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Aktuelle Entwicklungen des automatisierten Fahrens

Erstellt am: 09.06.2017 | Stand des Wissens: 28.12.2023
Synthesebericht gehört zu:

Heutzutage sind bereits viele Fahrzeuge mit assistierenden und teilautomatisierten Komponenten ausgestattet. Neuere Fahrzeugmodelle sind in bestimmten Situationen dazu in der Lage, Fahrfunktionen selbstständig zu übernehmen. Elemente wie Einparkhilfen gehören mittlerweile zur Standardausstattung vieler Autos. Häufig sind beispielsweise auch Spurhalteassistenten und Abstandregeltempomaten integriert. Zur Realisierung des automatisierten Fahrens werden schrittweise immer mehr Sensoren in Fahrzeuge eingebaut [VDA15]. Aus rechtlicher Sicht sind seit Beginn des Jahres 2023 Fahrzeuge mit Automatisierungsstufe 3 im gesamten Straßenverkehr bis zu einer Geschwindigkeit von 130 km/h erlaubt. Es existieren jedoch erst zwei Fahrzeugmodelle, die zum privaten Kauf zur Verfügung stehen, die ein vollständig automatisiertes Fahrerlebnis nach Automatisierungsstufe 3 bieten. Dabei handelt es sich um Top-Modelle des Automobilherstellers Mercedes-Benz. Weitere Fahrzeuge, die über ähnliche oder gleichwertige Fahrerassistenzsysteme verfügen, bieten den Herstellern keine Gewinnmarge, die für eine potenzielle Haftung im Falle von Systemversagen erlaubt. Daher entscheiden sich die meisten Hersteller gleichwertige Systeme unter der Automatisierungsstufe 2 lizensieren zu lassen [ATCR23].

Der Straßenverkehr wird immer komplexer. An diese Rahmenbedingungen muss die stufenweise voranschreitende Automatisierung angepasst werden. In diesem Zusammenhang sind nicht nur technische Komponenten zunehmend auf das Ziel des automatisierten Fahrens zugeschnitten, sondern auch erste notwendige Anpassungen der Infrastruktur wurden bereits umgesetzt. Testfelder sowie Testfahrzeuge geben hierbei die Möglichkeit unter realen Bedingungen bestimmte Situationen zu erproben und unterstützen die weitere Entwicklung [VöPf16]. Als Beispiel kann ein für das automatisierte Fahren ausgebauter Abschnitt der A9 in Bayern zwischen Nürnberg und München genannt werden, welcher mit Sensorik-Anlagen ausgestattet ist [BMVI15r]. Neben dem Erproben auf Teststrecken im öffentlichen Straßenverkehr nutzen Fahrzeughersteller sowie Forschungseinrichtungen zudem häufig Fahrsimulatoren. Dabei steht sowohl die Untersuchung neuer Funktionen und Anwendungen als auch die Unfallforschung im Mittelpunkt [ScMo15]. Forschungsprojekte im Bereich des autonomen Fahrens werden vom Bund von verschiedenen Ministerien unter verschiedenen Leitbildern gefördert. In einem von mehreren Ministerien verfassten Aktionsplan - Forschung für autonomes Fahren werden für Forschungsprojekte die drei folgenden Leitbilder formuliert:
  • Das autonome Fahren muss sicher sein,
  • Das autonome Fahren muss effizient, nachhaltig, barrierefrei, bezahlbar und bestmöglich am Bedarf der Bürgerinnen und Bürger ausgerichtet sein,
  • Die Technologieführerschaft des Automobilstandorts Deutschland soll auch beim autonomen Fahren langfristig gesichert werden. [Bund19a]
Langfristig wird es zunehmend automatisierte Fahrzeuge auf deutschen Straßen geben. Schritt für Schritt lösen Fahrzeuge die Fahrenden bei ihren Aufgaben ab. Die noch vor einigen Jahren übliche Rhetorik, dass autonome Fahrzeuge bald einen Großteil des Straßenverkehrs ausmachen, weicht mittlerweile dem Eingeständnis der Vertreter und Vertreterinnen der Automobilindustrie, dass der flächenmäßige Einsatz autonomer Technologien noch dauern wird. Fahrzeuge der Automatisierungsstufe 3 sind mittlerweile zwar im deutschen Straßenverkehr bis zu einer Geschwindigkeit von 130 km/h erlaubt, jedoch wollen Fahrzeughersteller aufgrund von offenen Haftungsfragen im Falle von Unfällen kein Risiko eingehen und lassen ihre Fahrassistenzsysteme nur mit Automatisierungsstufe 2 auszeichnen.
Trotz der Entschleunigung im Umsetzungsprozess von hochautomatisierten Fahrzeugen und deren notwendiger Infrastruktur nimmt Deutschland in Bezug auf die Entwicklung von automatisierten Fahrzeugen eine führende Rolle ein. Dies wird stets in Veröffentlichungen des BMDV betont [Bund19a, BMDV21l, BMDV21m].

