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Einsatzbereiche des autonomen Fahrens

Erstellt am: 31.05.2017 | Stand des Wissens: 31.05.2017
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TU Dresden, Professur für Integrierte Verkehrsplanung und Straßenverkehrstechnik, Prof. Dr.-Ing. Regine Gerike

Im Zusammenhang mit automatisiertem Fahren liegt der Fokus der Diskussionen derzeitig vor allem beim individuellen Straßenverkehr. Hier sind in abgeschlossenen Bereichen oder auf entsprechend definierten Testfeldern bereits fahrerlose Fahrzeuge im Einsatz. Neben der Automatisierung des Individualverkehrs wird der Einsatz automatisierter/autonomer Fahrzeuge im Zusammenhang mit neuen Mobilitätskonzepten, zum Beispiel im Bereich der Flexibilisierung und Individualisierung des öffentlichen Verkehrs (zum Beispiel autonomer Busverkehr der DB [Neu17]), oder des Carsharings [LeFra15] diskutiert.
Auch in anderen Verkehrsträgern, wie dem Luft-, Schienen- und Schiffsverkehr, wurde oder wird die Fahraufgabe immer weiter auf technische Systeme übertragen. Allerdings unterscheiden sich diese Bereiche sowohl in den Anforderungen an die Komplexität in Bezug auf die Vielzahl der Interaktion mit anderen Nutzern als auch den möglichen Freiheitsgraden der Bewegung [Ifmo16, Flä15].
Im Gegensatz zum öffentlichen Straßenverkehr existieren insbesondere in abgeschlossenen Bereichen bereits fahrerlose und autonome Transportsysteme. Beispielsweise kommen fahrerlose Transportsysteme in geschlossenen Gebäuden zum Einsatz:
  • in Produktions- und Montagestufen,
  • im Wareneingang/-ausgang,
  • in der Kommissionierzone und
  • im Lagerbereich [Flä15].
Die Führung dieser Systeme erfolgt konventionell über stromführende Leiter, welche im Boden eingelassen sind. Als Weiterführung werden heute auch Magnetbänder oder optische Leitspuren verwendet. Weitere Systeme funktionieren mittels Bodenmarkierungen oder Lasertechnologien. Neuere Technologien kombinieren diese Laser- beziehungsweise Kamerasysteme mit Umgebungskarten [Ull13].
Ebenso kommen im Außenbereich abgeschlossener Privat- beziehungsweise Firmengelände autonome Fahrzeuge für den Personen- und Güterverkehr zum Einsatz. Typische Einsatzbereiche sind hier Schwertransporte oder werksinterne Shuttle-Verkehre. Außerhalb von Werksbereichen verkehren autonom fahrende Fahrzeuge insbesondere in gefährlichen Umgebungen (Munitionsbereich, Tiefsee, dichtbewachsene Wälder, Hänge, Minen), welche aber auch wenig von Interaktion mit anderen Nutzern geprägt sind [Flä15].
Im Luftverkehr haben Autopiloten schrittweise die Regelungsaufgaben der Piloten übernommen. Heutzutage können mittels eines Autopiloten folgende Aufgaben bereits übernommen werden:
  • Stabilisierung der Flugzeuglage (rollen, nicken, gieren)
  • Stabilisierung eines Flugzeugzustands (Geschwindigkeit, Höhe, Winkel)
  • Einhalten eines vorgegebenen Kartenkurses
  • Erfliegen neuer Flugzustände und Flugbahnen
Trotz zahlreicher Übernahme von Fahraufgaben durch den Autopiloten, ist ein vollautomatisiertes Fliegen bisher eingeschränkt während des Starts, während der Landung und der Rollfeldführung [BAL11].
Auch existieren bereits erste Prototypen autonom fahrender Schiffe, welche in eigens ausgewiesenen Testgebieten, wie dem Trondheimfjord, verkehren. Jedoch werden weiterhin auch hier in komplexeren Situationen oder bei möglichem Wartungsbedarfs sogenannte virtual captains von Land aus die Situationen bewerten [RoRo16, Roß17].
Fahrerloser Schienenverkehr wird bereits heute realisiert. Vor mehr als 30 Jahren wurde in Lille weltweit die erste selbstfahrende Untergrundbahn der Welt in Betrieb genommen. Heute fahren in 15 Städten der Europäischen Union selbstfahrende Untergrundbahnen. Bei Interaktion mit langsameren und schnelleren Bahnen, werden aber auch in Zukunft Lokführer gebraucht, sodass eine Übertragung des Systems auf das reguläre Eisenbahnnetz schwierig ist [ApS16a]. Für selbstfahrende Untergrundbahnen müssen zudem neben der speziellen Ausstattung des Zuges besondere Einrichtungen entlang der Strecke und an Bahnsteigen errichtet werden. Diese dienen dazu das System nach außen abzugrenzen, zum Beispiel mittels Bahnsteiggleis-Überwachungssysteme, Bahngleisabschlusstüren, Eindringüberwachung und Fernbeobachtung (Videobilder) der Bahnsteige und Bahnsteiggleise [Sie12].
Ansprechpartner
TU Dresden, Professur für Integrierte Verkehrsplanung und Straßenverkehrstechnik, Prof. Dr.-Ing. Regine Gerike
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Zuverlässigkeit und Sicherheit des automatisierten Straßenverkehrs (Stand des Wissens: 20.06.2019)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?471810
Literatur
[ApS16a] Allianz pro Schiene e.V. Selbstfahrende Metros in Europa: Eine Milliarde Fahrgäste jedes Jahr, 2016
[BAL11] Rudolf Brockhaus, Wolfgang Alles, Robert Luckner Flugregelung, 2011, ISBN/ISSN 978-3-642-01442-0
[Flä15] Heike Flämig Autonome Fahrzeuge und autonomes Fahren im Bereich des Gütertransportes, veröffentlicht in Autonomes Fahren - Technische, rechtliche und gesellschaftliche Aspekte, 2015, ISBN/ISSN 978-3-662-45853-2
[Ifmo16] Institut für Mobilitätsforschung, Stefan Trommer, Viktoriya Kolarova, Eva Fraedrich, Lars Kröger, Benjamin Kickhöfer, Tobias Kuhnimhof, Barbara Lenz, Peter Phleps Autonomous driving - The impact of vehicle automation on mobility behaviour, 2016
[LeFra15] Barbara Lenz, Eva Fraedrich Neue Mobilitätskonzepte und autonomes Fahren: Potenziale der Veränderung, veröffentlicht in Autonomes Fahren - Technische, rechtliche und gesellschaftliche Aspekte, 2015
[Neu17] Peter Neumann Autonomer Bus Olli - Eine "Frischhaltebox auf vier Rädern" schreibt Verkehrsgeschichte, veröffentlicht in Berliner Zeitung, 2017/03/28
[RoRo16] Rolls-Royce Deutschland Ltd & CO KG Rolls-Royce unveils a vision of the future of remote and autonomous shipping, 2016/04/12
[Roß17] Hendrik Roß Geht der Kapitän von Bord?, veröffentlicht in Deutsche Verkehrs Zeitung, Ausgabe/Auflage 9/2017, 2017
[Sie12] Siemens - Intelligent Traffic Systems (ITS) Fact Sheet: Wie funktioniert eine fahrerlose U-Bahn, 2012
[Ull13] G. Ullrich Effizientes Fulfillment mit Fahrerlosen Transportfahrzeugen, veröffentlicht in für Unternehmen , Ausgabe/Auflage 4/5-2013, 2013

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?471087

Gedruckt am Sonntag, 15. September 2019 20:04:46