Was geht mit 5G?

Im Teilprojekt Rettungsmobilität stattete das DLR-Team verschiedene Ampeln an Kreuzungen in Braunschweig und in Wolfsburg mit einem Empfangs- und Sendemodul aus. Nähern sich Einsatzfahrzeuge der Feuerwehr, können sich die Fahrzeuge automatisiert bei den Ampeln anmelden und diese schalten auf Grün, sobald ein Fahrzeug die Ampel erreicht. Sten Ruppe vom Institut für Verkehrssystemtechnik, der diesen Anwendungsfall im Projekt koordiniert, erläutert: „Die Rettungskräfte können dadurch sicher über die Kreuzung fahren. Das ist besonders wichtig im städtischen Verkehr, denn es erhöht die Sicherheit für alle Beteiligten. Außerdem können die Rettungskräfte durch die intelligente grüne Welle den Verkehr geschickt überholen und sie erreichen schneller ihren Einsatzort.“ Während des Projekts 5G-Reallabor testeten die Forschenden das System im realen Verkehr. Die Tests zeigten, dass eine solche Technologie funktioniert. „Die Mitarbeitenden der Feuerwehren unterstützen unsere Forschung, denn sie erleben im Alltag, wie groß das Risiko im Verkehr für sie selbst und andere oft ist“, ergänzt Ruppe.

Anders als beim Mobilfunkstandard LTE, oder 4G, können über 5G große Datenmengen schnell übertragen werden. Dieses Potenzial nutzten die DLR-Forscherinnen und -Forscher für ein Testszenario mit einem automatisierten und unbemannten Zug im Erzgebirge. Gesteuert wurde der Zug von einem Leitstand am DLR in Braunschweig – aus 340 Kilometer Entfernung. Hier saß ein ausgebildeter Zugführer. Niels Brandenburger, der diesen Anwendungsfall am Institut für Verkehrssystemtechnik maßgeblich koordinierte, sagt: „Eine solche Fernsteuerung ist für den automatisierten Zugbetrieb dann wichtig, wenn wir Zugriff auf gestörte Fahrzeuge erlangen wollen, um diese zu entstören oder zu bewegen. Unser Test hat gezeigt, dass die Technologie funktioniert. Das ist ein Meilenstein für den modernen Bahnbetrieb.“

Über das 5G-Netz wurden in Echtzeit Kamerabilder, Fahrbefehle und Diagnosemeldungen übertragen. Niels Brandenburger untersuchte mit seinem Team die menschliche Leistungsfähigkeit aus der arbeitspsychologischen Perspektive: „Der Zugführer steuert den Zug vor allem über die Videobilder fern, die in Braunschweig eingespielt werden. Deshalb ist es unerlässlich, dass wir große Datenmengen zuverlässig übertragen können. Wir haben in mehreren Studien untersucht, bei welcher Videoqualität der Triebfahrzeugführer im Leitstand den Zug zuverlässig steuern kann“, so Brandenburger. Erste Ergebnisse dieser Studienreihe weisen auf den negativen Einfluss einer einbrechenden Bitrate sowie variierende Latenzen –besonders über 200 Millisekunden – hin. Die 5G-Kommunikationstechnologie übertraf die Anforderungen an die Geschwindigkeit der Datenübertragung im Test jedoch sogar.

Drohne bereitet Rettungskräfte auf ihren Einsatz vor

Das DLR-Team untersuchte auch den Einsatz einer Rettungsdrohne in enger Zusammenarbeit mit der Feuerwehr Braunschweig. Diese sendete einen Video-Livestream über 5G an die Einsatzkräfte, deutlich bevor sie den Einsatzort erreichten. Die Drohne wurde von einem Leitstand am DLR in Braunschweig aus gesteuert und flog automatisch Wegpunkte ab. Sie war mit einer hochauflösenden Kamera sowie einer Wärmebildkamera ausgestattet und sendete kontinuierlich Videomaterial vom Einsatzort auf das Tablet des Einsatzleiters. Andreas Volkert, der im Institut für Flugführung arbeitet, erläutert: „Spannend war eine simulierte Wasserrettung am Allersee in Wolfsburg. Dort probte die Berufsfeuerwehr Wolfsburg mit ihrer Taucherstaffel für einen Einsatz und wir unterstützten sie mit unserer Drohne. Diese flog in einer Höhe von 30 Meter über dem Wasser und lieferte gestochen scharfes Videomaterial. Dadurch konnten die Einsatzkräfte die Person in Seenot viel schneller entdecken, als es von Land oder von einem Boot aus möglich gewesen wäre. Selbst als sich der ‚Badegast‘, also in unserem Fall der Taucher, in etwa drei Meter Tiefe auf dem Grund des Sees befand, konnten die Rettungskräfte ihn auf den Videos noch gut erkennen.“ Der Einsatzleiter steuerte die Kameraausrichtung während des Einsatzes über eine App. Dadurch konnte er näher heranzoomen oder andere Bildausschnitte wählen. Zudem half eine künstliche Intelligenz bei der Analyse des Bildmaterials und kennzeichnete zum Beispiel Gefahrengutschilder an Fahrzeugen. Mithilfe des Systems können die Rettungskräfte die Einsatzlage schon vor ihrem Eintreffen analysieren und wichtige Entscheidungen sehr früh treffen. Diese Minuten können im Ernstfall entscheidend sein. Aktuell prüfen die DLR-Forschenden gemeinsam mit der Feuerwehr, wie sich ein solches System in die Praxis übertragen lässt, welches Betreibermodell geeignet ist und welche weiteren Anwendungsfälle durch die Drohne abgedeckt werden können.