Smartphone auf Reifen: Wenn Autos intelligent werden

Autos der heutigen Generation sind wie rollende Computer und können uns in Echtzeit mit Verkehrsdaten, Wetterinformationen und Navigationshinweisen zur nächsten verfügbaren Ladestation versorgen. Dabei macht die Technologie so große Fortschritte, dass das Thema autonomes Fahren immer wieder Aufwind bekommt. Es lässt sich in unterschiedlichen Level der Automatisierung kategorisieren – mit Tempomat und Spurhalteassistent, automatischem Bremsen oder autonomem Fahren auf der Autobahn. Die nächste zu erreichende Stufe ist das vollautomatische Fahrzeug, dass ohne jeglichen menschlichen Eingriff auskommt.

Das vernetzte Auto, auch Connected Car genannt, soll nahtlos mit verschiedenen Diensten und Geräten kommunizieren können. Dazu zählen andere Fahrzeuge, Mobiltelefone, Hausautomationssysteme, Bürogeräte, städtische Infrastrukturen, Ladeinfrastrukturen für E-Autos oder auch der Fahrzeughersteller. Grundlage für diese intelligente Vernetzung ist das kontinuierliche Sammeln von Daten über zahlreiche integrierte Sensoren, Radare und Kameras sowie das Übertragen dieser Daten über das Funknetz in Echtzeit. Das ermöglicht beispielsweise einen besseren Verkehrsfluss, indem sich Freigabezeiten bei Ampeln beziehungsweise Lichtsignalanlagen optimieren lassen.

Die Vorteile für Nutzer und Fahrzeughersteller sind vielfältig: Vernetzte Fahrzeuge können – vorausgesetzt es bestehen entsprechende Partnerschaften zwischen Automobilanbietern und Konnektivitätsdienstleistern – Verkehrsunfälle reduzieren, indem sie Gefahren schneller erkennen und beispielsweise eine Gefahrenbremsung einleiten. Auch können diese Autos Staus vorhersehen und damit zur Verkehrsflussoptimierung beitragen. Zusätzliche Vorteile umfassen Umweltschutz durch emissionsärmere Streckenplanung und Zeitersparnis durch Automatisierung. Für ein gesteigertes Fahrerlebnis sorgen neue Möglichkeiten für Unterhaltung und Arbeit während der Fahrt, aber auch Unterstützung bei der Reiseplanung. Darüber hinaus senden vernetzte Pkws Daten an die Hersteller, was Ferndiagnosen ermöglicht oder die Wartung vereinfacht. Fahrzeughalter werden über nötige Maßnahmen informiert und können Software-Updates Over the Air empfangen, was wiederum Werkstattbesuche sowie Rückrufe reduziert.

Die rasante Entwicklung und Integration von vernetzten Fahrzeugen stellen Automobilhersteller beziehungsweise OEMs (Original Equipment Manufacturer) vor Herausforderungen. Es geht unter anderem um Konnektivität, Datensicherheit und Informationsmanagement, wie sich diese umsetzen lassen und wer für die Integration verantwortlich sein wird. Ebenso geht es um die Frage, inwieweit Lösungen selbst entwickelt werden sollten oder wann es sinnvoll ist, mit Drittanbietern oder Partnern zusammenzuarbeiten. Um nur ein Beispiel zu nennen: Macht es Sinn, Infotainment-Apps selbst zu entwickeln, oder ist es besser, Dienste der bekannten Anbieter zu integrieren? Doch zunächst ein Blick auf die technologischen Herausforderungen.

Für die Kommunikation aller Komponenten brauchen vernetzte Fahrzeuge zuverlässige Konnektivität, kurze Latenzzeiten und hohe Datenübertragungsraten. Hier ist die Kombination von 5G und IoT (Internet der Dinge) entscheidend. Durch die ultraschnelle 5G-Konnektivität und IoT und die Einbindung satellitengestützter Systeme können Fahrzeuge nahtlos mit anderen Fahrzeugen und intelligenten Verkehrssystemen (Intelligent Transport Systems, ITS) kommunizieren. Ebenso wichtig sind Roaming-Fähigkeit und grenzüberschreitende Interoperabilität, um Störungen in der Fahrzeugkommunikation – auch über verschiedene Länder hinweg – zu verhindern.

Obwohl der Ausbau der 5G-Infrastruktur durch die Mobilfunkanbieter voranschreitet, ist die Infrastruktur in Deutschland noch nicht flächendeckend. Um jetzt schon kurz- und mittelfristig Vorteile von 5G nutzen zu können, ist es ratsam, auf hybride Lösungen zu setzen. Diese können vorhandenes 5G in Verbindung mit bereits bestehenden 4G-Netzen nutzen, um höhere Bandbreiten, aber auch weniger Verbindungsausfälle zu erreichen. Langfristig können eigenständige Standalone-5G-Netze die Bandbreite und Datenübertragungsrate weiter steigern, was besonders bei einer großen Dichte von Fahrzeugen wie im Stadtverkehr wichtig wird. Durch sogenanntes Network Slicing lassen sich in 5G-Netzwerken zudem virtuelle Netzwerke mit unterschiedlichen Dienstgütern beziehungsweise Quality of Service bereitstellen. Das ist wichtig, da es im vernetzten Fahrzeug verschiedene Anwendungen mit unterschiedlichen Anforderungen an die Netzwerkleistung gibt. Man denke nur an Videostreaming mit hohen Bandbreitenanforderungen im Gegensatz zum automatisierten Bremsen, das keinerlei Verzögerung der Datenübertragung erlaubt.

