Level 4: Parallell Platooning

Automatisierung, Bus, PKW

Im Anwendungsfall Parallel Platooning fahren Fahrzeuge nicht automatisch hintereinander, sondern nebeneinander her. Kommuniziert wird über IEEE 802.11p oder Mobilfunk. Ein gutes Anwendungsbeispiel bietet die Landwirtschaft. Als Beispiel aus dem Haushalt kennt man ja bereits den Rasenmähroboter, der an einer Führung fährt. Während der Erntezeit sind große Landmaschinen unabdingbare Helfer. Meist werden sie von Landwirten aufgrund der hohen Investition nur für wenige Tage gemietet. Dabei sind die Betriebsstunden teuer. Um bei der Ernte oder beim Dreschen Geld zu sparen bietet es sich an die Fahrzeuge automatisch und parallel arbeiten zu lassen. Insbesondere das Wenden und das sogenannte „Overloading“ erfordern dabei Koordination und Kommunikation.

Level 4: Automatisierte Last Mile Logistik

Automatisierung, Fahrrad, PKW

Auch der Transport von Gütern in Städten bieten hohe Potentiale für den Einsatz automatisierter Fahrzeugtechnologie. So könnten automatisierte und elektrifizierte Kleintransporter mit dynamischer Tourenplanung das Konzept der City-Logistik zu neuem Leben erwecken. Güter würden hierbei zentral umgeschlagen und optimal in Fahrzeuge kommissioniert werden, die dann die Verteilung in den Innenstädten übernehmen, vergleichbar mit fahrerlosen Transportsystemen, die bereits in Krankenhäusern und Warenlagern zum Einsatz kommen. Die Technologie hierfür steht im Prinzip bereit, muss aber für den städtischen Einsatz (Fußgänger, Radfahrer, Autos) zum LSAE Level 4 hin entwickelt werden. Die Herausforderungen sind demnach organisatorischer und rechtlicher Art. Es braucht entsprechende Fahrzeuge und IT, sowie den Willen kommunaler Verwaltungen.

Level 4: Betreutes Fahren für Menschen mit Einschränkungen

Automatisierung, Bahn

Hierbei handelt es sich um eine Erweiterung des Anwendungsfalls des Robotaxis.
Automatisiertes Fahren kann für Menschen mit körperlichen oder geistigen Einschränkungen einen Gewinn an Freiheit bedeuten. Daher könnten Robotaxis über Zusatzausstattung verfügen, welche die Taxis barrierefrei macht. Beispiele hierfür sind Sprachassistenten und bauliche Anpassungen für eine vereinfachte Bedienung für Menschen mit Mobilitätseinschränkungen.

Level 4: Robotaxi

Automatisierung, Bus

Der Robotaxi-Anwendungsfall beschreibt die Verbindung autonomer Shuttlefahrzeuge und On-Demand Mobility. Die beiden deutschen Unternehmen Daimler und Bosch wollen solche selbstfahrende Taxis noch in diesem Jahr in Testfeldern auf die Straßen bringen. Das System funktioniert wie Uber durch spontane oder geplante Buchung per App als Einzelperson oder Gruppe mit demselben Ziel. Die Abrechnung erfolgt wie bei einem konventionellen Taxi, nur zu einem günstigeren Preis. Insbesondere in Asien und in den Vereinigten Staaten testen mehrere Unternehmen bereits Robotaxi-Dienste. In den meisten Tests gibt es menschliche Chauffeure oder „Sicherheitstreiber“ in diesen Testwagen, die im Notfall die Kontrolle übernehmen können.
Aufgrund der hohen Komplexität in der Stadt wäre für einen vollautonomen Betrieb SAE Level 5 erforderlich, weswegen ein vollautomatisierter Einsatz SAE Level 4 zunächst in begrenzten Räumen möglich sein wird. Zur Umsetzung eines solchen Szenarios bedarf es Fahrzeugen, Kommunikationsinfrastruktur und neuen Vernetzungslösungen. Fahrzeugseitig stehen für die Vollautomatisierung folgende Themenfelder im Vordergrund:

  • Odometrie und Umgebungsmodelle
  • Fail-free Soft- und Hardware
  • Fehlertolerante Systeme
  • Steueralgorithmen und Prädiktion
  • Sensorik und Lokalisierung