Im Zusammenhang mit der zukünftigen Entwicklung wird die Anzahl an Testfeldern und -strecken zunehmen. Denkbar sind neben weiteren Autobahnabschnitten auch Umsetzungen von Testfeldern in Parkhäusern, um unter anderem die Funktionsweise innerhalb von Gebäuden zu erforschen und hierbei spezifische kritische Faktoren aufzudecken. Ebenso sind Testfelder auf Zubringerstraßen von Autobahnen oder im Übergang zur Stadt geplant [VöPf16].
Fahrerassistenzsysteme (FAS) für Autobahnfahrten und Stausituationen sind mittlerweile in einem Großteil der neuen Fahrzeuge eingebaut. Darüber hinaus sollen Weiterentwicklungen für Landstraßen und innerhalb der Stadt geschaffen werden [VDA15]: Braunschweig, Dresden, Düsseldorf, Hamburg, Ingolstadt und München werden dabei als Teststädte dienen [Lemm16a].
Mit steigender Automatisierungsstufe ist zudem zu erwarten, dass sich die Rolle des Fahrzeuges wandelt und die Potentiale für Carsharing sowie den intermodalen Verkehr wachsen. Bisher kaum denkbare Ideen, wie das Auto vor die Haustür rufen, sind mittlerweile Realität. In San Francisco, Kalifornien wurde zu Beginn dieses Jahres eine Lizenz an zwei Unternehmen ausgestellt, gänzlich autonom fahrende Fahrzeuge ohne Fahrenden als Taxiservice für jeden anzubieten. Zwar wurde Cruise diese Lizenz im Oktober 2023 wieder aufgrund von Zweifeln an der Sicherheit des Systems entzogen, die Konkurrenz Waymo operiert aber weiterhin.