Für optimale Konnektivität in vernetzten Fahrzeugen sollten OEMs daher mit 5G-Netzwerkspezialisten, Mobilfunkanbietern und IoT-Experten zusammenarbeiten, die über leistungsfähige 5G-Netzwerke und globale Content Delivery Networks (CDN) verfügen. Zusätzlich zur 5G-Konnektivität sollten sie alternative Optionen wie Satellitenkonnektivität in Betracht ziehen und Partnerschaften mit Content-Delivery-Network-Anbietern eingehen.

Zwischen 2018 und 2021 stieg die Anzahl der Cyberattacken in der Automobilbranche um 225 Prozent! Der Handlungsbedarf für IT-Security im Connected Car ist folglich enorm, zumal der Schutz der Autos bei den OEMs liegt. Es geht dabei um Fahrzeugelektronik und Konnektivität mit externen Dienstleistern. Wenn Automobilhersteller hier unzureichende Sicherheitsmaßnahmen treffen, kann das schwerwiegende Folgen haben – von Imageproblemen über höhere Versicherungsprämien bis hin zur Ablehnung von Unternehmensflotten. Neben der Absicherung ihrer Produkte geht es auch darum, bei der Integration von Services von Drittanbietern wie beispielsweise Infotainment-Apps verlässliche Anbieter auszuwählen, die einer regelmäßigen Überprüfung standhalten.

OEMs müssen daher entscheidende Maßnahmen treffen: Im ersten Schritt sind die anfälligsten Komponenten wie Fahrzeugsysteme und Cloud-Infrastrukturen zu identifizieren. Anschließend ist eine gründliche Sicherheitsanalyse vorzunehmen, um potenzielle Schwachstellen zu bewerten und entsprechend der Dringlichkeit zu behandeln. Es ist wichtig, ein Bewusstsein für Cybersicherheit in der gesamten Organisation zu verankern. Hier ist die kooperative Herangehensweise mit versierten Partnern unerlässlich. Dazu zählen solche mit Expertise in Threat-Intelligence und dem Betrieb von spezialisierten Security Operations Centers (SOC) für den Automotive-Bereich.

Infotainment-Systeme prägen maßgeblich das Fahrerlebnis und sind wichtig für die Kundenbindung. Fahrer wollen uneingeschränkt Musik über Streaming-Anbieter genießen, Beifahrer Filme streamen – das ist eine Herausforderung. Denn die Ansprüche an Infotainment-Systeme steigen, die Kunden erwarten Qualität und störungsfreien Betrieb. Die Erschließung neuer Datenquellen könnte Abhilfe schaffen, erfordert jedoch sorgfältiges Datenmanagement. Der Zugriff auf Content Delivery Networks beziehungsweise die Zusammenarbeit mit einem der großen CDN-Anbieter ist essenziell, um Dienste global rechtskonform anzubieten. Dies erfordert die Zusammenarbeit mit Experten für Streaming, Konnektivität, Datenmanagement und Werbung, damit ein erfolgreiches Streaming-Erlebnis und die Monetarisierung der Daten sichergestellt sind. Es ist wichtig, dass OEMs alternative Konnektivitätsoptionen in Betracht ziehen und auf globale CDNs setzen, um die Dienstleistungen in verschiedenen Märkten nahtlos anzubieten und die Kundenerfahrung zu schützen.

McKinsey geht davon aus, dass 2030 95 Prozent aller Fahrzeuge vernetzt sein werden und jedes Auto pro Stunde rund 25 Gigabyte Daten generieren wird. Um dies zu erreichen, sind effizientes Datenmanagement und umfassende Datenanalysen unerlässlich. OEMs müssen relevante Daten schnell identifizieren und analysieren, um dann reagieren zu können. Dies erfordert eine Infrastruktur mit niedriger Latenz, skalierbare Speicherkapazitäten und flexible Tools. Der Aufbau einer eigenen physischen Plattform mag hier zwar möglich sein, erweist sich jedoch als unpraktikabel. Daher sind öffentliche Cloud-Dienste von entscheidender Bedeutung für die Echtzeitdatenverarbeitung. Cloud-Dienste ermöglichen OEMs, Ressourcen nach Bedarf bereitzustellen und Innovationen mithilfe von Big Data, maschinellem Lernen und KI in der Cloud voranzutreiben.

Hier stellt sich allerdings die Frage nach angemessenem Datenschutz. Das Sammeln und Nutzen von Fahrzeugdaten birgt zwar großes Potenzial, Automobilhersteller müssen aber die sichere und rechtmäßige Verwendung der gesammelten Daten gewährleisten. Die Menge der Daten ist dabei so gering wie möglich zu halten – auch um das Vertrauen der Kunden zu erhalten. Andererseits sind die Vorteile von Connected Cars von einem umfangreichen Datenaustausch abhängig. Hier gilt es, ein angemessenes Gleichgewicht zwischen Datenbedarf für optimale Funktionalität einerseits sowie Sicherheit und Datenschutz andererseits zu finden.