Bahn – KoSMoS

Die Zukunft der Bahn steht vor vielschichtigen Herausforderungen, insbesondere in Anbetracht der bevorstehenden Umwälzungen durch technologische Entwicklungen und Innovationen im Bereich der intelligenten Verkehrssysteme, dem autonomen Fahren auf der Straße und der Digitalisierung. Auf der Schiene sind in vielen Ländern bereits U-Bahnen und Metros ohne Lokführer unterwegs. Die Herausforderungen auf dem Weg zu einem vollautomatisierten Level-4-Betrieb sind vielseitig. Neben der Entwicklung geeigneter Züge mit Sensoren und Bordtechnik der Automatisierung ist vor allem der Ausbau relevanter Kommunikationsinfrastruktur und Koordination der Züge in Mischverkehren von Bedeutung. Der Bahn kann im Mobilitätsmix eine wichtige Rolle zukommen.

Level 4: Platooning

Smart Mobility Blume

Die Smart Mobility Blume beschreibt wieviel Knowhow ein Unternehmen in einem der fünf Themengebiete der Smart Mobility besitzt. Je mehr eines der farbigen Blütenblätter dunkel eingefärbt ist, desto höher ist die Relevanz im entsprechenden Themengebiet. Analog ist kann dies auf die Anwendungsfälle übertragen werden.

Truck Platooning ist eines der Konzepte, die den Transport auf Autobahnen revolutionieren können. Dabei werden mehrere LKW elektronisch miteinander verbunden. Kommuniziert wird in Echtzeit über die Verkehrsvernetzung ‚ETSI ITS-G5‘ oder Mobilfunk. Durch diese Technologie können LKW ohne Gefahr in einem Abstand von wenigen Metern hintereinander fahren und ihren Luftwiderstand wesentlich verringern. Außerdem ist es den Fahrzeugen möglich, durch automatisierte Systeme vorausschauender auf Verkehrssituationen und topographische Gegebenheiten zu reagieren und so weiter Kraftstoff einzusparen. Durch das Platooning wird eine signifikante Effizienzsteigerung im Gesamtplatoon erreicht, womit die CO2-Emissionen erheblich gesenkt werden. Darüber hinaus wird auch der zur Verfügung stehende Verkehrsraum besser genutzt und der Verkehrsfluss optimiert. Je mehr Fahrzeuge über die Technologie verfügen, desto effektiver trägt das Platooning zur Optimierung des Güterverkehrs bei. Ziel ist es ein herstellerübergreifendes System zu entwickeln, um noch flexiblere Einsatzmöglichkeiten zu gewährleisten. Trotz des hohen Automatisierungsgrads sind die LKW vorerst mit Fahrern besetzt, die das Steuer jederzeit wieder übernehmen können. Das langfristige Ziel besteht jedoch darin das Platooning weitgehend autonom zu gestalten. Es gilt Standards für Systeme und Schnittstellen zu entwickeln. Weiterhin müssen Feldtests helfen europaweite Regelungen zu etablieren. Das Saarland kann dabei als Testraum dienen und mit seiner Forschung die Standardisierung im IKT Sektor voranbringen.

Ticketsharing

Smart Mobility Blume

Im Bereich der Mobilität gibt es zahlreiche Anwendungen, die auf dem Prinzip der Sharing Economy beruhen. Eine davon ist das Ticketsharing für „grüne“ Gruppenreisen. Wenn sich Reisegruppen mit demselben Ziel zusammenfinden, können Tickets für Bus oder Bahn geteilt werden. Durch den niedrigeren Preis wird das ökologischere Verkehrsmittel hierdurch attraktiver im Vergleich zum Individualverkehr.
Ticketsharing hat sich als Zusatzversion des Carpooling beziehungsweise der Mitfahrgelegenheitszentralen bereits etabliert, jedoch könnte ein besseres und größeres Informationsangebot noch mehr Kunden hierfür gewinnen. Derzeit werden solche Angebote vor allem von Schülern, Studenten und anderen Gruppen mit niedrigerem Einkommen genutzt. Um weitere Zielgruppen zu erreichen, sollte das Angebot flexibler, sicherer und umfangreicher werden. Insbesondere der Koordinationsaufwand und die Abrechnung können IT-gestützt vereinfacht werden oder Angebote direkt vom Verkehrsanbieter (Deutsche Bahn, Vlexx, Flixbus) initiiert werden. Auch für Pendlerverkehre in die Städte des Saarlandes ergeben sich interessante Möglichkeiten eine Vorreiterrolle einzunehmen. Derzeit ist Nürnberg die einzige Stadt in Deutschland mit komplett fahrerlosen U-Bahnen. Jetzt ist es auch die erste Stadt mit einer Ticket-Sharing-App, die sowohl gemeinsame Mobilität ermöglicht, als auch die Verwertung von Resttickets. Nach dem Motto „Teilen statt besitzen“ soll die App Vorbildfunktion für weitere deutsche Städte haben.

