Gemäß der EuroNCAP-Roadmap 2025 wird die Fahrzeugkommunikation eine entscheidende Rolle bei der Erhöhung der Sicherheit und Effizienz im Straßenverkehr einnehmen. Fahrzeuge können dadurch ihre Umgebungswahrnehmung steigern, zukünftige Fahrabsichten austauschen und mit anderen Fahrzeugen in ihrer Kommunikationsreichweite kooperieren. Somit ermöglicht Fahrzeugkommunikation die kooperative Koordinierung von Fahrmanövern, um Unfälle und Staus auf städtischen Straßen und Autobahnen, insbesondere in Szenarien mit hoher Verkehrsdichte, entscheidend zu reduzieren.

Kooperatives Fahren setzt eine hohe Kommunikationsqualität voraus, um Fahrmanöver sicher und effizient zu koordinieren. Die Bereitstellung einer hohen Kommunikationsqualität in stark belasteten Fahrzeugnetzwerken, insbesondere für Fahrzeuge, welche kooperative Fahrmanöver koordinieren, stellt eine entscheidende wissenschaftliche Herausforderung dar. Darüber hinaus ändert sich der Kontext von kooperativen Fahrmanövern aufgrund der hohen Fahrzeugmobilität fortwährend, was die Bereitstellung einer hohen Kommunikationsqualität für kooperativ agierende Fahrzeuge weiter erschwert.

Informationspriorisierung in stark belasteten Fahrzeugnetzwerken erhöht die Kommunikationsqualität von Fahrzeugen, welche kooperative Fahrmanöver koordinieren. Wenn Informationen für kooperative Fahrmanöver nicht ausreichend priorisiert werden können, muss die kooperative Fahrfunktion an die verfügbare Kommunikationsqualität adaptiert werden, um die Verkehrssicherheit weiterhin zu gewährleisten. Bislang bleibt die gemeinsame Betrachtung der Informationspriorisierung aus Applikations- und dem Entgegenwirken einer Netzwerküberlastung aus Netzwerksicht, um eine hohe Kommunikationsqualität für das kooperative Fahren bereitzustellen, ein offenes Forschungsthema.

In dieser Arbeit stellen wir einen Ansatz zur Bewertung der Kommunikationsqualität und Informationsrelevanz für das kooperative Fahren als unseren ersten Beitrag vor. Darauf aufbauend schlagen wir eine relevanzbasierte Ressourcenzuweisung und eine adaptive Verteilungsstrategie auf Basis heterogener Kommunikationstechnologien als unseren zweiten Beitrag vor. Somit können relevante Informationen für das kooperative Fahren mit einer hohen Kommunikationsqualität priorisiert werden. Als dritten Beitrag stellen wir einen kommunikationsberücksichtigenden Ansatz für das kooperative Fahren vor. Um die Verkehrssicherheit in Szenarien mit niedriger Kommunikationsqualität weiterhin zu gewährleisten, reduziert unser Ansatz die Verkehrseffizienz von kooperativen Fahrmanövern. Somit kann unser Ansatz auch bei niedriger Kommunikationsqualität auf unerwartete Ereignisse während eines kooperativen Fahrmanövers reagieren und Unfälle vermeiden.

Um unsere Beiträge zu bewerten, untersuchen wir diese zunächst mit numerischen Verfahren und verwenden im Anschluss unsere Simulationsumgebung CoDA.KOM, welche eine prototypische Implementierung des kooperativen Fahrens im Anwendungsfall des Linksabbiegen an einer Kreuzung beinhaltet. Unsere Evaluation zeigt, dass eine relevanzbasierte Ressourcenzuweisung Informationen von Fahrzeugen, die kooperative Fahrmanöver koordinieren, in stark belasteten Netzwerken priorisiert. Darüber hinaus bietet unsere adaptive Verteilungsstrategie mit heterogenen Kommunikationstechnologien eine hohe Kommunikationsqualität für kooperierende Fahrzeuge. Insgesamt erhöhen wir die Verkehrseffizienz und -sicherheit von kooperativen Fahrmanövern durch Anpassungen an die Kommunikationsqualität von Fahrzeugen.