Verkehrstechnik

Navigationssysteme im Auto boomen. Damit die elektronischen Lotsen den besten Weg zum Ziel errechnen können, müssen sie zuvor mit Millionen von Straßen-Daten gefüttert werden. Dazu fahren Geografen mit Spezialfahrzeugen alle Verkehrswege ab. Immer und immer wieder. P.M. fuhr mit.

In hundert Metern rechts fahren«, sagt die anonyme Stimme, und der Pfeil auf dem kleinen Monitor im Armaturenbrett knickt nach rechts ab. »Dann geradeaus weiterfahren.« Das Navigationssystem führt uns in den Weinberg 65 am Rand des Stadtzentrums von Hildesheim. Hier befindet sich in einem modernen Geschäftsgebäude das Regionalbüro des amerikanischen Navteq-Konzerns. Navteq ist neben dem holländischen Unternehmen Teleatlas die bedeutendste Firma, die weltweit Straßendaten für Navigationssysteme sammelt und verkauft. Fast alle Navigationsgeräte in Deutschland verwenden Daten von Navteq oder Teleatlas.

In Hildesheim arbeiten fünf der deutschlandweit 75 und weltweit über 550 Navteq-Geo-Researcher; alle ausgebildete Geografen. Die fünf Hildesheimer Geografen sind für Schleswig-Holstein, Hamburg, Bremen und Niedersachsen zuständig. Allein Niedersachsen umfasst 46 Kreise oder kreisfreie Städte mit zusammen 1023 Gemeinden und verfügt über mehr als 133000 Straßenkilometer.

Um die Straßen übersichtlich in den Computer zu bekommen, werden sie zunächst in vier Klassen von FC 1 (Autobahn) bis FC 4 (Gemeindestraße) eingeteilt. Dann zerlegen die Researcher sie in so genannte »Links«. Immer wenn eine Kreuzung, eine Biegung, ein neues Tempolimit oder sonst eine Änderung kommt, beginnt ein neuer Link. Manche Links sind nur ein paar Meter lang, zum Beispiel in einem Kreisverkehr, weil sich da ja ständig die Richtung ändert. Andere Links können fast einen Kilometer lang sein, zum Beispiel auf geraden Autobahnteilstücken. Jeder Link wird mit bis zu 150 Attributen versehen: Straßenname, Hausnummer, Zahl der Fahrspuren, Fahrtrichtung, Geschwindigkeitsbeschränkungen, Hinweisschilder, Parkverbote usw. Allein im Bereich Niedersachsen gibt es 876000 Links, in ganz Deutschland sind es 7 Millionen mit zusammen nahezu einer Milliarde Einzeldaten.

Der Geograf Eike Dempewolf, 38, arbeitet seit acht Jahren für Navteq. Als er 1997 anfing, war Deutschlands digitale Landkarte noch ein Flickwerk mit vielen weißen Flecken. Erst seit 1992 wurden deutsche Geodaten digital erfasst, zunächst nur die Großräume München und Frankfurt sowie die Verbindungsstrecken dazwischen. 1994 rüstete BMW als erster Autohersteller seine 7er-Reihe mit einem Navigationssystem aus. Möglich geworden war das dadurch, dass die Amerikaner Daten ihres militärischen Satellitensystems GPS (Global Positioning System) für den zivilen Gebrauch freigegeben hatten. Mithilfe einer Antenne peilen die Fahrzeuge bis zu zwölf der insgesamt 28 GPS-Satelliten an, die um die Erde kreisen. Aus den Signalen kann der exakte Standort des Autos berechnet und mit der digitalen Straßenkarte verglichen werden.

»Als wir anfingen«, sagt Dempewolf, »haben wir uns erst einmal die Karten der einzelnen Vermessungsämter und Gemeinden beschafft. Das war manchmal eine ziemliche Überraschung, zum Beispiel, wenn ein Bürgermeister statt einer echten Straßenkarte nur eine handgezeichnete Skizze seines Dorfes schickte.«

Mit den Karten auf dem Schoß fuhren die Geo-Researcher die Straßen ab und speicherten die Informationen in einem Laptop. Seit dem Jahr 2000 ist Deutschlands Straßennetz komplett erfasst. Allerdings ändern sich jedes Jahr 15 bis 20 Prozent der Daten, weil neue Straßen hinzukommen, Verkehrskreisel eingerichtet, Tempolimits eingeführt und alte Straßen gesperrt oder verändert werden. Deshalb fahren die Geo-Researcher von Navteq und Teleatlas ununterbrochen das gesamte Netz ab. Allein die Navteq-Researcher legen dabei weltweit 10,5 Millionen Kilometer pro Jahr zurück.