Level 3/4: Automatisierter Zug

Automatisierung, PKW

Das autonome Fahren ist in der gesamten Verkehrsbranche das Zukunftsthema schlechthin. Am selbstfahrenden Auto arbeiten etliche Erstausrüster/Original Equipment Manufacturer (OEMs). Auf der Schiene sind in vielen Ländern bereits U-Bahnen und Metros ohne Lokführer unterwegs. Als Verbindung zwischen Flughafenterminals sind fahrerlose Bahnen vielerorts längst eine Selbstverständlichkeit. Aufgrund der nicht veränderlichen Streckenführung und dem planbaren Fahrprofil bieten sich Züge für eine Automatisierung an. Schon heute fahren viele Züge, insbesondere U-Bahnen, oft teil-automatisiert (Stufe 3 laut EU 2009) oder assistiert (Stufe 2). In Nürnberg wird deutschlandweit die erste vollautomatisierte U-Bahn (Stufe 4) betrieben. Im Fern- und Regionalverkehr steuert dagegen noch immer ein Lokführer den Zug – er beschleunigt, bremst, muss Signale beachten und bei unvorhergesehenen Situationen reagieren. Dabei haben komplett automatisierte Züge mehrere Vorteile: Sie können schneller hintereinander fahren, weil Bremsweg, Geschwindigkeit und der kleinstmögliche Abstand ständig berechnet werden. Die Technologie spart Strom, außerdem kann bei hohem Passagieraufkommen zügig eine weitere Bahn eingesetzt werden – ohne dass ein Lokführer bereitstehen muss. Eine gewerkschaftliche Auseinandersetzung ist also zu erwarten.
Die Herausforderungen auf dem Weg zu einem vollautomatisierten Level 4 Betrieb sind neben der Entwicklung geeigneter Züge mit Sensoren und Bordtechnik der Automatisierung, vor allem der Ausbau relevanter Kommunikationsinfrastruktur und die Koordination der Züge in Mischverkehren. Wie beim autonomen Fahren wird der fahrerlose Zug deshalb zunächst in begrenzten Streckenabschnitten genutzt werden können. Auch rechtliche Grundlagen sind noch zu erarbeiten.

 

Level 3/4: Automatisierter Bus

Automatisierung, Bus

Ebenso wie Züge, eignen sich Linienbusse aufgrund routengeführter Fahrprofile und hoher Sichtbarkeit für eine Automatisierung. Viele Verkehrsbetreibe haben zudem das Problem von Personalmangel. Auf der anderen Seite, muss die Technik besonders sicher und zuverlässig arbeiten. Die Deutsche Bahn hat das Ziel durch diese Technologie On-Demand Mobilität und ÖPNV zum Verkehrssystem der Zukunft zu verbinden.
Automatisierte Busse werden derzeit in vielen Einsatzbereichen (Pendelverkehr, Werksverkehr, Innenstadt) getestet. Eingesetzt werden zumeist langsam fahrende Kleinbusse. Allein in Europa gibt es bereits zehn öffentliche Autonome-Bus-Projekte, davon vier in Deutschland. Jedoch ist keine der Strecken länger als 1,5 Kilometer und die Fahrtgeschwindigkeit nie höher als 15 km/h. Noch können die Busse zwar zuverlässig stoppen, wenn sie ein Hindernis sehen. Sie könnten das Hindernis aber nicht bewerten – also klassifizieren, was wichtig ist und was nicht. Genau das müssten sie aber, um selbstständig Hindernisse zu umfahren. Deshalb müssen die Testgebiete sukzessiv mit der voranschreitenden Technologie erweitert werden. Geschwindigkeit, Fahrzeuggröße und Sicherheit müssen verbessert werden. Derzeit fährt auch noch immer eine überwachende Person mit. Hier gilt es noch am rechtlichen Rahmen zu arbeiten.
Forschungsbereiche der Feldtests sind derzeit die Nutzerakzeptanz und die technische Zuverlässigkeit. Die Herausforderungen unterscheiden sich ansonsten wenig von denen des automatisierten Fahrens an sich. Am Bus-Shuttle Markt konkurrieren derzeit dennoch bereits rund zehn Hersteller.