Vernetzte Fahrzeuge und Autonomes Fahren

IT-Lösungen für Fahrzeuge helfen dabei, das Fahrerlebnis zu vereinfachen - sei es im Fahrzeug selbst, im Verkehr oder innerhalb und außerhalb von Städten. Sachsen-Anhalt entwickelt Lösungen in den Bereichen Vernetzte Fahrzeuge und Autonomes Fahren.

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Vernetzte Fahrzeuge

Connectivity ist ein zentrales Schlagwort der New Mobility. Moderne Fahrzeuge sind in der Regel mit einem Internetzugang ausgestattet, oder verfügen über WLAN. Das ermöglicht die Kommunikation innerhalb des Fahrzeugs zwischen den einzelnen Fahrzeugsystemen, sowie die Kommunikation des Fahrzeuges mit externen Systemen. Der Datenaustausch ermöglicht beispielsweise, dass das System den Fahrer darauf hinweist, wenn er die vorgeschriebene Geschwindigkeit überschreitet. Oder vor gerade erst entstandenen Staus oder Unfällen warnt, so dass diese so umfahren werden können.


Autonomes Fahren

Autonomes Fahren

Ein gutes Buch hinter dem Steuer lesen, während sich das Auto selbständig durch den Verkehr bewegt? In dieser Form ist das "autonome Fahrzeug für jedermann" sicherlich noch Utopie. Doch viele automatisierte Funktionen sind bereits jetzt schon in Fahrzeugen auf unseren Straßen Realität - vom Einparksystemen, über die automatische Notruf-Funktion oder Spurassistenten bis hin zum klassischen ABS.

Personen- und Warentransport

Personen- und Warentransport

Künstliche Intelligenz lenkt Personen- und Warentransport

Großraum Magdeburg ist Modellregion für innovative Mobilitätskonzepte

Rund 80 Prozent der Bevölkerung Sachsen-Anhalts leben im ländlichen Raum. Das verlangt ein hohes Maß an Mobilität. Wie ist das mit den Bemühungen zur Reduzierung des Verkehrsaufkommens und der Schadstoffemissionen in Einklang zu bringen? Wissenschaftler der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg entwickeln intelligente Mobilitätskonzepte.

Das mittelalterliche Fachwerkstädtchen Stolberg im Harz trägt seit 1993 den Titel „historische Europastadt“ und ist zudem Luftkurort. Tourismus und Gesundheit sind hier in Einklang zu bringen. Auf den engen Straßen zwischen über 380 restaurierten Fachwerkhäusern allerdings ist das Verkehrs- und CO2-Aufkommen hoch. Darum ist die Stadt Partner in einem mehrjährigen Forschungsprojekt: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der Otto-von-Guericke-Universität OVGU Magdeburg entwickeln Konzepte für eine intelligente Mobilität. „In Stolberg testen wir den Einsatz eines automatisierten Shuttlebusses mit Elektromotor. Er soll die Gäste von den Parkplätzen am Rande der Stadt in den historischen Stadtkern befördern“, sagt Projektkoordinator Hartmut Zadek, Logistik-Professor an der Fakultät für Maschinenbau an der OVGU. Er legt Wert auf die Bezeichnung „automatisierter Shuttlebus“. In diesem Entwicklungsstadium auf dem Weg zum autonomen Shuttle sei auf einer vorprogrammierten Strecke abschnittsweises Fahren ohne Eingriff möglich; ein Fahrer aber sei zwingend erforderlich, während die mit künstlicher Intelligenz ausgestattete Software lernt – ähnlich wie das menschliche Gehirn. Anhand realer Fahrerlebnisse würden auch die Entwickler lernen, was derzeit geht oder (noch) nicht geht, sagt Zadek mit Zukunftsblick auf autonom fahrende Shuttlebusse. Er verweist auf die technischen Möglichkeiten wie auch auf die Akzeptanz der Nutzer, nicht zuletzt auf die noch ausstehenden rechtlichen Regelungen. Ingenieure, Informatiker, Umweltpsychologen, Sozialwissenschaftler, Logistiker und Netzexperten bringen hier ihre Kompetenzen ein. Mitte des kommenden Jahres 2021 soll ein automatisierter Shuttlebus durch Stolberg fahren.