»Heute werden wir das Neubaugebiet Holzgarten in Wehmingen erfassen«, sagt Dempewolf. Wehmingen liegt südlich von Hannover. Zusammen mit seinem Kollegen Frank Martin Lahn, 38, ebenfalls ein ausgebildeter Geograf, besteigt Dempewolf das Spezialfahrzeug zur Datenerfassung. Es ist ein dunkelblauer Opel Zafira mit einer pilzförmigen GPS-Antenne auf dem Dach. Die Antenne muss mindestens vier Satelliten anpeilen, um den Standort exakt berechnen zu können. Das System ist genauer als die üblichen GPS-Empfänger, weil es vom Antennenhersteller zusätzliche Korrektursignale erhält, mit deren Hilfe es die vom amerikanischen Militär aus Sicherheitsgründen eingebauten »Fehler« der GPS-Signale herausrechnet. »Wir können unsere Position damit statt auf den Meter auf den Dezimeter genau bestimmen«, sagt Dempewolf.

Lahn nimmt auf dem Fahrersitz Platz. Der Beifahrersitz ist zu einem Tisch für den Dienst-Laptop umfunktioniert. Dempewolf sitzt auf dem Rücksitz, den Monitor im Blick, ein leistungsstarkes Pen Tablet (einen Spezialrechner mit berührungsempfindlichem Bildschirm) auf den Knien, den digitalen Markierungsstift in der Hand und ein Mikrofon vor dem Mund. Auf dem Monitor des Laptops taucht nach dem Start zuerst eine Grafik auf, die zeigt, dass das GPS-System sechs Satelliten empfangen kann. Noch ist die Grafik grau eingefärbt, das bedeutet: der Empfang ist zu schwach, um exakte Peilungen vorzunehmen.

»Das liegt an unserem Bürohaus«, sagt Dempewolf, »dadurch wird das Signal behindert. Aber wenn wir gleich auf die Straße rausfahren, wird die Grafik rot oder im besten Fall grün werden, dann ist der Empfang ausreichend, und wir können mit der Arbeit beginnen.«

Tatsächlich: Kaum haben wir den Hof verlassen, blinkt der Satelliten-Index rot. Die digitale Straßenkarte baut sich auf, daneben öffnet sich auf dem Monitor ein weiteres Fenster: Hier wird das Bild der Kamera eingespielt, die durch die Windschutzscheibe auf die Straße blickt. Jede Sekunde macht sie eine Aufnahme und speichert sie auf dem Laptop. Das macht die Auswertung der Daten später im Büro leichter. Zusätzlich kann Dempewolf auf dem Pen Tablet, das einer Schultafel von früher ähnelt, handschriftliche Notizen direkt in das System eingeben.

Lahn beschleunigt den Opel, und auf der Computerkarte ist eine Spur von grünen Dreiecken zu sehen, welche die Straße entlangkriechen, die wir im Moment befahren: Das ist unsere Route. Immer wieder passieren wir fluoreszierende grüne Quadrate auf der Karte, das sind die sogenannten Nods, die Anfang und Ende jeden Links kennzeichnen. Als wir zu einem Kreisverkehr kommen, wimmelt es geradezu von Nods; sie überlappen sich gegenseitig. »In engen Kurven wie hier«, sagt Dempewolf, »brauchen wir besonders viele Nods, um die Biegung exakt darstellen zu können«.

Als wir in die Nähe der Autobahnauffahrt kommen, ist Dempewolf hoch konzentriert. Ab hier beginnt er mit der Arbeit. Er spricht die Informationen, die das System benötigt, in das Mikrofon – und zwar auf Englisch. Das ist die Dienstsprache bei Navteq. Die Sprachaufzeichnung wird im Laptop exakt an der Stelle der Karte gespeichert, an der sich das Messauto zum Aufnahmezeitpunkt befunden hat. Auf der digitalen Karte erscheint dann ein Symbol. Wenn Dempewolf später im Büro die Tour auswertet, braucht er nur die gewünschte Stelle auf der Computerkarte anzuklicken, und der Computer spricht ihm vor, was er während der Fahrt aufgezeichnet hat.

