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Anwendungsbereiche des automatisierten und vernetzten Fahrens

Erstellt am: 12.08.2019 | Stand des Wissens: 26.04.2022
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechpartner
Technische Universität Hamburg, Institut für Verkehrsplanung und Logistik, Prof. Dr.-Ing. H. Flämig

Das automatisierte und vernetzte Fahren (AVF) wird voraussichtlich zunächst auf der Autobahn sowie in Parkhäusern praktisch angewendet werden. Vorteile ergeben sich hierbei aus dem strukturierten Verkehrsgeschehen auf Autobahnen sowie den niedrigen Geschwindigkeiten in Parkhäusern, die die Situation für das Fahrzeug erfass- und beherrschbar machen [VDA16a]. Besondere Herausforderungen für das AVF hält hingegen der urbane Raum bereit, der aufgrund seiner unstrukturierten und unvorhersehbaren Komplexität nur schwer zu erfassen ist. Durch die zunehmende Urbanisierung wächst dieser komplexe Raum weiter an. Dieser Trend könnte dazu beitragen, insbesondere innerstädtische Verkehrssysteme bald an ihre Kapazitätsgrenze zu bringen. Hiervon ist sowohl der Personenverkehr, der immer mehr Menschen im urbanen Raum transportieren muss, als auch der Güterverkehr, der durch die steigende Nachfrage an Waren sowie den expandierenden Onlinehandel einen wachsenden Transportbedarf aufweist, betroffen [VDA16a].

Automatisierung und Vernetzung im Straßenverkehr gelten als Chance, diesen Herausforderungen im urbanen Raum zu begegnen. Zusätzlich sollen die Effizienz, die Sicherheit und die Umweltverträglichkeit der urbanen Verkehrssysteme erhöht werden [VDA16a]. Hierbei kommt neben Fahrerassistenzsystemen insbesondere den vernetzten Systemen eine große Bedeutung zu. Sie sorgen dafür, dass Fahrzeuge nicht nur in sich intelligent agieren und den Fahrer unterstützen, sondern auch von der Kommunikation mit anderen Verkehrsteilnehmern und der Infrastruktur profitieren. Die zunehmende Vernetzung von Fahrzeugen untereinander und mit der Umgebung bewirkt, dass Fahrzeuge beispielsweise mit Lichtsignalanlagen kommunizieren und Grünphasen besser nutzen können. Darüber hinaus können intelligente Verkehrsmanagementsysteme die Daten der Fahrzeuge in Echtzeit auswerten und bei Staus alternative Routen vorschlagen oder zu freien Parkplätzen leiten [VDA16a].

Jedoch werden durch die Einführung des AVF weitreichende Veränderungen des Verkehrssektors erwartet, die über die genannten Optimierungen hinausgehen. So könnte ein neues Verkehrssystem entstehen, das nicht nur neue Möglichkeiten der Verkehrssteuerung mit sich bringt, sondern auch ganz neue Beförderungsangebote entstehen lässt. Eine Voraussetzung dafür stellt eine intelligente Infrastruktur dar. Die Beförderungsangebote beeinflussen wiederum die Wahl und Nutzung von Mobilitätsangeboten und Verkehrsmitteln. Insbesondere bezüglich des Personenverkehrs sind verschiedenste Szenarien denkbar [Cyga15; LeFra15]. Wie genau das AVF zur Anwendung kommt und sich auf die Verkehrssysteme auswirkt, ist dieser Wissenslandkarte zu entnehmen. Auch im Güterverkehr werden durch intelligente Softwaresysteme komplett neue Transportangebote möglich. Beispielsweise könnten sich verschiedene Nutzer ein Fahrzeug teilen, indem sie gezielt ein gewisses Transportvolumen buchen. Mittels intelligenter Vernetzung kann eine flexible Routenwahl oder die Nutzung eines Transportangebots als Shuttle auf definierten Relationen ermöglicht werden.
Im urbanen Raum kann der Güterverkehr einer vermehrt eingeforderten individuellen Zustellung gerecht werden, indem die Waren über kooperative Versorgungsnetze mit City-Hubs und mobilen Warendepots in kleinere, fahrerlose Fahrzeuge umgeladen werden.