Echtzeit-Kommunikation im Straßenverkehr

Entwickelt wird der Kleinbus von der e.GO MOOVE GmbH, einem Hersteller von Elektro-Nutzfahrzeugen in Nordrhein-Westfahlen. Die besondere Herausforderung beim automatisierten Fahren sei die Echtzeit-Kommunikation zwischen den Verkehrsteilnehmern wie auch zwischen den Fahrzeugen und der gesamten Verkehrsinfrastruktur, so Wissenschaftler Zadek. Im technologischen Zusammenspiel von Sensoren werden Verkehrsinformationen etwa zu Staus und Hindernissen erfasst und an die Fahrzeuge weitergeleitet. „Neben Verkehrsknotenpunkten wie Kreuzungen oder Kreisverkehre sind vor allem auch Lichtsignalanlagen mit Sensoren bzw. Sendern auszustatten, um den automatisierten Fahrzeugen die Informationen aus dem laufenden Straßenverkehr zu geben“, verweist der Professor auf bevorstehende Kommunikationstests entlang einer Ampel-gesteuerten Strecke in Halle (Saale)  in Zusammenarbeit mit dem Magdeburger Institut für Automation und Kommunikation (ifak).

Im Harzstädtchen Stolberg gibt es keine Ampeln. Darum wird im Anschluss ein Shuttlebus auch in der Landeshauptstadt Magdeburg auf eine entsprechende Probestrecke gehen. „Das Wiedereingliedern in den laufenden Verkehr aus dem Stand heraus ist für die technischen Systeme eine besondere Herausforderung“, sagt Logistik-Experte Zadek. Er spricht von der Entwicklung einer digitalen Leitstelle zur Überwachung aller automatisierten Systeme. Dort könne ein Operator bei Bedarf steuernd eingreifen. Solch eine Leitstelle solle später in die Leitzentrale des Betreibers, etwa einer Personenverkehrsgesellschaft, integriert werden.

Paketzustellung 4.0

Wenn es um Energieeffizienz, Minimierung des Verkehrsaufkommens und der CO2-Last geht, geraten auch die Paketdienstleister in den Fokus. Da sich das Konsumverhalten nicht ändern werde und Online-Bestellungen weiter zunehmen, habe man in der „Modellregion für intelligente Mobilität“ selbstredend die nachhaltige Paketzustellung im Blick, sagt Projektmanager Zadek. Er spricht von einem künftigen Urban Hub des Projektpartners „Biberpost“, wo die Lieferungen verschiedener Paketdienstleister gebündelt werden, um dann mit einem Fahrzeug zum Mikro-Depot ins Quartier zu fahren. Dort werden die Lieferungen vom Empfänger abgeholt oder von E-Lastenrädern ausgeliefert. Das Magdeburger Engineering-Unternehmen FIApro hat Kompetenzen auf dem Gebiet des Prototypenbaus. Es entwickelt und baut die Wechselbehälter für die E-Lastenräder, die im Urban Hub befüllt werden. Mitte des nächsten Jahres 2021 geht in Magdeburg ein erstes Mikrodepot mit Paketrädern in den Testbetrieb.

Handreichung für Kommunen

Noch weiter in die Zukunft geblickt, sieht der Logistik-Professor die Paketfahrzeuge autonom durch Magdeburg fahren. Auch dafür werden an der Otto-von-Guericke-Universität die Grundlagen gelegt. Unter Leitung von Stephan Schmidt, Professor für autonome Fahrzeuge, entwickelt ein interdisziplinäres Team das autonome Lastenrad – vom Fahrgestell über das intelligente Betriebssystem bis hin zum digitalen Rufdienst. Zielgruppe für dieses Rad seien jene, die aus unterschiedlichster Motivation auf ein Auto verzichten, sagt Stephan Schmidt und weiß aus eigener Erfahrung: „Plötzlich ist ein Einkauf schwerer als gedacht. Da hätte man dann doch gern eine Transporthilfe.“ Die Vision seines Teams: Per App ruft man sich ein Lastenrad. Das kommt autonom angefahren und kann beladen per pedes oder Elektroantrieb zum Wunschziel gelenkt werden.

Zunächst werden die Lastenräder ausschließlich mit Sicherheitsbegleitern unterwegs sein und mittels künstlicher Intelligenz das Verhalten im Straßenverkehr lernen. „Wir entwickeln ein Sicherheitskonzept, das in die rechtliche Bewertung autonomer Fahrräder eingeht“, sagt Stephan Schmidt. „Der Sicherheitsaspekt gilt insgesamt für unsere Projekte“, ergänzt Hartmut Zadek. Er spricht von einer Handreichung für die Kommunen in Sachsen-Anhalt. Sie verweist auf Bedarfe und Einsatzmöglichkeiten des autonomen Personen- und Warentransports sowie auf spezielle Anforderungen an die Infrastruktur. Die Nahverkehrsservice Sachsen-Anhalt GmbH NASA jedenfalls ist schon ein überzeugter Unterstützer dieser intelligenten Mobilität.

Institut für Logistik und Materialflusstechnik (ILM)