Verkehrsschilder im Wandel der Zeit – vom einfachen Schild des 19. Jahrhunderts hin zur Voraussetzung für das autonome Fahren

Verkehrsschilder haben eine facettenreiche mehr als 150 Jahre alte Geschichte. In den frühen Tagen des Verkehrs mit einfachen Pferdedroschken war das Verkehrsschild nicht selten eine handgemalte Tafel, welche den zahlreichen Kutschern Orientierung bot, deren Fuhrwerken die alte Verkehrswelt repräsentierten. Während man heute problemlos standardisierte Verkehrsschilder kaufen kann, so gab es damals keine Bezugsquelle. Aufstellen konnte sie jeder, klare Regelungen gab es nicht. Dies änderte sich im Kleinem im Jahr 1877, wo Steintafeln als erste Vorläufer der Verkehrszeichen Verbote und Gebote eingraviert bekamen und deren Entfernen, Beschädigen oder Missachten unter Strafe stand. Es war die erste Vereinheitlichung durch Warntafeln. Diese fand man primär an Bahnübergängen, die in ihrer Anzahl mit dem Vormarsch der Dampflokomotiven und dem Ausbau des Streckennetztes stetig anwuchsen. welche durch ein Reichsgesetz vorgeschrieben wurde und vor allem auf regionaler Ebene geregelt war. 

1909: Die erste einheitliche Verkehrskennzeichnung

Im 20. Jahrhundert stieg das Verkehrsaufkommen insgesamt rasant an. Pferdekutschen fuhren neben dem Automobil, öffentliche Verkehrsmittel entwickelten sich weiter und so fuhren am Ende die U- Bahn, elektrifizierte Schienenbahnen und zahlreiche andere Fahrzeuge in den pulsierenden Städten Europas. Das Erfordernis einer einheitlichen und nachvollziehbaren Verkehrskennzeichnung wurde deutlich. Erstaunlicherweise einigten sich bereits 1909 diverse Länder auf eine Vereinheitlichung der Verkehrsbeschilderung in einem Zeichen-Katalog. Dazu zählten neben Deutschland, Bulgarien Frankreich, Großbritannien, Italien, Monaco, Österreich-Ungarn und Spanien. Dieser wurde bereits 1910, also schon ein Jahr später, im deutschen Reichs-Gesetzblatt publiziert. Die ersten dieser Zeichen waren kreisrund und zeigten weiße Schrift auf blauem Grund. Sie warnten vor gefährlichen Kurven, schlecht sichtbaren Unebenheiten, brisanten Kreuzungen und warnten vor dem Bahnübergang.

1968: Die Internationalisierung der Verkehrszeichen

Erst im Jahr 1968 gab es eine richtige vereinheitlichende Internationalisierung der Verkehrszeichen, welche vor allem aufgrund des stetig zunehmenden Grenzverkehrs und der Reisetätigkeit notwendig geworden war. Die UN beschloss das „Wiener Übereinkommen über Straßenverkehrszeichen“, welche vor allem die Verwendung nachvollziehbarer Piktogramme regelte. Wenn man bedenkt, dass diesem bereits im ersten Schritt mehr als 70 Länder beigetreten sind, dann kann man sagen, dass die Welt durch simple Verkehrsschilder ein wenig näher zusammengerückt ist. Aber nicht nur die Verkehrszeichen, sondern auch die Nutzung von Lichtsignalanlagen und das Setzen von Fahrbahnmarkierungen unterlag einem Standardisierungsprozess. 

1997: Der Schilderwald muss weg – Die StVO-Novelle

Im Jahr 1997 kritisierte der ADAC den überbordenden Schilderwald und meinte, dass jedes dritte Verkehrsschild entfernt werden könne. Der Kritik verlieh der ADAC mit einer Guerilla-Aktion in der Stadt Selm Nachdruck. Hier wurden in einer Nacht und Nebel Aktion die Hälfte aller Verkehrsschilder abgedeckt, interessanterweise ohne Konsequenzen, weder für den ADAC noch für die Verkehrssicherheit der Autofahrer. Im gleichen Jahr kam die StVO-Novelle die besagt, dass nur jene Schilder aufzustellen sind, die für die Sicherheit der Verkehrsteilnehmer zwingend erforderlich sind. Auch wenn sich im Rahmen dieser Novelle die Schilderwälder lichteten, so legte man mit der Schilderwald-Novelle von 2009 nach.