Aber auch Anwendungsmöglichkeiten wie das automatisierte Einparken im Parkhaus, ohne die Notwendigkeit eines Fahrenden an Bord, sind langfristig denkbar (Valet Parking) [VDA15; zliseGlRi16].
Weitere vorstellbare Szenarien sind [Lemm16a]:
  • Automatische Warnungen vor Unfallrisiken, vor allem aufgrund von Car-to-Car-Kommunikation
  • Vermeidung von langsamem Fahren mit häufigem Anhalten (Stop-and-go) durch die automatisierte Anpassung der Geschwindigkeit an den Verkehrsstrom und Ampelphasen
  • Pendelverkehre im Sinne von Shuttlelösungen für den öffentlichen Personennahverkehr
Doch nicht nur im Personenverkehr gewinnt die Thematik des automatisierten Fahrens zunehmend an Aufmerksamkeit, auch für den Güterverkehr erweisen sich automatisierte Lösungen als interessant. In diesem Zusammenhang können die Kosten- und Unfallminimierung als Hauptziele identifiziert werden [Ifmo16]. Vorstellbar sind langfristig zudem autonome Fahrzeuge, welche zur Zustellung von Postsendungen oder zur Lebensmittelauslieferung dienen.
Ob jedoch speziell autonomes Fahren in absehbarer Zeit markttauglich ist und in der Folge herkömmliche Fahrzeuge in großer Zahl ersetzt werden, bleibt abzuwarten. Die Zeitpläne der einzelnen Automobilhersteller gehen hierbei auseinander. Oft wird jedoch das Jahr 2030 kommuniziert.
Ansprechpartner
Institut für Mobilitäts- und Stadtplanung, Universität Duisburg-Essen, Prof. Dr.-Ing. Dirk Wittowsky
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Zuverlässigkeit und Sicherheit des automatisierten Straßenverkehrs (Stand des Wissens: 06.10.2023)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?471810
Literatur
[ATCR23] The State of Level 3 Autonomous Driving in 2023, 2023/01/23
[BMDV21l] Bundesministerium für Digitales und Verkehr (Hrsg.) Gesetz zum autonomen Fahren tritt in Kraft, 2021/07/27
[BMDV21m] Bundesministerium für Digitales und Verkehr (Hrsg.) Automatisiertes und vernetztes Fahren, 2021/07/27
[BMVI15r] Bundesministerium für Digitales und Verkehr (Hrsg.) Strategie automatisiertes und vernetztes Fahren -
Leitanbieter bleiben, Leitmarkt werden, Regelbetrieb einleiten, 2015/09
[Bund19a] Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), , Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), , Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) (Hrsg.) Aktionsplan Forschung für autonomes Fahren, 2019/07
[GlRi16] Stefan Gladbach, Lars Richter Autonomes Fahren: Wenn das Lenkrad zur Sonderausstattung wird, Köln, 2016/03
[Ifmo16] Institut für Mobilitätsforschung, Stefan Trommer, Viktoriya Kolarova, Eva Fraedrich, Lars Kröger, Benjamin Kickhöfer, Tobias Kuhnimhof, Barbara Lenz, Peter Phleps Autonomous driving - The impact of vehicle automation on mobility behaviour, 2016
[Lemm16a] Karsten Lemmer Neue autoMobilität / Automatisierter Straßenverkehr der Zukunft (acatech STUDIE), Herbert Utz Verlag München, 2016, ISBN/ISSN ISBN 978-3-8316-4503-9
[ScMo15] Hans-Peter Schöner, Bernhard Morys Dynamische Fahrsimulatoren, veröffentlicht in Handbuch Fahrerassistenzsysteme, Ausgabe/Auflage 3. Auflage, Springer Vieweg, 2015, ISBN/ISSN ISBN 978-3-658-05733-6
[VDA15] Verband der Automobilindustrie (Hrsg.) Automatisierung - Von Fahrerassistenzsystemen zum automatisierten Fahren, 2015/09
[VöPf16] Christine Völzow, Peter Pfleger, Benedikt Rüchardt Automatisiertes Fahren - Infrastruktur, München, 2016/05
Weiterführende Literatur
[Fraun15] Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation, Andrej Caclio, Florian Hermann, Oliver Sawade, Hannes Doderer, Volker Scholz Hochautomatisiertes Fahren auf Autobahnen - Industriepolitische Schlussfolgerungen, 2015/11/18
Glossar
Carsharing
Der Begriff CarSharing stammt aus dem Englischen (car= Auto, to share= teilen) und kann sinngemäß mit der Bedeutung "Auto teilen" übersetzt werden. Er beschreibt die organisierte, gemeinschaftliche Nutzung von Kraftfahrzeugen, die meist von Unternehmen gegen Gebühr bereitgestellt werden.
Durch einen Rahmenvertrag oder eine Vereinsmitgliedschaft erhalten Kunden flexiblen Zugriff auf alle Kfz eines Anbieters. Die Fahrzeuge können über eine Webseite oder über eine Smartphone-App gebucht werden. Geöffnet werden sie in der Regel mit Hilfe von Chipkarten oder durch einen über die Smartphone-App vermittelten Zugangscode .
Bei dem System des stationsbasierten CarSharing stehen die Fahrzeuge auf reservierten Stellplätzen und werden nach der Nutzung auch wieder dorthin zurückgebracht. Ein anderes Modell ist das free-floating CarSharing. Hier stehen die Fahrzeuge in einem definierten Operationsgebiert verteilt. Sie können per Smartphone geortet werden und nach der Nutzung auf einem beliebigen Stellplatz innerhalb des Operationsgebiets zurückgegeben werden.
Car-to-Car-Kommunikation direkter Informationsaustausch zwischen fahrenden Fahrzeugen auf Basis von Funknetzen
Valet-Parking
Mit Hilfe des Systems Valet-Parking werden geeignete Parkplätze identifiziert und das Fahrzeug autonom dorthin gesteuert. So parkt das Fahrzeug selbstständig ein und kommt auch wieder selbstständig vorgefahren. Umgekehrt ermöglicht dieser Ansatz die Bereitstellung eines Pkw an einem für den Fahrer beziehungsweise Passagier geeigneten Standort.
Öffentlicher Personennahverkehr
Der öffentliche Personennahverkehr ist juristisch im Personenbeförderungsgesetz (PBefG) definiert. Laut Paragraf 8, Absatz 1 und 2 umfasst der ÖPNV "die allgemein zugängliche Beförderung von Personen mit Straßenbahnen, Obussen und Kraftfahrzeugen im Linienverkehr, die überwiegend dazu bestimmt sind, die Verkehrsnachfrage im Stadt-, Vorort- oder Regionalverkehr zu befriedigen". Taxen oder Mietwagen können dieses Angebot ersetzten, ergänzen oder verdichten.
Der Begriff ÖPNV bezieht sich in der Regel auf Strecken mit einer gesamten Reiseweite von weniger als 50 Kilometern oder einer gesamten Reisezeit von weniger als einer Stunde. Das in einer Stadt oder Region erforderliche Nahverkehrsangebot und dessen Eignung hinsichtlich Nachhaltigkeit und Klimaschutz wird in einem Nahverkehrsplan definiert und festgehalten.
BMDV
Bundesministerium für Digitales und Verkehr (bis 10/2005 BMVBW, bis 12/2013 BMVBS und bis 11/2021 BMVI)
FAS Fahrerassistenzsysteme (FAS; engl.: Advanced driver assistence system (ADAS)) sind technische Ausstattungen im Fahrzeug, welche das Ziel haben, die Sicherheit, die Leistungsfähigkeit des Straßenverkehrs oder den Komfort des Fahrzeugführers zu verbessern. Dazu wird durch Informationen oder Warnungen auf den Fahrer Einfluss genommen oder den Willen des Fahrers unterstellend durch Interventionen in das Fahrzeugverhalten eingegriffen. Dabei kann auch Telematik zum Einsatz kommen.
Szenarien Ein Szenario ist ein Bild der Zukunft, das sich aus einer bestimmten Kombination von relevanten Einflussfaktoren und Rahmenbedingungen entwickelt. Das grundsätzliche Anliegen von Szenarien besteht darin, verschiedene Handlungsoptionen zu verdeutlichen und ihre Folgewirkungen transparent zu machen.

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

https://www.forschungsinformationssystem.de/?471424

Gedruckt am Dienstag, 25. Juni 2024 23:59:17