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Durch das automatisierte und vernetzte Fahren bedingte Nachfrageeffekte im Güterverkehr

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

Die verkehrlichen Wirkungen des automatisierten und vernetzten Fahrens (AVF) ziehen Umweltwirkungen im Güterverkehr nach sich. Die Regulierung des Verkehrsflusses mittels AVF führt zu einer Verringerung von Stop-and-Go-Verkehren. So konnten Wissenschaftler experimentell nachweisen, dass Stauwellen von autonomen Fahrzeugen abgefangen, und sogar komplett neutralisiert werden können [Stern17]. Der Highway-Pilot des Fahrzeugherstellers Mercedes-Benz, als Funktion des vollautomatisierten Fahrens, bietet beispielsweise eine solche Stop-and-Go-Funktion, die in Hauptverkehrszeiten eingesetzt werden kann. Testversuche von Mercedes-Benz und des U.S.-amerikanischen Lkw-Herstellers Freightliner Trucks weisen auf eine Kraftstoffeinsparung von etwa fünf Prozent durch das automatisierte Fahren hin. Dies führt folglich zum reduzierten Ausstoß von CO2-Emissionen [Daim18a].

Aufgrund der Vernetzung mittels Vehicle-to-X-Kommunikation sind die Fahrzeuge frühzeitig über plötzlich auftretende Behinderungen informiert. Die Fahrzeuge sind dementsprechend in der Lage ihre Geschwindigkeit automatisch der Verkehrssituation anzupassen [Stern17; Hobe15]. Die Durchschnittsgeschwindigkeit kann aufgrund der vorausschauenden Fahrweise erhöht werden. Dies führt zu Verringerungen der Transportzeiten. Es kann eine um 8 bis 13 Prozent höhere Geschwindigkeit bei hohem Verkehrsaufkommen erreicht werden [FaKo15]. Die Verkürzung der Transportzeiten als wichtiger Wettbewerbsfaktor der Logistikunternehmen hat ebenfalls Auswirkungen auf den Ausstoß von Emissionen. Im Gegensatz zur Verkürzung der Transportzeiten durch die Regulierung des Verkehrsflusses steht die potenzielle Verlängerung der Fahrzeit durch den Wegfall von Ruhe- und Pausenzeiten des Fahrers. Mit der Automatisierungsstufe 5, dem fahrerlosen Fahren, entfällt der Berufskraftfahrer und infolgedessen Vorgaben zu Stillstandzeiten. Da das System nicht durch äußere Einflüsse und Müdigkeit an Leistungsfähigkeit einbüßt, kann eine 24-stündige Güterversorgung erzeugt werden. Eine solche kontinuierliche Fahrt mit längeren Fahrzeiten kann dazu führen, dass die Transportleistung aufgrund dieser neuen Effizienz und Attraktivität des Straßengüterverkehrs ansteigt. Infolgedessen würden mehr Güterverkehre über die Straße abgewickelt werden, die trotz aller prognostizierten Emissions-Einsparungen durch das automatisierte und vernetzte Fahren relativiert werden würden. Dies würde folglich mehr CO2-Emissionen verursachen.

Mit der Einführung des Platoonings erhoffen sich Fahrzeughersteller, Entwickler und die Wissenschaft eine Verringerung der CO2-Emissionen. Aufgrund der Fahrt im Windschatten des vorausfahrenden Platoons kann Kraftstoff eingespart und CO2 reduziert werden. Die Systemhersteller der momentan im Testbetrieb laufenden Platoons stellen hierbei Kraftstoffersparnisse bis zu 10 Prozent in Aussicht. Wissenschaftliche Untersuchungen gehen größtenteils von einem verringerten Kraftstoffbedarf zwischen 6,5 und 9,4 Prozent aus [LiMJ14; Assa15]. Allerdings betonen neue Studien den Einfluss der Verkehrsdichte und damit der Geschwindigkeit auf die Kraftstoffersparnis. Demnach sind auf der Autobahn bei geringer Verkehrsdichte bis zu 18 Prozent Ersparnis, bei mittlerer Verkehrsdichte aber nur noch 4,5 Prozent Kraftstoffersparnis potenziell möglich [MKS18].
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
[Assa15] Assad Alam, Bart Besselink, Valerio Turri, Jonas MÅrtensson, Karl H. Johansson Heavy-Duty Vehicle Platooning for Sustainable Freight Transportation, veröffentlicht in IEEE CONTROL SYSTEMS MAGAZINE, 2015/11/11
[Daim18a] Daimler AG (Hrsg.) Highway Pilot. Der Autopilot für Lkw, 2018
[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
[Hobe15] Laurens Hobert, Andreas Festag, Ignacio Llatser, Luciano Altomare, Filippo Visintainer, Andras Kovacs Enhancements of V2X Communication in Support of Cooperative Autonomous Driving, veröffentlicht in IEEE Communications Magazine, Ausgabe/Auflage Vol. 53, Iss. 12, 2015/12/17
[LiMJ14] Kuo-Yun Liang, Jonas Martensson, Karl H. Johansson Fuel-Saving Potentials of Platooning Evaluated through Sparse Heavy-Duty Vehicle Position Data, veröffentlicht in 2014 IEEE Intelligent Vehicles Symposium Proceedings, 2014/06, Online-Referenz doi:10.1109/IVS.2014.6856540, ISBN/ISSN 1931-0587
[MKS18] Michael Krail, Jens Hellekes Energie- und Treibhausgaswirkungen des automatisierten und vernetzten Fahrens im Straßenverkehr, 2019/01/08
[Stern17] Raphael E. Stern,, Shumo Cui, , Maria Laura Delle Monache,, Rahul Bhadani,, Matt Bunting,, Miles Churchill,, Nathaniel Hamilton,, R'mani Haulcy,, Hannah Pohlmann,, Fangyu Wu,, Benedetto Piccoli,, Benjamin Seibold,, Jonathan Sprinkle,, Daniel B. Work Dissipation of stop-and-go waves via control of autonomous vehicles: Field experiments, veröffentlicht in Transportation Research Part C: Emerging Technologies, Ausgabe/Auflage Vol. 89, 2017/04, Online-Referenz doi:10.1016/j.trc.2018.02.005
Glossar
Lkw Lastkraftwagen (Lkw) sind Kraftfahrzeuge, die laut Richtlinie 1997/27/EG überwiegend oder sogar ausschließlich für die Beförderung von Gütern und Waren bestimmt sind. Oftmals handelt es sich dabei um Fahrzeuge mit einer zulässigen Gesamtmasse zwischen 3,5 und 12 Tonnen. In Einzelfällen kann die zulässige Gesamtmasse diese Werte jedoch auch unter- beziehungsweise überschreiten, sofern das Kriterium der Güterbeförderung gegeben ist. Lastkraftwagen können auch einen Anhänger ziehen.
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.
Verkehrsaufkommen Das Verkehrsaufkommen beschreibt die Anzahl der zurückgelegten Wege, beförderten Personen oder Güter pro Zeiteinheit. Im Unterschied dazu bezieht sich das spezifische Verkehrsaufkommen auf zurückgelegte Wege und beschreibt die mittlere Anzahl der Ortsveränderungen pro Person und Zeiteinheit.

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

https://www.forschungsinformationssystem.de/?502898

Gedruckt am Montag, 4. Juli 2022 14:25:37