Seit 2008: Die Maschinelesbarkeit von Verkehrszeichen gewinnt an Bedeutung

Schon 2008 war bei vielen Fahrzeugen von Mercedes die innovative Verkehrszeichenerkennung an Bord, welche Tempolimits erkennen konnte. Heute sind die Assistenzsysteme noch deutlich weiter. Seit mehr als 10 Jahren wird mit Straßenschildern aus dem Verkehrszeichenkatalog experimentiert und geforscht, um die Erkenntnisse und Sicherheitshinweise aus den Verkehrszeichen maschinell zu verarbeiten.

2025: Verkehrsschilder als Komplizen der Assistenzsysteme

Die rasante Entwicklung der Technik macht vor der Straße nicht halt. Heute analysieren unzählige Assistenzsysteme die Straßenbeschaffenheit, Verkehrssituationen und greifen dabei mittels Verkehrszeichenerkennung auf die zahlreichen Verkehrsschilder zurück, welche wertvolle und aktuelle Informationen liefern. Alle diese Informationen werden in Bruchteilen einer Sekunde verarbeitet, um in brisanten Situationen Warntöne abzugeben oder sogar Notbremsungen des Fahrzeugs durchzuführen. Damit wird jedes Verkehrsschild zum Komplizen der Fahrzeugsysteme. Die Standardisierung der Verkehrszeichen in Form, Piktogramm und Farbe ist dabei hilfreich. Jedoch gibt es einen Faktor, mit dem die Assistenzprobleme lange Zeit Probleme hatten und bisweilen noch haben.

Was die Systeme blendet – retroreflektierende Folien beim Verkehrsschild

 Jedes Verkehrsschild wird mit einer retroflektierenden Folie hergestellt. Diese können Verkehrszeichenerkennungsysteme blenden. Hier liegt die Schwierigkeit darin, dass die Folien je nach

Hersteller einen unterschiedlichen technischen Aufbau haben. Zugleich gibt es 3 Reflexionsklassen, welche in Verbindung mit Licht unterschiedliche Rückstrahlwerte haben, was die Sensoren der Fahrzeugassistenzsysteme verwirren kann. 

Das Internet der Dinge und vernetzte Fahrzeuge nutzen Straßenschilder für Vorhersagen

Smarte Verkehrssysteme nutzen neben vielen anderen Informationen die Schilder auf der Straße zur Datenanalyse. Mit der rasanten Entwicklung der technologischen Möglichkeiten hat sich die Art und Weise der Gewinnung von Verkehrsinformationen grundlegend geändert. Mittels Sensoren und Fahrzeugvernetzung lassen sich die Verkehrsdichte, Wetterbedingungen, Gefahrenstellen, Baustellen und viele andere Situationen in Echtzeit erkennen und auswerten.

Ein Beispiel: Ein Fahrzeug erkennt mittels Assistenzsystem über ein Verkehrsschild, dass 50 km/h gefahren werden kann oder 30 km/h oder Schritttempo. Jedes Schild ist dadurch analoger Bestandteil und Hinweisgeber für ein intelligentes und vernetztes Verkehrssystem. Jetzt ist ein Fahrzeug, dass 10 km/h auf einer 50er Strecke noch kein Indiz, dass etwa Stau herrscht. Erst die Vernetzung der Fahrzeuge bringt hier einen immensen Mehrwert, denn wenn plötzlich alle Fahrzeuge auf der Strecke nur knapp über dem Schritttempo fahren, dann ist ein Stau sehr wahrscheinlich.

Moderne und vernetzte Kraftfahrzeuge sind eine hervorragende Möglichkeit, um die Verkehrsentwicklung auf dem Punkt zu erkennen, zu bewerten und sogar zu regulieren. So liefern analoge Verkehrszeichen Informationen zum Verkehrsfluss, umgekehrt können digitale Verkehrszeichen je nach Infos der digitalvernetzten Autos angepasst werden. Sie können auf die Staugefahr hinweisen, bei hohem Aufkommen das Tempo reduzieren oder bei wenig Verkehr die Strecke freigeben. 

