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Möglichkeiten des Verkehrsmanagements durch automatisiertes und vernetztes Fahren

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

Durch den Einsatz von automatisierten und vernetzten Fahrzeugen lässt sich die Effizienz eines Verkehrssystems sowohl auf Fernstrecken als auch im innerstädtischen Verkehr signifikant steigern [Rett17]. Die Effizienz wird durch die Kapazität einer Verkehrsanlage bemessen, die sich wiederum aus der Verkehrsdichte pro Zeiteinheit zusammensetzt. Während für den Stadtverkehr eine Kapazitätserhöhung von etwa 40 Prozent erreichbar ist, kann auf Autobahnabschnitten mit einer Steigerung von circa 80 Prozent gerechnet werden [Frie15]. Dabei wird das aktuelle Verkehrsmanagement vor neue Herausforderungen gestellt, die die Integration und dem Zusammenspiel von AVF mit dem bestehenden Verkehr sowie die Neugestaltung bisheriger angewandter Systeme, Methoden und Anlagen mit sich bringt [Frie15].

Ein wichtiger Faktor beim Management des automatisierten Verkehrs stellt die direkte Kommunikation der Fahrzeuge dar. Der Informationsaustausch von Fahrzeugen untereinander (Vehicle-to-Vehicle (V2V)) und der Datentransfer zwischen fest installierter Infrastruktur, wie beispielsweise Lichtsignalanlagen, und den Kraftfahrzeugen (Vehicle-to-Infrastructure) bilden zusammen die Vehicle-to-X-Kommunikation (V2X) [FaKo15]. Bei einer Vernetzung möglichst vieler Fahrzeuge mittels V2X kann eine Schwarmintelligenz erzeugt werden. Diese sichert einen Echtzeit-genauen Datenaustausch zwischen den Fahrzeugen, wodurch ein selbstorganisiertes, dezentrales Verkehrsmanagement entsteht. Die Fahrzeuge informieren sich selbstständig über mögliche Behinderungen auf den Straßen untereinander und erzeugen damit eine Regulierung des Verkehrsflusses. Einer Prognose zufolge werden im Jahr 2030 jedoch erst 40 Prozent der Fahrzeuge mit V2V-Technologie ausgestattet sein [Faer15]. Darüber hinaus ist es denkbar, dass weiterhin Situationen auftreten werden, die durch einfache Kommunikation nicht aufzulösen sind. Handelt es sich um das vollautomatisierte oder fahrerlose Fahren kann der Fahrer nicht kurzfristig eingreifen, weshalb eine übergeordnete Leitstelle intervenieren müsste [Faer15].

Eine reibungslose Zusammenarbeit zwischen den kooperierenden Systemen benötigt außerdem personenbezogene Daten, die mit Hilfe von Smartphone-to-Infrastructure übermittelt werden können. In Kooperation mit öffentlichen Verkehrseinrichtungen und Flottenbetreibern ermöglicht dies eine stabile Routenberechnung und folglich die Entstehung eines abgestimmten Netzwerks [Stro17]. Dafür ist es erforderlich, dass das Fahrzeug mit einem Backend-System wie beispielweise einer Verkehrsmanagementzentrale vernetzt ist. Im Rahmen der Vernetzung können so auch zuvor von der Fahrzeug-Sensorik erfasste, allgemein relevante Informationen wie Wetter oder Straßenschäden über die Verkehrsmanagementzentralen geteilt und verbreitet werden [ACAT15]. Die Vielzahl an dadurch entstehenden Informations- und Datenströmen lässt dem Datenschutz im Zuge dessen ebenfalls eine bedeutsame Rolle zukommen [VDA15d]. Insgesamt ergibt sich somit die Aufgabe, eine sichere und verlässliche Infrastruktur von Informations- und Telekommunikationstechnik sowie Netzwerke für den Datenaustausch und die -verarbeitung zu entwickeln und bereitzustellen [Rett17]. Dies erfordert zunächst die detaillierte Definition und Ausgestaltung von Schnittstellen, nicht zuletzt zwischen Güter- und Personenverkehrsfahrzeugen [Flä15]. Zusätzlich müssen Lösungen und Regelungen für rechtliche, versicherungstechnische und Lizenzfragen entwickelt werden [Frae17].

In Zukunft stehen dem Verkehrsmanagement für die erfolgreiche Implementierung eines Systems für automatisierte und vernetzte Fahrzeuge noch eine Vielzahl an Meilensteinen bevor, die nicht zuletzt auch durch die Planung angrenzender Bereiche wie der Infrastruktur von digitalen und Verkehrsnetzen bedingt sind [FaKo15; Frae17].
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
[ACAT15] Acatech - Konvent für Technikwissenschaften der Union der deutschen Akademien der Wissenschaften e.V. (Hrsg.) Neue autoMobilität
Automatisierter Straßenverkehr der Zukunft (acatech POSITION), Herbert Utz Verlag GmbH, München, 2015/09, ISBN/ISSN 978-3-8316-4492-6
[Faer15] Berthold Färber Kommunikationsprobleme zwischen autonomen Fahrzeugen und menschlichen Fahrern, veröffentlicht in Autonomes Fahren, 2015, ISBN/ISSN 978-3-662-45853-2
[FaKo15] Fagnant, Daniel J., Kockelman, Kara Preparing a nation for autonomous vehicles: Opportunities, barriers and policy recommendations., veröffentlicht in Transportation Research Part A: Policy and Practice, Ausgabe/Auflage 77, 2015
[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
[Frae17] Eva Fraedrich, Lars Kröger, Francisco Bahamonde-Birke, Ina Frenzel, Gernot Liedtke, Stefan Trommer, Barbara Lenz, Dirk Heinrichs Automatisiertes Fahren im Personen- und Güterverkehr
Auswirkungen auf den Modal-Split, das Verkehrssystem und die Siedlungsstrukturen, Stuttgart, 2017
[Frie15] Bernhard Friedrich, Verkehrliche Wirkung autonomer Fahrzeuge, veröffentlicht in Autonomes Fahren, 2015, Online-Referenz doi:10.1007/978-3-662-45854-9_16, ISBN/ISSN 978-3-662-45854-9
[Rett17] Sebastian Rettlinger,, S. Butenweg, , F. Fitzek, The impact of 5G on future driver assistance and autonomous driving systems, veröffentlicht in Fahrerassistenzsysteme 2017, 2017/10, Online-Referenz doi:10.1007/978-3-658-19059-0_20, ISBN/ISSN 978-3-658-19059-0
[Stro17] Oliver Strop Das automatisierte und vernetzte Fahren revolutioniert die intelligenten Verkehrssysteme, veröffentlicht in Deutsche Verkehrswissenschaftliche Gesellschaft aktuell, Ausgabe/Auflage Nr. 36, 2017/04
[VDA15d] Verband der Automobilindustrie e.V. (Hrsg.) Automatisierung - Von Fahrerassistenzsystemen zum automatisierten Fahren, 2015/09/03

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

https://www.forschungsinformationssystem.de/?502895

Gedruckt am Donnerstag, 7. Juli 2022 09:29:25