Brenzlige Situationen kennt jeder Autofahrer zur Genüge. Frontal-, Seiten-, und Auffahrunfälle mit schwer verletzen oder getöteten Insassen passieren oft. Positives lässt sich in solchen Momenten nicht erkennen, doch zumindest kann man daraus lernen: Crashs und Gefahrensituationen – darunter insbesondere Beinaheunfälle – liefern jede Menge Informationen. Die Analyse dieser Daten kann helfen, Kollisionen in Zukunft zu verhindern oder weniger schlimm enden zu lassen. Bei ZF steckt diese Forschung in der DNA jedes aktiven, passiven und integrierten Sicherheitssystems.
Technologie
#VisionZero
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Aus Crashs lernen
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Aus Verkehrsunfällen kann man lernen. Wer versteht wie sie entstehen, kann ihnen in Zukunft mehr entgegensetzen. Das motiviert die Unfallforscher von ZF.
Gefahren erkennen
Gefahren erkennen
Beobachten, wo auf der Welt es zu welchen realen Unfällen und riskanten Situationen kommt. Herausfinden, welche Verkettungen jeweils dazu geführt haben. Die Folgen der Crashs bewerten, etwa welche kritischen Verletzungen die Menschen davongetragen haben und welche Schäden die Fahrzeuge. Außerdem prognostizieren, was die Unfall- und Gefahrenschwerpunkte der Zukunft sein werden. Das gehört zu den ersten Aufgaben der Unfallforschung in der ZF-Vorentwicklung: „Entdecken wir weiße Flecken auf der Sicherheitslandkarte, beraten wir zum Beispiel, ob wir diesen mit vorhandenen Systemen beikommen können oder ob eine Lösung dafür entwickelt werden soll“, sagt Tobias Hänsel, Projektkoordinator in der Vorentwicklung. „Im Prinzip ist es eine intensive Suche nach Ansätzen für bessere oder neue Sicherheitslösungen, die ZF der Vision Zero – also dem Ziel ‚null Unfälle‘ – näherbringen.“ Gerade betrachtet Hänsel am Computer, wie sich so eine Systemidee in einem virtuellen Unfall schlägt. Um diese Simulation zu erstellen, nutzte das Team unter anderem GIDAS. Das steht für German In-Depth Accident Study, eine weltweit geschätzte Unfalldatenbank (siehe Ende des Artikels).
3500
Einzelinformationen sind in der Datenbank GIDAS zu jedem untersuchten Verkehrsunfall im Maximum erfasst. Das nutzen die Unfallforscher für ihre Analysen, Prognosen und Verbesserungen – in der Automobilindustrie genauso wie zum Beispiel bei Gesetzgebern, Verkehrsplanern und im Rettungswesen.
Schutzwirkung bewerten
Schutzwirkung bewerten
Manchmal aber braucht man nicht erst tief zu forschen, um Problem- oder Handlungsfelder zu identifizieren. Bekannt ist beispielsweise: Abbiegeunfälle mit Lkw passieren relativ häufig. Und Pkw-Seitencrashs können noch immer überdurchschnittlich schwere Folgen haben. „Oft steigt unser Team daher gleich mit dem zweiten Schritt, den projektbezogenen Analysen, in die Vorentwicklungsaufgabe ein“, sagt Hänsel.
So geschehen beim Pre-Crash-System mit externem Seitenairbag, das ZF im Juni 2019 präsentierte: GIDAS lieferte die Datenbasis, um virtuelle Seitenaufprall-Szenarios aufzubauen. In diese simulierten die Experten ein typisches Mittelklasse-Auto inklusive Dummy-Besetzung. Das Fahrzeug wurde – ebenfalls in der digitalen Welt – mit dem neuen Pre-Crash-Seitenairbagsystem ausgestattet. Anschließend spielte das Team alles auf unterschiedlichste Arten durch. Es veränderte Geschwindigkeiten, Aufprallwinkel, Kollisionsspukte und Art des Unfallgegners, justierte am Rechner auch die Technik selbst nach. „Insgesamt nutzten wir einen Pool mit mehr als 28.000 Szenarien“, sagt Hänsel. Am Ende war die Wirkung mit Zahlen belegt. „Die Unfallfolgen für Insassen lassen sich mit dem Pre-Crash-Seitenairbag um bis zu 40 Prozent mindern, das Eindringen des Unfallgegners in die Karosserie um bis zu 30 Prozent“, betont der Analytiker. In der eingangs geschilderten Situation hätte der ungeduldige Fahrer damit bessere Überlebenschancen, selbst wenn ihn der entgegenkommenden Pkw noch mit Tempo 65 Kilometer pro Stunde trifft.
Gleichzeitig würde ein Assistent namens „Automated Front Collision Avoidance“ einen Seitenaufprall sowie einen Auffahrunfall des nahenden Transporters unwahrscheinlicher machen. Das integrierte ZF-Sicherheitssystem kann Notbrems- und Ausweichmanöver für den Fahrer übernehmen. Ähnliches hat ZF auch schon für schwere Lkw vorgestellt.
Der Pre-Crash-Seitenairbag und „Automated Front Collision Avoidance“ verdeutlichen weiterhin: Bei ZF sind die Unfallanalytiker mittendrin im Vorentwicklungsprozess. Sie bewerten neue Fahrerassistenz- oder Insassenschutzsystem virtuell. Erst dann kommen sie weiter in die reale Erprobung, in die Serienentwicklung und schließlich auf den Markt.