Die Zukunft: Verkehrsschilder als wichtige Voraussetzung für das autonome Fahren 

 Straßenschilder spielen eine viel wichtigere Rolle in der Entwicklung und Implementierung des autonomen Fahrens, als man zunächst annehmen würde. Ihre Bedeutung geht deutlich über die einfache Übermittlung von Hinweisen und Informationen im Verkehr hinaus. 

1. Das Verkehrsschild als aktuelle Informationsquelle 

Straßenschilder dienen als wichtige Informationsquelle. Da diese immer aktuell sind und der Überwachung der Verkehrsbehörden unterliegen sind sie für autonome Fahrzeuge ein unschätzbarer Informationsgewinn und bieten eine rechtliche Absicherung bezüglich der Einhaltung der gültigen

Verkehrsregeln. Sie stellen für folgende Themen Informationen bereit, welche über Sensoren und Kamerasysteme verarbeitet werden: 

•   Verkehrsregeln: Neben den Vorfahrtsregelungen, den Rechts- oder Linksabbiegerechten erfassen sie alle standardisierten und besonderen Verkehrszeichen, welche die Vorfahrt klären. So hilft zum Beispiel ein Stopzeichen helfen dem internen Navigationssystem des autonomen Fahrzeugs im Verkehrsgeschehen die richtige Entscheidung zu treffen.
•   Tempolimits: Autonome Fahrzeuge lesen die Geschwindigkeitsschilder aus, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemäß den gültigen Vorschriften anzupassen.
•   Gefahreninformationen: Gefahrenschilder teilen den autonomen Fahrzeugen mit, wenn Gefahren wie scharfe Kurven, Steigungen, Wildwechsel, steinschlaggefährdete Straßenabschnitte oder schlechte Straßenverhältnisse ins Spiel kommen. Autonome Fahrzeuge können sich aufgrund dieser Infos proaktiv auf die jeweiligen Straßengegebenheiten einstellen.

2. Verkehrszeichen helfen bei der Kontextualisierung von Zusammenhängen 

Die Fähigkeit autonomer Fahrzeuge eine Straße, deren Umgebung und das Verhalten Verkehrsteilnehmer präzise zu beurteilen und möglichst genau vorherzusagen ist eine wichtige Voraussetzung, um bei selbstfahrenden Autos einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Die Auswertung dessen beruht auf der schnellen Erfassung und Interpretation von Daten in Sekundenbruchteilen, welche mithilfe von Sensoren und Kameras gesammelt werden.

Straßenschilder ergänzen diesen Informationsfluss und helfen beim Zusammenführen von Zusammenhängen: 

•   Besondere Situationen besser verstehen: Ein Verkehrszeichen kann auf temporäre Verkehrsbeschränkungen hinweisen, z.B. durch Bauarbeiten oder Teilabsperrungen durch mobile beschilderte Absperrungen bei einer Veranstaltung.
•   Verkehrsflüsse zu regulieren: Digitale Schilder beispielsweise geben sich dynamisch verändernde Hinweise durch sich anpassende Geschwindigkeitsbegrenzungen oder der Warnungen vor einem nahenden Staugeschehen.

3. Übergreifende Kommunikation an alle Verkehrsteilnehmer

In einem Verkehrsumfeld greifen alle Verkehrsteilnehmer auf die Informationen der Verkehrsschilder zurück. Während Autofahrern, Radfahrern und Fußgänger die Information für sich selbst lesen, geben

autonome Fahrzeuge diese zusätzlich an verbundene Systeme weiter. Darauf ergeben sich viele Vorteile:

•   Einheitliche Datenbasis für analoge und digital orientierte Verkehrsteilnehmer: Autonome sehen per Sensoren und Kameras digital, traditionelle Verkehrsteilnehmer mit dem Auge analog. Am Ende sehen aber beide die gleichen Schilder und haben damit beide die gleiche Informations- und Datenbasis. Der Unterschied besteht lediglich daran, dass die autonomen Systeme die Daten immer gleich interpretieren, während jeder Mensch zu abweichenden Schlüssen und fehlerhaften Einzelbeurteilungen kommen kann.
•   Antizipation von Verhaltensweisen: Autonome Systeme sind an sich besser in der Lage das Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer vorhersagen, wenn diese im Rahmen vordefinierter und im System gespeicherter Situationen handeln. Bei besonderen Verkehrssituationen, welche äußerst selten und daher unter Umständen nicht als Fall in den autonomen Systemen gespeichert sind, kann es sein, dass ein Mensch besser reagiert als eine autonomes Fahrzeugsystem. Entgleist beispielsweise eine Straßenbahn ist dies zunächst einmal kein Standardfall, den ein autonomes System zwangsläufig verstehen muss. Brennt beispielsweise ein Lkw oder Tanklaster in einem Tunnel, so kann die Qualm-Entwicklung sogar Sensoren und Kameras stören. Während ein autonomes Fahrzeug hier vermutlich vor dem verunfallten Fahrzeug stoppen würde, wäre der Mensch eher dazu geneigt, sofern möglich, an dem brennenden Fahrzeug vorbeizufahren und den Tunnel auf schnellstem Wege zu verlassen. Ein autonomes System muss dem menschlichen Fahrer also in der Beurteilung von Gefahrensituationen nicht zwangsläufig überlegen sein. Der gesunde Menschenverstand kann hier zu einem besseren Handeln führen als der bloße Abgleich von Szenarien, wie es eine Maschine nun einmal tut.

4. Starker Dateninput für Sensoren über die Verkehrszeichen

Hochentwickelte Sensorsysteme autonomer Fahrsysteme sind auf die Verkehrszeichen angewiesen, um die Umgebung kontinuierlich zu beobachten und die Daten zu analysieren:

•   Automatische Erkennung von Straßenschildern: Fahrzeugkameras und integrierte Lidar- Systeme erfassen die Piktogramme von Straßenschildern und bewerten deren Bedeutung. In Echtzeit findet eine Verarbeitung statt, um die sinnvollste und eine gefahrenffreie Fahrentscheidung zu treffen.
•   Verknüpfung mit digitalen Karten: Die gesichteten Informationen auf der Straße werden in Echtzeit mit den hinterlegten Daten auf den digitalen Karten abgeglichen. So entsteht eine umfassende Datenlage, welche die Entscheidungsprozesse der selbstfahrende Fahrzeuge verbessert.

5. Aktuelle Verkehrsschilder reduzieren die Haftungsrisiken der Betreiber

Verkehrsschilder sind im Regelfall aktuell und mit dem Aufstellen gültig. Die vollumfängliche Verarbeitung der Straßenschilderinformationen hat daher einen wichtigen rechtlichen Aspekt. Da die autonomen Systeme trotz permanenter Weiterentwicklung Fehler machen können, bieten die Verkehrsschilder bei Systementscheidungen die zu Unfällen führen wichtige Informationen, ob ein anderer Verkehrsteilnehmer oder das autonome System für den Unfall verantwortlich gemacht werden kann. Das perfekte Verstehen der Verkehrszeichen ist daher ein haftungsreduzierender Aspekt, weshalb in diesem Zusammenhang weiterhin auf Teststrecken geforscht und optimiert wird.

 Fazit: Die Zukunft von Verkehrsschildern ist eng mit dem autonomen Verkehr verbunden.

Das richtige Erkennen der Verkehrszeichen wird in Zukunft für das autonome Fahren weiter an Bedeutung gewinnen, denn nur durch die gesicherte Einhaltung von Verkehrsregelvorschriften und der StVO können die immer noch vorhandenen Bedenken zur Sicherheit der autonomen Selbstfahrzeuge ausgeräumt werden. Am Ende wird auch die Unfallstatistik ein wichtiger Bewertungspunkt sein und die lässt sich nur verbessern, wenn alle Verkehrsvorschriften in die Entscheidungen der autonomen Verkehrswelt einfließen. Verkehrsschilder werden also mit dem autonomen Fahren nicht weniger werden, sie werden sogar an Bedeutung gewinnen.