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Intelligente Verkehrssysteme im Güterverkehr

Erstellt am: 16.01.2011 | Stand des Wissens: 30.12.2021
Synthesebericht gehört zu:
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Bauhaus-Universität Weimar, Professur Verkehrssystemplanung, Prof. Dr.-Ing. Plank-Wiedenbeck

Vor dem Hintergrund einer deutlich verschärften Wettbewerbssituation wird der Einsatz von Intelligenten Verkehrssystemen (IVS) immer mehr zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor. Wesentliche Anforderungen an Logistikdienstleister sind demzufolge Zuverlässigkeit, Pünktlichkeit, Termintreue, Flexibilität und Kostendruck. Der maximale Nutzen des Einsatzes von IVS liegt jedoch nicht in dem Einsatz einzelner technischer und infrastruktureller Bausteine begründet, sondern in der Verknüpfung dieser Systeme untereinander. Dies wird umso wichtiger, da die Bedeutung komplexer Logistikdienstleistungen im Gegensatz zum rein physischen Transport in Zukunft weiter zunehmen wird. Der Informationsfluss entlang der Supply Chain (Lieferkette) erhält damit ein besonderes Gewicht [Koeth11].
Die Einsatzbereiche der IVS im Güterverkehr konzentrieren sich vornehmlich auf:
  • die Bereitstellung aktueller Informationen für eine Optimierung der Leistungserstellung,
  • die Erschließung von Einsparpotentialen (Lagerhaltung, Transportaufwand) durch zeitnahe Informationsbereitstellung,
  • die Überwachung der Güterverkehrsprozesse, um spezifische Zuverlässigkeits- oder Sicherheitsanforderungen erfüllen zu können und
  • die Ermöglichung besserer Kundenservices durch das Bereitstellen von aktuellen Statusmeldungen [Krampe05].
Sie sind stark abhängig von den jeweils genutzten Verkehrsträgern, da sich diese in den qualitativen und quantitativen Anforderungen an den Transportprozess, die Systemumgebung, die verfügbaren Ressourcen und den Eigenschaften der Transportgüter deutlich voneinander unterscheiden.
Die zunehmende kombinierte Nutzung von Daten, die bei der Überwachung und Lenkung von Verkehren gewonnen werden, stellt für betriebswirtschaftliche Zwecke einen interessanten Trend bei den IVS dar. Durch die Verbindung von Verkehrsdaten und Logistikprozessen wird ein wechselseitiger Mehrwert in den Systemen erreicht. Über die Supply Chain hinweg helfen IVS zur automatischen Erfassung von Auftrags-, Sendungs- und Transportdaten und deren Austausch über standardisierte Schnittstellen und Verarbeitung über vereinheitlichende Systemplattformen, die Kosten der Erfassung und Bereitstellung zu senken und die Zeitnähe und Genauigkeit zu erhöhen [ClKr04, S. 12 ff.].
Im aktuellen Fokus steht das Anwendungsfeld der Mauterfassung bezogen auf die Transportwirtschaft (Maut für Lastkraftwagen (Lkw) auf deutschen Autobahnen). Hierbei ist in Zukunft dezidiert zu beurteilen, inwieweit die gerechtere Anlastung der von Lkw verursachten Kosten für Bau, Betrieb und Ausbau des Autobahnnetzes als verkehrspolitisches Ziel akzeptiert und praktikabel wird. Zudem stellt sich die Frage, ob in Zukunft auch die Erfassung von Lkw mit zulässigen Gesamtmasse von weniger als 12 Tonnen sowie der privat gefahrenen motorisierten Fahrten bei gleichzeitiger Absenkung der Kraftfahrzeugsteuer ebenso über das System vereinnahmt werden kann. Der politische Entschluss für eine Pkw-Maut mit einer Entlastung der Pkws aus dem Inland über die Kraftfahrsteuer wurde jedoch 2019 vom Europäischen Gerichtshof (EuGH) abgelehnt [ADAC19c]. Im Zuge der europäischen Harmonisierung spielt auch die Interoperabilität der europäischen Mautsysteme eine zunehmende Rolle [EU19a]. 
