONTROL, an dem die Technische Universität Braunschweig beteiligt ist. Gemeinsam entwickeln Industrie und Wissenschaft hier neue Lösungen, damit autonomes Fahren auch in komplexen und wechselhaften Umgebungen zuverlässig funktioniert – für mehr Sicherheit, Komfort und Nachhaltigkeit auf Straße und Schiene.

Autonomes Fahren gilt als Schlüsseltechnologie für die Mobilität der Zukunft. Die automatisierten Systeme, die heute bereits im Einsatz sind, funktionieren nur unter klar definierten Umgebungsbedingungen. Was fehlt, ist die Fähigkeit, in der offenen, hochdynamischen Welt mit wechselnden äußeren Bedingungen sicher zu agieren. CONTROL, kurz für „Controlling Risk of Highly Automated Transportation Systems Operating in Complex Open Environments“, adressiert seltene Szenarien, die als Long-Tail-Events bezeichnet werden – darunter unerwartete Hindernisse auf Straße und Schiene, eingeschränkte Sichtbedingungen sowie wechselnde Witterungs- und Lichtverhältnisse. Diese seltenen Ereignisse haben eine hohe Auswirkung und sind entscheidend für das autonome Fahren.

Die Technische Universität Braunschweig ist mit zwei Instituten an CONTROL beteiligt. Das Institut für Nachrichtentechnik (IfN) bringt Erfahrungen in der Entwicklung und der Auswertung künstlicher neuronaler Netze zur Wahrnehmung durch Sensorik im automatisierten Fahren ein. Schwerpunkt der Arbeiten liegt in der Feststellung von Sensor-Anomalien zur Laufzeit der Umfeldwahrnehmung. Das Institut für Regelungstechnik (IfR) setzt einen Schwerpunkt in der Verifikation und Validierung, um einen Sicherheitsnachweis unter Unsicherheit zu stützen. Wesentliche angestrebte Ergebnisse im Rahmen dieser Arbeiten sind ein szenarienbasiertes Verifikations- und Validierungskonzept, das den Nachweis von Verhaltenskompetenzen eines automatisierten Fahrzeugs in definierten Szenarien ermöglichen soll. Darüber hinaus beteiligt sich das IfR an der Entwicklung der Gesamtargumentation.

In den kommenden drei Jahren werden im Projekt CONTROL innovative Methoden zur Absicherung autonomer Fahrzeuge als Teil eines dynamischen Gesamtsystems Straße und Schiene erarbeitet. Zentral ist die Entwicklung einer domänenübergreifenden Sicherheitsargumentation, die Unsicherheiten im Fahrzeugbetrieb systematisch erfasst, bewertet, kontrolliert und in die Architektur autonomer Systeme integriert. Das System kann daraufhin vorsichtige Maßnahmen einleiten – etwa durch angepasste Geschwindigkeit oder kontrolliertes Ausweichen. Ergänzt wird dieser Ansatz durch neue Qualitätsmetriken, adaptive Sensorfusion sowie eine simulationsgestützte Validierung.

Die Praxistauglichkeit wird in Versuchsträgern der beteiligten Partner im Verlauf des Projekts erprobt. Mit seinem Forschungsinhalt stärkt das Projekt die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie im Bereich der autonomen Mobilität. Es schafft eine wichtige Grundlage für neue Produkte und Standards – von der Straße über die Schiene bis hin zu weiteren Anwendungsfeldern wie industrielle Automation oder Robotik.

Über das Projekt CONTROL

Das vorwettbewerbliche Forschungsprojekt unter der Leitung der Siemens AG, der Valeo Schalter und der Sensoren GmbH vereint 24 Partner aus Industrie und Wissenschaft – darunter OEMs, Zulieferer für den Straßen- und Schienenbereich, Hochschulen und Forschungseinrichtungen. Das von der VDA Leitinitiative autonomes und vernetztes Fahren unterstütze Verbundvorhaben ist auf 36 Monate angelegt und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) gefördert.