Vollautomatisierte Mobilität - ein Weg dorthin

Die Theorie
Wenn heute von (voll-)automatisiertem Fahren gesprochen wird, entsteht in den Köpfen der meisten Menschen das Bild eines Autos ohne Lenkrad. Dort, wo der Fahrer sitzt, wird künftig Zeitung gelesen. Autos fahren mit einem Abstand von wenigen Metern. Gedanken zum Fahrplan, zum Parkplatz oder zur Verfügbarkeit eines Transportmittels gehören der Vergangenheit an. Der vollautomatisierte Verkehr behebt alle unsere Kapazitätsprobleme, die Sicherheit steigt und jeder ist zu jeder Zeit mobil.

Umsetzung in der Praxis
In der Praxis werden einige der genannten Aspekte eintreten – andere nicht. Das Fahren mit sehr geringem Abstand wird vermutlich auch in Zukunft weniger Beifall bei den Fahrzeuginsassen finden.

Womit bereits ein Grundproblem des automatisierten Fahrens beschrieben wäre: Nicht alles, was technisch möglich und sinnvoll erscheint, wird vom Nutzer akzeptiert. Der Erfolg des automatisierten Fahrens ist, sowohl technisch wie auch gesellschaftlich, von der Akzeptanz des Nutzers abhängig.

Heutige Rahmenbedingungen
Für die Definitionen des Automatisierungsgrades von Fahrzeugen werden in Fachkreisen nach der aktuell gebräuchlichsten Nomenklatur J3016 der SAE International in fünf Level unterschieden:

Automation nach SAE International, J3016_201609

0. Keine Automation: Der Fahrer kann durch Warnungen oder Interventionssysteme, die nur temporär eingreifen, unterstützt werden.

1. Fahrerassistenz: Ein Assistenzsystem übernimmt Aktionen in Längsrichtung (Beschleunigen und Bremsen) oder Querrichtung (Lenkung).

2. Teilautomatisiert: Assistenzsysteme übernehmen Aktionen in Längs- und Querrichtung. Der Fahrer kontrolliert ununterbrochen und kann jederzeit eingreifen. Der Fahrer wird vom System überwacht. Greift er nicht ein, deaktivieren sich die Assistenzsysteme bzw. gehen in einen abgesicherten Modus (in der Regel «Stand»).

3. Bedingt Vollautomatisiert: Bestimmte Betriebsarten be-nötigen den Fahrer nur noch in einer Beobachterrolle. Der Fahrer greift nur auf Anforderung durch das System ein. Der automatische Modus wird auch beibehalten, wenn der Fahrer nicht eingreift.

4. Hochautomatisiert: Der Fahrer hat in allen Betriebsarten nur noch eine Beobachterrolle. Ein Eingriff durch ihn ist jedoch weiterhin jederzeit möglich.

5. Vollautomatisiert: Analog Level 5. Eingriff durch den Fahrer ist nicht mehr möglich.

Für den öffentlichen Verkehr gliedert der Internationale Ver-band für öffentliches Verkehrswesen (UITP - Union Internationale des Transports Publics) den Automatisierungsgrad in vier Level:

Automation öffentlicher Verkehr nach UITP

0. Manuelle Fahrt

1. Manuelle Fahrt mit Zugbeeinflussung: Der Fahrer regelt die Fahrt und ist für Start, Stopp sowie Türsteuerungen zuständig. Einige Parameter, wie z.B. die Reaktion auf Signale, können von aussen beeinflusst werden.

2. Halbautomatischer Zugbetrieb mit Fahrer: Die Fahrt wird vollautomatisch durchgeführt. Der Fahrer löst den Start aus und ist für die Türsteuerung zuständig. Im Bedarfsfall kann er die Fahrsteuerung sofort übernehmen.

3. Begleiteter fahrerloser Zugbetrieb: Nur noch ein Zugbegleiter. Dieser ist für die Türsteuerung zuständig und kann über ein Notfall-Bedienfeld den Zug bewegen.

4. Vollautomatischer fahrerloser Zugbetrieb: Es befindet sich kein Zugpersonal im Zug. Alle Operationen sind automatisiert. Eine Leitstelle kann in den Zugbetrieb eingreifen.

Zu diesen Definitionen kommen weitere relevante Faktoren. Dazu gehören die Verkehrsinfrastruktur, Normen, Rechte, gesellschaftliche Ängste und etablierte Gewohnheiten sowie Daten (Datenschutz und Datensicherheit).

Insbesondere die rechtlichen Aspekte lassen heute einen vollautomatisierten Betrieb nur mit Sonderbewilligungen zu. Das Wiener Abkommen zur Standardisierung der Verkehrsregeln von 1968 bedingt auch in seiner modifizierten Fassung von 2014, dass der Fahrer weiterhin Assistenzsysteme über-steuern können muss. Lenkrad und Pedale bleiben damit erhalten.