Wesentliche Verkehrsträger, für welche IVS in Frage kommen, sind:
339629_verkehrstraeger_2020-04-01.pngAbb. 1: Wesentliche Verkehrsträger mit Telematikrelavanz (eigene Darstellung)
Wichtiges Einsatzfeld der Intelligenten Verkehrssysteme im Straßengüterverkehr ist die Optimierung der Leistungserstellung. Dazu werden Flottenmanagement-, Betriebsleit- und Dispositionssysteme eingesetzt, die sich auf Soll-Vorgaben zur Auftragsabwicklung (Fahrplan, Tourenplan, Routenplan) und aktuelle Informationen über den Standort und den Status der eingesetzten Ressourcen sowie den Zustand der Verkehrsinfrastruktur stützen. Sendungsverfolgungssysteme ermöglichen durch Tracking- und Tracing-Funktionen eine Verfolgung von Kundenaufträgen im Logistiknetzwerk. Eine Sendungsverfolgung, gestützt durch IVS, ermöglicht es, eine hohe Zuverlässigkeit bei der Abwicklung der Kundenaufträge zu gewährleisten beziehungsweise rechtzeitig über Abweichungen zu informieren und Störfallstrategien einzusetzen. Das Erfüllen von speziellen Sicherheitsanforderungen hängt eng mit spezifischen Eigenschaften von Gütern zusammen beispielsweise Gefahrengüter.
Im Schienengüterverkehr stehen nach [Krampe05] über die technischen Einrichtungen der Verkehrssicherungstechnik (Stellwerktechnik) Informationen über die aktuelle Gleisnutzung zur Verfügung, die in Betriebsleitzentralen zusammengeführt werden. Mit  European Rail Traffic Management System (ERTMS) wird auf europäischer Ebene ein interoperables  Zugsicherungs-, Trassenmanagement- und Kommunikationssystem für den Schienenverkehr auf verschiedenen Transeuropäischen Netze entwickelt.
Durch die Nutzung neuartiger IVS wird sich die betriebliche Effizienz sowohl der Bahnbetreibenden als auch ihrer Kunden erhöhen und damit die Kundenzufriedenheit steigern. Einsatzfelder hierbei sind zum Beispiel:
  • Tracking und Tracing,
  • Last Minute Online Bestellungen für Spediteure,
  • internationale Disposition von Cargo-Wagen,
  • online Güterverfolgung,
  • vollständige intermodale Anschlusssicherung oder
  • vollautomatische Zugbildung.
Die entsprechenden technischen Voraussetzungen seitens der Kommunikationsnetze sind dabei zum Beispiel das Global System for Mobile Communications - Rail(way) (GSM-R) oder satellitengestützte Ortungssysteme.
Das Einsatzfeld von modernen Informations- und Kommunikationstechnologien in der Binnenschifffahrt lässt sich nach drei Zielen gruppieren:
  • Navigation und Schiffssicherheit: verkehrsbezogenen Dienste zur Verbesserung von Sicherheit und Bedienungsfreundlichkeit des Verkehrs
  • Optimierung des Schiffeinsatzes und -betriebs (transportbezogene Dienste)
  • Erleichterung der Kundenbeziehungen
Daraus werden aus wirtschaftlicher Sicht Vorteile und Verbesserungen in der Wettbewerbsfähigkeit, der optimierten Inanspruchnahme der Infrastruktur, der Sicherheit und bezüglich des Umweltschutzes erwartet. Ähnlich wie beim Einsatz von IVS im Schienengüterverkehr besteht aktuell und für die nähere Zukunft auch in der Schifffahrt ein hoher Forschungsaufwand und eine Verbesserung der detaillierten technischen Abläufe.
Im Seeverkehr hingegen ist zu berücksichtigen, dass internationale Anforderungen und Standards bei der Definition von Schnittstellen zwingend beachtet werden müssen. Einsatzbedingungen und -umgebung stellen zudem stark wechselnde hohe Anforderungen an die Belastbarkeit und Zuverlässigkeit der technischen Systeme. Reederei-Managementsysteme unterstützen das Management möglichst entlang der gesamten in der Regel multimodalen Prozesskette. Sie erfüllen damit die Aufgaben von Produktionsplanungs- und Steuerungssystemen. Typische Bestandteile sind dabei das Containermanagement, das Schiffsmanagement, Reiseplanung und Reisekalkulation; letzteres auch mittels elektronischer Seekarten (Electronic Chart Display, ECDIS) und Voyage-Data-Recorder-Geräten. So ist zum Beispiel der Einsatz innovativer Informations- und Kommunikationstechnologie zur Prozess-Kontrolle im Ladungs- und Ladungsträgermanagement von Seehäfen im Projekt ProKon (Laufzeit 2008 bis 2012) untersucht worden [BLGL13].
Die Bedeutung des Einsatzes von IVS im Luftfrachtverkehr nimmt stetig zu und ihr Anteil am Wert des Frachtaufkommens steigt überproportional an. Es sind vor allem Anwendungen im Bereich Ladungs- und Sendungsverfolgung sowie Fracht- und Transportbörsen zu nennen. Weiterhin kommen IVS generell im Rahmen von Ferndiagnose- und Wartungssystemen zum Einsatz. Somit kann bei optimiertem Einsatz dieser Systeme der Anteil der sehr teuren Bodenzeiten im Bezug auf die Gesamttransportzeit verringert werden.