Jetzt ist Dempewolfs Stimme im Stakkato zu hören: »On ramp« – auf der Auffahrt, zack! Ein Symbol erscheint auf dem Monitor. »Ramp splits« – Auffahrt teilt sich, zack!, Symbol. »Ramp exit« – Auffahrt zu Ende, wir sind auf der Autobahn. »3 Lanes. 3 of 3« – dreispurig, der Opel ist auf der rechten Spur. Wäre er auf der mittleren Spur, lautete die Ansage »2 of 3«. Die genaue Bestimmung der Spuren ist wichtig, damit das System die Lage der Fahrbahnmitte errechnen kann. Später einmal sollen intelligente Fahrer-Assistenten sogar erkennen, wenn das Auto aufs Bankett gerät, vollautomatisch abbremsen und auf die Fahrbahn zurücksteuern. »Speed unlimited«, sagt Dempewolf jetzt – keine Geschwindigkeitsbegrenzung mehr, zack!, Symbol. Er gibt Ein- und Ausfahrten von Parkplätzen ein und vermerkt auch, ob es dort eine Toilette gibt oder nicht. »Exit ahead« – 1000 Meter vor der nächsten Ausfahrt spricht er diese Information auf die Tonspur. 500 Meter vor der Ausfahrt liest er alle Namen der Orte, die man über diese Ausfahrt erreichen kann, von dem blauen Autobahnschild in das System ein. Lahn hält die Geschwindigkeit konstant bei 120 km/h.

»Auf Autobahnen schaffen wir manchmal 400 Kilometer am Tag«, sagt Dempewolf. »In Innenstädten sind es deutlich weniger. Und wenn dann Feierabend ist«, ergänzt Lahn, »weißt du ziemlich genau, warum du so erschöpft bist. Man darf nämlich keine Sekunde in der Konzentration nachlassen, das ist sehr anstrengend.«

Als wir die Autobahn verlassen und über Land durch niedersächsische Dörfer Richtung Wehmingen fahren, wird klar, was Lahn meint. Die beiden Researcher achten auf Details, die den meisten Autofahrern entgehen. Mit unglaublicher Geschwindigkeit diktieren sie Einzelheiten ins System: Gewichtsbeschränkungen auf Brücken, Zufahrtsverbote auf Feldwegen, begrenzte Durchfahrtshöhen, Hausnummern, Abbiegeverbote. Zusätzlich nehmen sie sogar noch 36 verschiedene sogenannte POIs (Points of Interest) in ihre Datensätze auf: Gaststätten, Hotels, Flughäfen, Bahnhöfe, Automietstationen, Krankenhäuser – alles, was für Besucher interessant sein könnte. Im Büro werden die Re-searcher später noch die Telefonnummern der Restaurants recherchieren; die Datenbank der Navteq soll Reisende möglichst um-fangreich informieren.

In dem Neubaugebiet sind erst wenige Häuser bewohnt, an den anderen wird gebaut, die Straße ist noch nicht asphaltiert. Lahn steuert den Opel um hervorstehende Gullydeckel und Baumaschinen herum. Dempewolf spricht die Hausnummern in sein Mikrofon, sofern sie schon an den Fassaden angebracht sind. Plötzlich endet die Straße, ein Graben für Abwasserleitungen sperrt die Durchfahrt. Aber die Fortsetzung ist jenseits zu sehen. Dempewolf kritzelt den weiteren Verlauf auf dem Pen Tablet ein. Auftrag erledigt. Die beiden Geo-Researcher sind zufrieden. »Heute abend sind die neuen Informationen schon in unserer zentralen Datenbank in Dallas/Texas abrufbar. Theoretisch könnten die Bauherren jetzt schon ihr Häuschen mit dem Navigationssystem wiederfinden.«

In Wirklichkeit dauert es sechs bis zwölf Monate, bis die Anbieter der Navigationssysteme, zum Beispiel Blaupunkt oder Becker, die neuen Daten auf CD gebrannt haben und zur Verfügung stellen können. Navteq liefert zwar viermal im Jahr ein Update der Daten. Aber die meisten Hersteller kaufen nur jede zweite Aktualisierung und brauchen dann noch eine gewisse Zeit, bis sie die neuen Informationen in ihre Software integriert haben.