Auf Autobahnen führt das Konzept des Platoonings zu einer Steigerung der Attraktivität des Straßengüterverkehrs. Die Fahrzeuge schließen sich in einem Konvoi digital zusammen und verringern den Sicherheitsabstand zwischen einander. Dies führt zu Kraftstoffeinsparungen und einem reduzierten Platzbedarf [MKS18]. Ein vernetztes Verkehrssystem würde darüber hinaus neue verkehrspolitische Gestaltungsmöglichkeiten, die sowohl den Personen- als auch den Güterverkehr betreffen, eröffnen. Beispielsweise könnten auf Basis einer digitalen Infrastruktur adaptive Umweltzonen und flexibel gestaltete Mautsysteme, die zwischen Verkehrsdichte, Tageszeit, CO2-Emissionen und Luftqualität differenzieren, als Software für klimaverträglichen Verkehr genutzt werden [AgVe17].
Ansprechpartner
Technische Universität Hamburg, Institut für Verkehrsplanung und Logistik, Prof. Dr.-Ing. H. Flämig
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Verkehrs- und Umweltwirkungen des automatisierten und vernetzten Fahrens im Straßenverkehr (Stand des Wissens: 15.08.2019)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?503150
Literatur
[AgVe17] Christian Hochfeld, Alexander Jung, Anne Klein-Hitpaß, Urs Maier, Kerstin Meyer, Fritz Vorholz Mit der Verkehrswende die Mobilität von morgen sichern: 12 Thesen zur Verkehrswende, 2017/03
[Cyga15] Rita Cyganski Autonome Fahrzeuge und autonomes Fahren aus Sicht der Nachfragemodellierung, veröffentlicht in Autonomes Fahren, 2015
[LeFra15] Barbara Lenz, Eva Fraedrich Neue Mobilitätskonzepte und autonomes Fahren: Potenziale der Veränderung, veröffentlicht in Autonomes Fahren - Technische, rechtliche und gesellschaftliche Aspekte, 2015
[MKS18] Michael Krail, Jens Hellekes Energie- und Treibhausgaswirkungen des automatisierten und vernetzten Fahrens im Straßenverkehr, 2019/01/08
[VDA16a] Verband der Automobilindustrie e.V. (Hrsg.) Automatisiertes Fahren, 2016
Glossar
Platooning
Der Begriff Platooning beschreibt die Organisationform von mehreren fahrerlosen Fahrzeugen als Konvoi. Dabei befindet sich lediglich im führenden Vehikel ein Fahrer. Die Fahrzeuge sind mittels digitaler Datenverbindung miteinander verknüpft. Mit Hilfe verschiedenster Softwaresysteme wird versucht, das Betreten und Verlassen dieser Konvois so flexibel wie möglich zu gestalten.
CO
= Kohlenstoffmonoxid. CO ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff und gehört damit neben Kohlenstoffdioxid zur Gruppe der Kohlenstoffoxide. Es ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas. Kohlenstoffmonoxid beeinträchtigt die Sauerstoffaufnahme von Menschen und Tieren. Schon kleine Mengen dieses Atemgiftes haben Auswirkungen auf das Zentralnervensystem.
Es entsteht bei der unvollständigen Oxidation von kohlenstoffhaltigen Substanzen. Dies erfolgt zum Beispiel beim Verbrennen dieser Stoffe, wenn nicht genügend Sauerstoff zur Verfügung steht oder die Verbrennung bei hohen Temperaturen stattfindet. Kohlenstoffmonoxid selbst ist brennbar und verbrennt mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid. Hauptquelle für die CO-Belastung der Luft ist der Kfz-Verkehr.
City Der in der Stadtforschung und im allgemeinen Sprachgebrauch für die Kennzeichnung des Stadtzentrums meist größerer Städte verwendete Begriff City ist nicht eindeutig, da er im Englischen eine völlig andere Bedeutung hat. Im englischen Sprachgebrauch kann der Begriff City für drei verschiedene Varianten stehen:
  1. allgemein für eine Großstadt,
  2. für eine historische Stadt mit Bischofssitz und Kathedrale,
  3. für eine Stadt mit königlicher Urkunde und zeremoniellen Privilegien.
Der deutsch Begriff der City leitet sich aus der frühen Konzentration von Bürofunktionen in der historischen City of London ab, da sich dort bereits im 18. Jahrhundert mit dem aufkommenden und rasch entfaltenden Banken- und Versicherungswesen der neue Typ des Bürohauses herausbildete, der den Prozess der Citybildung enorm beschleunigte. In erster Linie ist City ein Funktionsbegriff. Die City ist der zentralst gelegene Teilraum einer größeren Stadt mit einer räumlichen Konzentration hochrangiger zentraler Funktionen des tertiären und quartären Sektors.
Hub Der Begriff Hub kommt vom englischen Begriff "Hub and Spoke", was im Deutschen "Nabe und Speiche" entspricht. Der Hub dient als Sammel- und Knotenpunkt für Hauptverkehrswegen für den Umschlag und die Zusammenfassung von Warenströmen in alle Richtungen, d.h. zur Warenübergabe an regionale Verteiler. Im Postwesen handelt es sich bei Hubs häufig um Paketzentren. Die Transportmittel zur weiteren Beförderung der Sendungen variieren (Schiffe, Flugzeuge, Lkw).
Urbanisierung Ausbreitung städtischer Lebens- und Verhaltensweisen, Wachstum der Städte durch Land-Stadt gerichtete Wanderungsbewegungen (Landflucht)
Szenarien Ein Szenario ist ein Bild der Zukunft, das sich aus einer bestimmten Kombination von relevanten Einflussfaktoren und Rahmenbedingungen entwickelt. Das grundsätzliche Anliegen von Szenarien besteht darin, verschiedene Handlungsoptionen zu verdeutlichen und ihre Folgewirkungen transparent zu machen.

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

https://www.forschungsinformationssystem.de/?502782

Gedruckt am Dienstag, 27. September 2022 23:22:22