Für andere Transport- und Fördersysteme, welche außerhalb der gängigen Verkehrsmittel anzusiedeln sind (zum Beispiel Leitungsverkehr), werden dieselben beziehungsweise an die tatsächlichen Gegebenheiten angepasste IVS angewandt. Diese unterscheiden sich von den oben beschriebenen Anwendungen nicht in ihrer grundsätzlichen Systematik, sondern vielmehr in speziellen erforderlichen Details und physischen Gegebenheiten. Dabei stellen Ländergrenzen, unterschiedliche Dienstleister und Verwaltungsvorschriften oftmals Hemmnisse dar.
Die beschriebenen Intelligenten Verkehrssysteme und -konzepte lassen sich nicht allein auf den Güterverkehr beschränken, sondern sind in vielen Fällen in ähnlichem Aufbau auch im Personenverkehr sowie als Bestandteil des Verkehrsmanagements und verkehrsträgerübergreifender Anwendungen zu betrachten. Hierunter sind zum Beispiel dynamische Streckenbeeinflussung, Verkehrsdetektion und Verkehrsnachrichten zu nennen. Diese Anwendungen kommen auch in den Bereichen der elektronischen Buchung und Bezahlung zum Einsatz und werden in zahlreichen Forschungsprojekten kontinuierlich weiterentwickelt.
Ansprechpartner
Bauhaus-Universität Weimar, Professur Verkehrssystemplanung, Prof. Dr.-Ing. Plank-Wiedenbeck
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Verkehrstelematik (Stand des Wissens: 21.08.2021)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?340318
Literatur
[ADAC19c] ADAC (Hrsg.) Aus für Pkw-Maut, 2019/06/26
[BLGL13] BLG Logistics Group AG & Co. KG, BLG AutoTerminal Bremerhaven GmbH & Co. KG, BLG Automobile Logistics GmbH & Co. KG, BIBA Bremer Institut für Produktion und Logistik, EUROGATE Container Terminal Bremerhaven GmbH, Lübecker Hafen-Gesellschaft mbH (Hrsg.) Innovative Seehafentechnologien ISETEC II - Einsatz innovativer IuK-Technologien zur Prozess-Kontrolle im Ladungs- und Ladungsträgermanagement von Seehäfen ProKon, 2013/01/31
[ClKr04] Clausen, Uwe , Kraft, Volker Status und Perspektiven von Telematikanwendungen in der Verkehrslogistik zur Unterstützung von Logistikprozessen, veröffentlicht in Logistik Management, Ausgabe/Auflage 4, Aspecta Verlagsgesellschaft, Nürnberg, 2004, ISBN/ISSN 1436-6231
[EU19a] Europäische Union (Hrsg.) Richtlinie über die Interoperabilität elektronischer Mautsysteme und die Erleichterung des grenzüber­schreitenden Informationsaustauschs , 2019/03/19
[Koeth11] Koether, Reinhardt Taschenbuch der Logistik, Ausgabe/Auflage 4. Auflage, Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, 2011, ISBN/ISSN 978-3-446-42512-5
[Krampe05] Krampe, Horst, Lucke, Hans-Joachim, Schenk, Michael Grundlagen der Logistik, Ausgabe/Auflage 4. Auflage, Huss-Verlag München, 2012, ISBN/ISSN 3-937-71123-6
Weiterführende Literatur
[HeSc00] Schmidt, Lutz Michael , Jalatt, Harald , Rühl, Stefan, Dipl.-Ing, Hecht, Markus, Prof. Dr.-Ing., Schirmer, Andreas, Dipl.-Ing. Informationssysteme für Schienenfahrzeuge auf Bus- bzw. Telematikbasis, Berlin, 2000/06
Glossar
Schienengüterverkehr
Unter Schienengüterverkehr (SGV) wird der Transport von Gütern mit der Eisenbahn verstanden. Diese werden in Güterzügen unter Verwendung (spezieller) Güterwagen befördert. Diese Verkehre können entweder auf gesonderten Güterverkehrsstrecken oder im Mischverkehr, auf gemeinsam durch den Güter- und Personenverkehr genutzten Strecken, realisiert werden. Leistungen des Schienengüterverkehrs werden häufig als Teil einer Logistikkette in logistische Gesamtkonzepte eingebunden.
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.
Global System for Mobile Communication
Der GSM-Standard (Global System for Mobile Communication) - ursprünglich ein rein europäisches Mobilfunkkonzept - hat inzwischen weltweite Verbreitung gefunden. In Deutschland nutzen die Mobilfunknetzanbieter Deutsche Telekom, Vodafone und Telefonica mit ihren Mobilfunknetzen gegenwärtig die Frequenzbereiche GSM 900 und GSM 1800.