Das Geschäft mit den Navigationssystemen ist nämlich streng unterteilt in Datensammler und Gerätehersteller. Kaum einer der Hersteller kauft alle Daten. Die einen benutzen nur Schwarz-Weiß-Monitore und verzichten auf alle Farbinformationen, die anderen wollen keine Angaben über Tempolimits. Und alle verwenden eigene Software-Pakete, mit denen sie die schnellste Route berechnen. Hersteller A lotst den Fahrer womöglich eine Autobahnausfahrt weiter, damit er über eine große Bundesstraße sein Ziel zügig erreicht. Hersteller B dagegen glaubt, dass es günstiger sei, die Autobahn schon eine Ausfahrt früher zu verlassen und über kleine Straßen voranzukommen.

Spezialanbieter von Navigationsgeräten für Rettungsfahrzeuge brauchen wiederum ganz andere Daten. Ihre Software berücksichtigt zum Beispiel bei Notfalleinsätzen auch gesperrte Straßen oder Einbahnstraßen in der falschen Richtung. Andererseits muss sie darauf achten, dass der Rettungswagen nicht unter zu niedrigen Brücken oder in zu schmalen Straßen stecken bleibt.

Andere Fachausrüster spezialisieren sich darauf, die Daten so zu berechnen, dass sie für Radfahrer oder Fußgänger nützlich sind. Wieder andere speisen in ihre Systeme sogar Fassadenansichten von Sehenswürdigkeiten oder Hotels ein. Der Benutzer kann sich dann schon im Vorhinein anschauen, zu welchem Ziel er steuert. In ferner Zukunft könnte dann sogar die Ansicht jeder Zieladresse gespeichert sein – doch dafür muss die Speicherkapazität der Geräte sich erst noch vertausendfachen.

Auch das Monitorbild und die Stimmen, die den Weg ansagen, stammen nicht von den Datensammlern, sondern von den Herstellern der Navigationsgeräte. Deshalb sind Anmutung und Effizienz der Navigationssysteme unterschiedlich, obwohl alle dieselben Geo-Daten zugrunde legen. Manche Hersteller rüsten ihre Geräte sogar mit einer Schnittstelle zu den Verkehrsnachrichten der TMC-Sender aus, das sind die Traffic Message Channels. Mithilfe dieser Daten kann das Navigationssystem dynamisch Alternativen zu Staustrecken anbieten.

Zurück im Büro gehen Dempewolf und Lahn ihre Aufzeichnungen am Laptop einzeln durch. Sie klicken die aufgezeichneten Symbole an, hören sich die gesprochenen Notizen an und übersetzen sie in Tastaturkürzel, um den Datensatz an jedem Link, jedem Straßenabschnitt, auf den neuesten Stand zu bringen. Ist diese Arbeit beendet, rufen sie über das firmeneigene geografische Informationssystem GIS die Karten des Zielgebiets auf. Zunächst sind sie grau unterlegt, dann wird die Hintergrundfarbe schwarz – das Zeichen dafür, dass der Rechner jetzt online mit dem zentralen Navteq-Server in Dallas in Verbindung steht, wo das Straßennetz von 49 Ländern gespeichert ist.

Hannover ist deutlich zu erkennen. Wohngebiete leuchten rot, Industriegebiete grau, die Parks, Wiesen und Wälder sind grün, der Maschsee blau, die Friedhöfe pupur-magenta. Das Fußballstadion sticht gelb hervor, wie alle WM-Stadien in Deutschland. Zahlreiche Fähnchen markieren die Points of Interest. Dempewolf steuert mit dem Cursor nach Süden und zoomt dann das Neubaugebiet in Wehmingen größer. Noch ist hier nicht viel zu sehen; die Daten zeigen den Zustand, wie er vor der letzten Aktualisierung bestanden hat. Über die Dockstation überträgt er die Informationen aus dem Laptop ins System. Dempewolf bestätigt den Befehl »Commit«. Und plötzlich ist Wehmingen auf dem Monitor etwas größer geworden. »Erledigt«, sagt Dempewolf zufrieden.

Auf dem Rückweg von Hildesheim zum Flughafen Hannover führt uns das Navigationssystem in unserem Auto zügig durch Hildesheim und über die Autobahn bis vor den Abflugbereich. Dann verabschiedet es sich von uns mit dem klassischen Schlusssatz in der einprogrammierten Modulation der »Frauenstimme 2, deutsch«. Sie hat einen leichten exotischen Akzent, dennoch ist sie deutlich zu verstehen: »Sie haben ihr Ziel erreicht.«