Viele offene Fragen
Viele Fragen sind noch offen, wie folgende Beispiele zeigen:

  • Ein Spiegel gibt ein Abbild der Umgebung immer in Echtzeit, also ohne Verzögerung, wieder. Eine Kamera nicht zwingend. Wie wird unter diesem Aspekt die Sicherheit gewährleistet – so, dass beim Einsatz einer Kamera keine Verzögerung eintritt bzw. das System die Verzögerung bemerkt?
  • Wie funktioniert ein vollautomatisches System, welches definierten Regeln folgen muss, in einem nicht deterministischen Umfeld? Einem Umfeld, das sich teilweise nicht an diese Regeln hält?
  • Wie werden ältere Systeme eingebunden?
  • Werden vollautomatische Lösungen den öffentlichen Verkehr, so wie wir ihn kennen, ablösen? Oder kann sich der öffentliche Verkehr weiterentwickeln?
  • Welche Potenziale bietet die freie Zeit, die wir durch vollautomatische Fahrzeuge gewinnen?
     

Der Ansatz von Emch+Berger
Bei dieser Vielzahl an Herausforderungen liegt der Gedanke nahe, dass die vollautomatisierte Welt in weiter Ferne liegt. Wir bei Emch+Berger gehen davon aus, dass die technische Entwicklung für eine Vollautomatisierung aufseiten der Fahr-zeuge sehr weit fortgeschritten ist. Die Vollautomatisierung ist eine Frage der Zeit.

Bei Emch+Berger haben wir uns gefragt: Muss es - auf direktem Weg - vollautomatisiert im Sinne der Definitionen nach UITP oder SAE International sein? Muss ein Fahrzeug zu jedem Zeitpunkt seiner Nutzung der jeweiligen Definition entsprechen? Oder ist auch eine situative Anwendung, beispielsweise von Level 2 und Level 5, für ein Fahrzeug denkbar? Klar ist, dass die Automatisierung im heutigen Verkehr sinnvoll ist und grosses Potenzial mitbringt. Einerseits hinsichtlich Sicherheit und Kapazitätsoptimierung, andererseits – vor allem im öffentlichen Verkehr – hinsichtlich finanzieller Einsparungen und der Erschliessung von Gebieten und Fahrzeiten mit geringer und/oder schwankender Nachfrage.

Mit einer differenzierten Betrachtung unter dem Aspekt Automatisierung, z.B. auch von Teilstücken einer Wegstrecke, können schon heute Rahmenbedingungen eingehalten, Po-tenziale erschlossen und das Thema in der Gesellschaft etabliert werden.

Automatisierung im öffentlichen Verkehr
Im öffentlichen Verkehr existieren zahlreiche Beispiele für den vollautomatisierten Betrieb: Zürich Flughafen mit der Skymetro zum Terminal E, der Vancouver SkyTrain oder die Metro Lille. Diese Systeme funktionieren und sind gleich-zeitig vom Nutzer akzeptiert. Insbesondere Bahn und Tram bieten mit ihren vorgegebenen Trassen und der teilweise vollständigen Abgrenzung zu anderen Verkehrsteilnehmern – gute Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche Automatisierung. Systeme wie das European Train Control System (ETCS) bieten die entsprechenden Rahmenbedingungen. Die existierenden Systeme zeigen, dass die Vorbehalte seitens der Nutzer durch eine optimale Umsetzung ausgeräumt werden können. Hinzu kommt, dass ein wesentlicher Kostenfaktor im Betrieb der Fahrzeuge des öffentlichen Verkehrs – und insbesondere im Busverkehr – die Personal-kosten sind. Auch arbeitsrechtliche Vorgaben wie beispielsweise Pausen- und Ruhezeiten spielen eine Rolle. Ein voll-automatisiertes Fahrzeug kennt solche Restriktionen nicht.

Weitere Potenziale erschliessen sich in den Depots der öffentlichen Verkehrsträger. Es bietet sich beispielsweise das automatisierte Parken der Fahrzeuge und die damit verbundene effizientere Raumnutzung an. Oder die Automatisierung der letzten Meter zum Depot.

Die Betreiber des öffentlichen Verkehrs müssen sich heute und in Zukunft vielen Herausforderungen stellen und sich mit der Frage auseinandersetzen, wie sich der öffentliche Verkehr weiterentwickeln wird. Die Automatisierung gehört mit Sicherheit zu den wichtigsten Themen. Beispiele dafür, wohin die Entwicklung geht, sind das Taxiunternehmen Uber, Tesla‘s Shadow Mode oder auch die Daimler-Bosch-Kooperation zur Einführung automatisierter Fahrzeuge.

Emch+Berger engagiert sich aktiv in allen Facetten der vollautomatisierten Mobilität und geht dabei auch auf die zwischenmenschlichen Aspekte dieses Technologiewandels ein. Mit unseren Experten und unserer langjährigen Erfahrung im öffentlichen Verkehr und in der Automobilentwicklung untersuchen wir die jeweiligen Rahmenbedingungen, bewerten die Potenziale und entwickeln funktionierende und praktikable Lösungen.

Zurück zur Übersicht
Autor/en
Stefan Brendel