28000
verschiedene Szenarios spielten die ZF-Unfallanalytiker alleine für den Pre-Crash-Seitenairbag virtuell durch. Solche Simulationen können helfen, schon digital zu bewerten, wie gut neue Sicherheitssysteme wirken können.
International umsetzen
International umsetzen
Die ZF-Crashforscher wirken zudem beratend in Sicherheitsgremien weltweit mit. Damit wollen sie erreichen, dass zusätzliche Unfalldatenbanken rund um den Globus entstehen. Zunächst sind damit mehr von jenen gemeint, die der GIDAS ähneln: so wie das etablierte „Fatality Analysis Reporting System“ (FARS) oder das „Crash Report Sampling System“ (CRSS) in den USA; oder wie die „China In-Depth Accident Study“, kurz CIDAS. Sie bilden unter anderem auch eine Informationsbasis für weiterentwickelte Gurte und Airbags – sprich für Systeme, die hauptsächlich dann wirken, wenn es unvermeidlich kracht.
Doch bevor es kracht, können moderne Assistenzsysteme den Fahrer in kritischen Fahrsituationen unterstützen und Unfälle vermeiden helfen, indem das Fahrzeug beispielsweise automatisch vor einer möglichen Gefahrenstelle bremst oder ihr ausweicht. Mit der Analyse von Beinaheunfällen können die Crashforscher einerseits besser verstehen wie es zu Unfällen kommt und andererseits prüfen wie robust die Assistenzsysteme gegen Fehlauslösungen ausgelegt sind. Als tonangebend gelten hier Naturalistic Driving Studies (NDS), die unter anderem das Virginia Tech Transportation Institute (VTTI) innerhalb der USA durchführt. Fahrzeuge von Freiwilligen erhalten hier Kamera- und Sensorsysteme. Damit nehmen sie reale, ganz alltägliche Fahrszenarien sowie kritische Situationen auf und stellen sie zur Auswertung bereit. Über allem steht für die Unfallforscher am Ende noch der große Wunsch, dass sich die Informationen sämtlicher Sammlungen direkt miteinander vergleichen lassen. „Der Weg dorthin ist aber noch lang“, betont Hänsel.
Genauso wie die Datenbanken unterscheiden sich Unfallszenarien, Fahrzeugtypen und Crashtest-Anforderungen. ZF verfügt über gut geschulte Sicherheitsexperten in allen Weltregionen, um auf so etwas einzugehen. „Dieses Netzwerk internationaler Spezialisten bauen wir kontinuierlich weiter aus“, betont der Vorentwickler. „Ein Beispiel ist die Kooperation zwischen unseren chinesischen Kollegen und den Experten der ‚China In-Depth Accident Study‘ (CIDAS).“
Mehr und einheitliche Datenbanken, eine wachsende Zahl an ausgewiesenen Sicherheitsexperten, immer bessere Technik und Simulationen: Das sind zentrale Stellhebel, um maßgeschneiderte Systeme schneller auf die Straßen zu bringen. „Noch dauert es circa neun Jahre, bis sich eine neue Lösung in der Breite etabliert hat“, sagt Hänsel. „Je zügiger das gelingt, umso früher kann fortschrittliche Sicherheitstechnik ihre Fähigkeit ausspielen die Häufigkeit und die Folgen von Unfällen deutlich zu verringern.“
Video: Die ZF-Experten untersuchen verschiedenste Szenarien und bewerten, welche Sensoren und Systeme in solch einer Situation wirksam werden und einen möglichen Unfall verhindern könnten. Im Beispiel: Ein Fahrzeug fährt mit konstanter Geschwindigkeit auf einen Fußgängerüberweg zu und erkennt den Fußgänger nicht oder zu spät. Ein Sensor erkennt den Fußgänger und stellt fest, dass es zu einer Kollision kommen wird. Das Fahrzeug leitet selbständig ein Bremsmanöver ein, um diesen Unfall zu verhindern.
Daten zum Schutz: GIDAS
Daten zum Schutz: GIDAS
Es ist eines der weltweit größten und gefragtesten Projekte der Verkehrsunfallforschung: GIDAS (German In-Depth Accident Study) erfasst jährlich rund 2.000 reale Crashs mit Personenschäden in den Großräumen Hannover und Dresden. Wenn es kracht, rücken Erhebungsteams aus Technikern und Medizinern aus. Vor Ort tragen sie bis zu 3.500 anonymisierte Einzelinformationen sowie Bilder zusammen. Das dokumentiert sehr präzise und in der Tiefe zum Beispiel den Ablauf und die Art des Unfalls, die Fahrtrichtungen sowie die verschiedenen Positionen und die Technik der Fahrzeuge. Hinzu kommen medizinische Angaben zu den Verunfallten. Beschrieben ist sogar, wie die Rettungskette ablief, die Unfallstelle abgesichert war und wie sich der Verkehrsfluss zur Unfallzeit präsentierte.
Als Kooperation der Bundesanstalt für Straßenwesen und der Forschungsvereinigung Automobiltechnik e.V. will GIDAS vor allem eines leisten: Gesetzgeber, Automobilhersteller und Zulieferer sollen die Chance bekommen, das aktuelle Unfallgeschehen sehr genau zu beobachten und Trends zu erkennen. So lässt sich die Technik verbessern und der Straßenverkehr für alle Menschen sicherer machen. Mit dem gleichen Ziel nutzt ZF, als eines der Gründungsmitglieder, die GIDAS-Datenbank seit 20 Jahren intensiv.
