Mit Alkoholsensoren lässt sich die Verkehrssicherheit entscheidend erhöhen, aber wie und warum, und was steckt dahinter? Im Jahr 2006 richteten die US-Bundesregierung, Verkehrssicherheitsbefürworter wie „Mothers Against Drunk Driving (MADD)“ und Automobilhersteller ein Expertengremium ein, um die Entwicklung von Technologien zu fördern und zu unterstützen, die nüchterne Fahrer in keinster Weise beeinträchtigen, betrunkene Fahrer aber vom Fahren abhalten. Das Ergebnis war das öffentlich-private Partnerschaftsprogramm „Driver Alcohol Detection System for Safety Research Program (DADSS)“ zwischen den Autoherstellern und der US-Bundesregierung. Die Partnerschaft hat ein kühnes Ziel: eine Welt ohne Alkohol am Steuer – eine der größten Bedrohungen der öffentlichen Gesundheit für Familien auf der ganzen Welt.

Der unsichtbare Alkoholsensor

Bild 1: Der Fahrer muss sanft in Richtung des Sensoreinlasses ausatmen, um eine Fahrfreigabe zu erhalten.

Bild 1: Der Fahrer muss sanft in Richtung des Sensoreinlasses ausatmen, um eine Fahrfreigabe zu erhalten. Senseair

Vor einem Jahrzehnt nahmen Forscher von Senseair die Herausforderung von DADSS an, einen Sensor zu entwickeln, der riechen konnte, wenn der Fahrer zu weit ins Glas geschaut hatte. Heute sind sie der Erfüllung der Vision der Partnerschaft schon sehr viel näher. Natürlich riecht der Sensor nicht wirklich, vielmehr muss der Fahrer sanft in Richtung des Sensoreinlasses ausatmen (Bild 1). Es gibt keine Mundstücke und es ist ein absolut berührungsfreier Vorgang. Die Forschung geht jedoch weiter, und laut Planung soll die nächste Generation von Sensoren, die den Alkoholspiegel bereits in einem Abstand von 30 cm erkennen kann, in der ersten Hälfte des Jahres 2021 erscheinen.

Die Idee hinter dem Sensor ist es, eine sehr präzise aber dennoch wirtschaftliche NDIR-Technologie einzusetzen. Bei normaler Atmung tritt die Luft in eine Kammer (9 cm × 4 cm  × 1 cm) mit Spiegeln an jedem Ende ein, die einen Infrarotstrahl reflektieren. Dieser legt damit dann innerhalb dieser kleinen Kammer eine Strecke von insgesamt einem halben Meter zurück. Dieser lange Infrarotstrahl erkennt Ethanol (Alkohol). Ein kürzerer Strahl misst den CO2-Gehalt im Atem des Fahrers und bestimmt mit Hilfe von Algorithmen den genauen Blutalkoholwert des Fahrers. Der Sensor ist hierbei auch in der Lage, zwischen dem Fahrer und anderen Mitfahrern im Fahrzeug zu unterscheiden.

Sensoren geschickt verteilen

Bild 2: Bei Senseair Safe Start kann sich der Fahrer vor Arbeitsbeginn mit einer ID-Karte einloggen.

Bild 2: Bei Senseair-Safe-Start kann sich der Fahrer vor Arbeitsbeginn mit einer ID-Karte einloggen. Senseair

Das System, das den Sensor umgibt, heißt Senseair-Safe-Start und lässt sich als ein IoT-Netzwerk beschreiben, das dem Nutzer viele Möglichkeiten und den Fahrern mehr Freiheit bietet. Wenn ein Berufs-Fahrer bei der Arbeit eincheckt, kann er seinen Ausweis einscannen (Bild 2) und dann kurz auf das Gerät an der Wand oder in der Hand atmen. Das bedeutet, dass sich der Sensor an das Gehaltssystem anschließen lässt, wie es beispielsweise die schwedische Eisenbahn (SJ AB) gemacht hat. Anstatt in jedem Zug Alkoholsensoren zu haben, können sie ihre Lokführer an den 31 über das ganze Land verstreuten Einstiegspunkten testen. Bei einem Busunternehmen, dessen Fahrer an den Haltestellen wechseln, lassen sich die Senseair GO-Einheiten in den Bussen installieren, und mit einer Accessbox haben Sie die gleiche Funktion wie ein alcolock: Der Bus bewegt sich erst nach bestandenem Alkoholtest.

Der Stadtbusbetrieb in Uppsala beispielsweise hat eine Flotte von 180 Bussen und 600 Mitarbeitern, es handelt sich um einen 24/365-Betrieb. Der Fahrerwechsel auf den Strecken kostet Zeit, und mit den traditionellen Alkoholsystemen wollte die Gewerkschaft den Fahrplan und damit die Arbeitszeit der Fahrer um Minuten verlängern. Aber mit Safe Start war es möglich, diesen Plan zu verwerfen. Ein einmal getesteter Fahrer musste sich nicht noch einmal vier Stunden testen, da das System weiß, dass er/sie bereits grün (= nüchtern) ist. Der Fahrer steigt in den Bus, zeigt dem Gerät seine Karte, und das System weiß, dass es der richtige Fahrer ist, mit der richtigen Kompetenz und in der richtigen Verfassung, um ein 20-Tonnen-Fahrzeug mit 100 Fahrgästen zu manövrieren. Nach dem Geschäftsmodell spart das Unternehmen allein durch die Zeiteffizienz 150 000 Euro pro Jahr.

Elektronik und Sicherheit im Stadtbus

Bild 3: Ablaufplan des Safe-Start-Systems bei der Prüfung der Fahrer.

Bild 3: Ablaufplan des Safe-Start-Systems bei der Prüfung der Fahrer. Senseair

Da Optimierung bei jedem Verkehrsbetrieb der Schlüssel ist, suchen die Verantwortlichen ständig nach technischen Lösungen, und ein Stadtbus kann hierbei wie ein elektronischer Süßwarenladen aussehen. Die Herausforderung besteht darin, die Systeme zu überprüfen und einen Redundanzplan zu haben, falls etwas ausfällt.

Safe Start sendet die verschlüsselte Kommunikation an zwei Cloud-Server während die Sensoren laut Hersteller jedes Jahr Millionen von Tests ohne Fehler durchführen. Die Anwender müssen die NDIR-Technologie nicht kalibrieren, Sensor-Software-Updates lassen sich online durchführen, und das System überwacht jede Einheit in Echtzeit. Das System soll die Gewissheit geben, dass niemand einfach in einen Bus springen und wegfahren kann oder dass das System erkennt, wenn ein Führerschein entzogen wurde, beziehungsweise dass alle am Arbeitsplatz nüchtern sind.

Der technische Aspekt hierbei ist, wie und wo die Sensoren zu installieren sind. Der menschliche Aspekt ist das Warum und Wie. Das System soll einen rot oder positiv auf Alkohol getesteten Fahrer nicht in Verlegenheit bringen, so dass er nach 5 Minuten eine zweite Chance erhält, da er vielleicht etwas mit einem geringen Alkoholgehalt verwendet hat (Mundwasser, Bonbons mit Alkohol usw.). Scheitert der Fahrer erneut, informiert das System das zuständige Management oder die Verkehrskontrolle (Bild 3).