Grünes Mobilitskonto und Gamification

Smart Mobility Blume

Vernetzung und Kollaboration eröffnen heute neue Möglichkeiten die Verkehrswende zu beschleunigen und das gesellschaftliche Bewusstsein zu schärfen. Spielerische Mittel, soziale Vernetzung und Wissensangebote können digitale Ansprechwege sein, um die Ausgestaltung der individuellen Mobilität positiv zu verändern. Dieser Use-Case nutzt diese sozialen und kollektiven Wirksamkeits-Ansätze um Anreize für Verkehrsmittelwechsel zu schaffen. Ausgangspunkt ist dabei die Annahme, dass das derzeitige Mobilitätsverhalten sich vor allem deshalb nicht ökologisch verbessert, da Menschen an ihren Gewohnheiten hängen und derzeit die falschen Anreize existieren. Es geht darum Ansprechwege zu finden um spezifische Nutzergruppen gesamtheitlich dazu zu bewegen, Ihr Verhalten zu verändern.

Wohn- und Mobilitätsgenossenschaften

Smart Mobility Blume

Bei diesem Anwendungsfall werden die beiden Grundfunktionen Wohnen und Mobilität unter einem genossenschaftlichen Dach miteinander verknüpft. Die bereits vorhandenen und bestens etablierten Strukturen der in vielen Städten agierenden Wohnungsgenossenschaften und die Prinzipien der sharing und social ecomomy werden genutzt und mit dem Quartiersgedanken verknüpft. Ziel ist die Entwicklung und Einführung eines ganzheitlichen, verkehrsträgerübergreifenden und vernetzten, sozialen, wirtschaftlichen und umweltgerechten Mobilitätsangebots für Genossenschaftsmitglieder aller Einkommens- und sozialen Schichten. Mit einem geschickten Mobilitätsmanagement können die Nutzung des (elektrisch angetriebenen) Autos, des Fahrrades, des öffentlichen Verkehrs und der Angebote der kombinierten Mobilität dahin positiv beeinflusst werden, dass für die Bewohner eine bezahlbare Mobilität ermöglicht wird. Auch kann so die Anzahl der Stellplätze für PKW verringert und die Aufenthaltsqualität in den Quartieren erhöht werden. Dies soll dadurch erreicht werden, dass die für Mobilität notwendigen Mittel (z.B. Autos, Fahrräder…) genossenschaftlich organisiert werden und den Mitgliedern zur Nutzung zur Verfügung gestellt werden. Ziel ist der teilweise Verzicht auf eigene Verkehrsmittel und stattdessen die Nutzung der umweltfreundlichen genossenschaftlichen Verkehrsmittel. Innerhalb dieser Genossenschaften soll ein gemeinsamer bedarfs- und umweltgerechter Fuhrpark ebenso aufgebaut werden wie eine Nutzung des ÖPNV-Angebots. Darüber hinaus werden Möglichkeiten entwickelt, die auch Menschen mit Unterstützungsbedarf zur Teilhabe an der Mobilität befähigen.
Im Ergebnis steht eine kostengünstige, effiziente und umweltfreundliche Mobilität, die mit einem hohen Anteil des Umweltverbundes in der Gesamtverteilung des Transportaufkommens (Modal Split) und einer Schonung des öffentlichen Raums verbunden ist.

Ökologisches E-Routing

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Das ökologische E-Routing basiert auf innovativen Navigationsalgorithmen, die Wegketten mit dem geringsten Energieverbrauch und den geringsten Energiekosten angeben. Diese Systeme verbinden auf der Strecke Ökonomie mit Ökologie, sind lernfähig und nutzen Mobilfunkverbindungen für aktuelle Verkehrsinfos. So lassen sich nicht nur schnelle und kurze, sondern auch neuartige ökologische Routen empfehlen, die verbrauchsoptimiertes Autofahren ermöglichen. Insgesamt wird nicht nur das statistische Mittel aus schnellster und kürzester Route berechnet, sondern auch ökologisch und ökonomisch bedeutsame Aspekte berücksichtigt. Hierzu gehören etwa kartenbasierte Parameter wie das Streckenprofil (z.B. die jeweilige Streckenklasse, die zu durchfahrenden Ortschaften und die Anzahl der Kreuzungen) und die fahrzeugspezifischen Eigenschaften wie etwa Batterievolumen, Luftwiderstand des Autos und fahrzeugspezifische Energieverbrauchskurven. Um die bestmögliche Energiebilanz für ökologische Routen auf unterschiedlichen Strecken und Streckenabschnitten zu erzielen, sind alle Straßen im Berechnungsgebiet in einzelne Abschnitte unterteilt. Die Begrenzung der Abschnitte erfolgt durch Knoten wie Wechsel von Straßenklassen oder Kreuzungen, die durch Energie verbrauchende Brems- und Beschleunigungsvorgänge und potenzielle Wartezeiten wie Stoppen und Starten gekennzeichnet sind. Zwar kann dadurch die Strecke länger werden, dafür lässt sich durch eine konstante Fahrweise Energie sparen und der ökologische Fußabdruck verringern.

Level 4: Betreutes Fahren für Menschen mit Einschränkungen

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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.