ITS Intelligent Transportation Systems (ITS) ist der Oberbegriff für Transportsysteme, die Informations- und Kommunikationstechnologie zur Unterstützung des Betriebes einsetzen. ITS-Funktionen unterstützen den Fahrer eines Transportmittels, sie sind damit deutlich von automatischen Transportsystemen zu differenzieren, die auf einen fahrerlosen Betrieb abstellen. Die wichtigsten neuen und zum Teil noch in Entwicklung befindlichen Anwendungsfelder zielen auf (1) Verkehrs- und Transportmanagement (Verkehrsinformationen, Verkehrslenkung, Verkehrs- und Parkleitsysteme, automatische Unfallmeldungen, Meldesysteme zum Gefahrgutmonitoring); (2) Elektronische Systeme zur Gebührenerhebung; (3) Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel (dynamische Fahrgastinformationen, Reservierung, spezifische Informationssysteme für Fahrradfahrer und Fußgänger, Steuerung individueller öffentlicher Verkehrsmittel); (4) Systeme zur Unterstützung der Fahrzeugsicherheit (Kollisionsdetektoren, Sektorisierung von Verkehrswegen).
European Rail Traffic Management System
Das European Rail Traffic Management System (ERTMS) ist ein Projekt, dessen Ziel es ist, durch Schaffung von einheitlichen Standards für die infrastruktur- und fahrzeugseitige Eisenbahnsicherungtechnik die EU-weite Interoperabilität des Schienenverkehrs zu erreichen.
Das Projekt zielt auf die vier Bereiche Traffic Management (Betriebsleittechnik), Signalling (Stellwerkstechnik), Train Control System (Zugbeeinflussung) und Voice and Data Communikation (Zugfunk) ab. Konkrete Projekte innerhalb des ERTMS sind Europtirails (grenzüberschreitenden Austausch von Zuglaufinformationen), INESS (Vereinheitlichung der Stellwerkstechnik), ETCS (Zugbeeinflussungssystem) und GSM-R (Zugfunksystem).
elektronische Seekarte Die elektronische Seekarte stellt das Kartenbild nicht mehr auf Papier, sondern die digitalisierten Informationen auf einem Display dar. Neubauten müssen ab 2011 mit ECDIS ausgerüstet sein, die Bestandsflotte soll schrittweise mit ECDIS ausgestattet werden. Abgekürzt ECDIS="Electronic Chart Display"
Logistikdienstleister Logistikdienstleister (abgekürzt: LDL; Englisch: logistics service provider) bezeichnet die Weiterentwicklung des traditionellen Speditionsgeschäfts. Über Transport, Umschlag und Lagerung (TUL) hinaus bietet der LDL weitere Leistungen und Lösungen an, zum Beispiel kundenbezogene Lagerung, Kommissionierung, Assemblierung, Fakturierung usw. LDL und 3PL werden häufig synonym verwendet.
Supply Chain Als Supply Chain (Liefer- oder Wertschöpfungskette) bezeichnet man ein organisationsübergreifendes Netzwerk, welches als Gesamtsystem Güter für einen bestimmten Markt hervorbringt. Die heutigen Supply Chains sind aufgrund der Vielzahl von beteiligten Zulieferern, Dienstleistern und Kunden - die wiederum an anderen Supply Chains beteiligt sein können - sehr komplexe, interdependente Gebilde. Treffender müsste daher eine Supply Chain, aufgrund der häufig vorkommenden netzwerkartigen Struktur der zusammenarbeitenden Unternehmen, als "Supply Network" bezeichnet werden.
Tracking and Tracing
Unter "Tracking and Tracing" (zu Deutsch: Verfolgung und Rückverfolgung) wird ein System aus der Logistik verstanden, bei welchem der Status einer Lieferung sowohl vor als auch während der Lieferung überprüft werden kann.
Spediteur Spediteure fungieren als Intermediäre zwischen Versender und Transporteur bzw. Frachtführer. Sie „besorgen” den Transport. Hierunter fallen insbesondere die Festlegung auf Verkehrsmittel und die Beauftragung ausführender Unternehmen.
GSM-R Global System for Mobile Communication for Railways; vom GSM Standard (GSM2+) abgeleitete Variante für einen Standard für den Betriebsfunk der Eisenbahnen. Technologisch stellt GSM-R eine Kommunikationslösung für eine nichtöffentliche Nutzergruppe dar. GSM-R arbeitet auf anderen Frequenzen als das Grundsystem und nutzt die für Betriebsfunk reservierten Frequenzbereiche. GSM-R wird seit 1997 von verschiedenen europäischen Bahnverwaltungen eingesetzt.

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

https://www.forschungsinformationssystem.de/?339629

Gedruckt am Dienstag, 28. Mai 2024 19:36:47