Einsatzbereiche des autonomen Fahrens
Erstellt am: 31.05.2017 | Stand des Wissens: 31.05.2017
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Institut für Mobilitäts- und Stadtplanung, Universität Duisburg-Essen, Prof. Dr.-Ing. Dirk Wittowsky
Im Zusammenhang mit automatisiertem Fahren liegt der Fokus der Diskussionen derzeitig vor allem beim individuellen Straßenverkehr. Hier sind in abgeschlossenen Bereichen oder auf entsprechend definierten Testfeldern bereits fahrerlose Fahrzeuge im Einsatz. Neben der Automatisierung des Individualverkehrs wird der Einsatz automatisierter/autonomer Fahrzeuge im Zusammenhang mit neuen Mobilitätskonzepten, zum Beispiel im Bereich der Flexibilisierung und Individualisierung des öffentlichen Verkehrs (zum Beispiel autonomer Busverkehr der DB [Neu17]), oder des Carsharings [LeFra15] diskutiert.
Auch in anderen Verkehrsträgern, wie dem Luft-, Schienen- und Schiffsverkehr, wurde oder wird die Fahraufgabe immer weiter auf technische Systeme übertragen. Allerdings unterscheiden sich diese Bereiche sowohl in den Anforderungen an die Komplexität in Bezug auf die Vielzahl der Interaktion mit anderen Nutzern als auch den möglichen Freiheitsgraden der Bewegung [Ifmo16, Flä15].
Im Gegensatz zum öffentlichen Straßenverkehr existieren insbesondere in abgeschlossenen Bereichen bereits fahrerlose und autonome Transportsysteme. Beispielsweise kommen fahrerlose Transportsysteme in geschlossenen Gebäuden zum Einsatz:
- in Produktions- und Montagestufen,
- im Wareneingang/-ausgang,
- in der Kommissionierzone und
- im Lagerbereich [Flä15].
Die Führung dieser Systeme erfolgt konventionell über stromführende Leiter, welche im Boden eingelassen sind. Als Weiterführung werden heute auch Magnetbänder oder optische Leitspuren verwendet. Weitere Systeme funktionieren mittels Bodenmarkierungen oder Lasertechnologien. Neuere Technologien kombinieren diese Laser- beziehungsweise Kamerasysteme mit Umgebungskarten [Ull13].
Ebenso kommen im Außenbereich abgeschlossener Privat- beziehungsweise Firmengelände autonome Fahrzeuge für den Personen- und Güterverkehr zum Einsatz. Typische Einsatzbereiche sind hier Schwertransporte oder werksinterne Shuttle-Verkehre. Außerhalb von Werksbereichen verkehren autonom fahrende Fahrzeuge insbesondere in gefährlichen Umgebungen (Munitionsbereich, Tiefsee, dichtbewachsene Wälder, Hänge, Minen), welche aber auch wenig von Interaktion mit anderen Nutzern geprägt sind [Flä15].
Im Luftverkehr haben Autopiloten schrittweise die Regelungsaufgaben der Piloten übernommen. Heutzutage können mittels eines Autopiloten folgende Aufgaben bereits übernommen werden:
- Stabilisierung der Flugzeuglage (rollen, nicken, gieren)
- Stabilisierung eines Flugzeugzustands (Geschwindigkeit, Höhe, Winkel)
- Einhalten eines vorgegebenen Kartenkurses
- Erfliegen neuer Flugzustände und Flugbahnen
Trotz zahlreicher Übernahme von Fahraufgaben durch den Autopiloten, ist ein vollautomatisiertes Fliegen bisher eingeschränkt während des Starts, während der Landung und der Rollfeldführung [BAL11].
Auch existieren bereits erste Prototypen autonom fahrender Schiffe, welche in eigens ausgewiesenen Testgebieten, wie dem Trondheimfjord, verkehren. Jedoch werden weiterhin auch hier in komplexeren Situationen oder bei möglichem Wartungsbedarfs sogenannte virtual captains von Land aus die Situationen bewerten [RoRo16, Roß17].
Fahrerloser Schienenverkehr wird bereits heute realisiert. Vor mehr als 30 Jahren wurde in Lille weltweit die erste selbstfahrende Untergrundbahn der Welt in Betrieb genommen. Heute fahren in 15 Städten der Europäischen Union selbstfahrende Untergrundbahnen. Bei Interaktion mit langsameren und schnelleren Bahnen, werden aber auch in Zukunft Lokführer gebraucht, sodass eine Übertragung des Systems auf das reguläre Eisenbahnnetz schwierig ist [ApS16a]. Für selbstfahrende Untergrundbahnen müssen zudem neben der speziellen Ausstattung des Zuges besondere Einrichtungen entlang der Strecke und an Bahnsteigen errichtet werden. Diese dienen dazu das System nach außen abzugrenzen, zum Beispiel mittels Bahnsteiggleis-Überwachungssysteme, Bahngleisabschlusstüren, Eindringüberwachung und Fernbeobachtung (Videobilder) der Bahnsteige und Bahnsteiggleise [Sie12].