Die Zukunft. elektrisch & autonom. Oliver Glaser technischer Geschäftsführer ViP Verkehrsbetrieb Potsdam GmbH. Potsdam auf dem Weg in die Zukunft

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Kirsten Jaeger
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1 Die Zukunft elektrisch & autonom Potsdam auf dem Weg in die Zukunft Oliver Glaser technischer Geschäftsführer ViP Verkehrsbetrieb Potsdam GmbH Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 1

2 Motivation des Verkehrsbetriebes Potsdam Rückblick Schon seit Jahren aufwändige Entwicklungen zu autonomen Fahren im Vollbahn-, Metro- und Automotive-Bereich; erste Assistenzsysteme für Stadt- und Straßenbahnen am Markt, bei Automotive bereits Standard. EvoBus stellt 2016 den Future Bus vor (ein wesentliches Feature: autonomes Fahren) und wirft in Potsdam damit Fragen auf: Kann ein (gegenüber Kraftfahrzeugen) langlebiges Produkt wie eine Tram den Anschluss an Digitalisierung und Automatisierung halten? Im Rahmen der anstehenden Fahrzeugausschreibung: sollen Assistenzsysteme zum Einsatz kommen? Wenn ja, welche? Welche Effizienzgewinne sind möglich im Betrieb und auf dem Betriebshof? Kann ein solches System helfen, dem allgegenwärtigen Fahrermangel zu begegnen? Es besteht großes Interesse der Geschäftsführung und der Mitarbeiter! Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 2

3 Fahrermangel Die gesamte Mobilitätsbranche leidet unter Personalmangel Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 3

4 Fahrpersonal Was kommunizieren wir den Mitarbeitern: Die autonome Tram wird keinen Beitrag zur kurzfristigen Lösung des Fachkräftemangels im Fahrdienst leisten können. Wir werden auch auf lange Sicht noch qualifiziertes Fahrpersonal benötigen. Mit steigendem Automatisierungsgrad wächst aber der Bedarf an zusätzlichem Personal in der Instandhaltung, Verkehrslenkung und aufsicht. Praxisbeispiel: U-Bahn Nürnberg (neue Tätigkeiten in der Leitstelle und im Kundendienst). Wie reagieren unsere Mitarbeiter: Überwiegend positives Interesse, wenig kritische Stimmen. Größter Kritikpunkt waren die Testfahrten in Zeiten des Fahrermangels (je ein Fahrer stand im Linienbetrieb nicht zur Verfügung; allerdings sprangen ggf. auch ein Gruppenleiter und der Projektleiter als Sicherheitsfahrer ein). Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 4

5 Wie geht es weiter? 2. Stufe Untersuchung einer Automatisierung des Depots Evolution des autonomen Fahrens führt über den Betriebshof. Geschützter, abgeschlossener Bereich; Richtungsverkehr ideales Testfeld. Ziel 1: Reduzierung des Personalaufwands für regelmäßig wiederkehrende Rangiertätigkeiten (Fahrzeugwäsche, Besandung, Wartung). Ziel 2: Reduzierung von Auf- und Abrüst- sowie Wegezeiten. Schrittweises Herstellen der Akzeptanz autonomer Systeme. Projektpartner: Siemens KIT ViP. Themen: Definition Anhaltepunkte und präzise Ortung in Werkstatthalle (GPS nicht zuverlässig möglich); Verantwortlichkeiten für Verkehrssicherheit bei Fahrzeugbereitstellung. Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 5

Technische Realisierung Alle Technologie im Fahrzeug, Infrastruktur wird nicht verändert Die zahlreichen

integriert. Die Computer mit der Intelligenz befinden sich in einem Geräteschrank im Fahrgastraum.

berwachung der Systemreaktion und ein Bedienpult für eventuell nötige Eingriffe entworfen.

6 Technische Realisierung Alle Technologie im Fahrzeug, Infrastruktur wird nicht verändert Die zahlreichen Sensoren Radar, Lidar und Kameras sind optisch ansprechend und unauffällig in die Fahrzeug-Front integriert. Die Computer mit der Intelligenz befinden sich in einem Geräteschrank im Fahrgastraum. Für den Sicherheitsbegleiter wurde in Zusammenarbeit mit ViP ein Mensch- Maschine-Interface (HMI) zur U berwachung der Systemreaktion und ein Bedienpult für eventuell nötige Eingriffe entworfen. Kameras Laserscanner Radar Laserscanner Fahrer-HMI Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 6

7 Technische Realisierung Wie die autonome Tram funktioniert: laufendes Scannen des Umfeldes durch die Sensoren, intelligente Bewertung der Situation, angemessene Aktion Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 7

Trainiert für intelligente Objekterkennung Decken einen weiten Bereich um die Tram ab Fusion von drei Sichtweisen

8 Technische Realisierung Ein genauerer Blick auf die drei Sensor-Typen Lidar 3D-Umfelderfassung und Positionierung Ermöglicht Blickfeld Radar Misst Entfernung und Geschwindigkeit mit hoher Genauigkeit Große Reichweite Kameras Trainiert für intelligente Objekterkennung Decken einen weiten Bereich um die Tram ab Fusion von drei Sichtweisen führt zu einem detaillierten Bild des Umfeldes Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 8

9 Technische Realisierung Wie die Tram die Umwelt wahrnimmt Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 9

10 Technische Realisierung Der Forschungsprototyp meistert auf einem drei Kilometer langen Streckenabschnitt des Potsdamer Straßenbahnnetzes alle wesentlichen Fahraufgaben. Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 10

11 Technische Realisierung Monitore im Fahrzeug zeigen die Position auf einer Karte, den Namen der nächsten Haltestelle, die Geschwindigkeit und den Status der Tram an. Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 11

12 Erkenntnisse und nächste Schritte Was haben wir gelernt und wie geht es weiter? Autonomes Fahren ist auch für Straßenbahnen technisch möglich! Die heute verfügbaren Technologien aus der Automotive- und Industrie-Branche bieten dafür eine gute Basis. Aber: Die Adaption auf die spezifischen Szenarien eines Tram-Betriebes ist dennoch eine große Herausforderung. Das hierzu erforderliche know-how müssen wir selber aufbauen. Dazu wird die Erprobung in Potsdam fortgesetzt und erweitert: Validierung der Sensorerkennung bei reduzierten Sichtverhältnissen (Regen, Schnee, Dunkelheit) und Ableiten der nötigen Maßnahmen Optimierung und Training der Lösung auf weiteren Strecken/mit weiteren Verkehrssituationen Umsetzung des autonomen Betriebes auf dem Betriebshof und Vorbereitung der Industrialisierung für diese Lösung Klärung der Zulassungsanforderungen (einschließlich Test/Nachweis) für den Einsatz des Systems mit und ohne Sicherheitsbegleiter. Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 12

13 Wie geht es weiter? 2. Stufe Untersuchung einer Automatisierung des Depots Evolution des autonomen Fahrens führt über den Betriebshof. Geschützter, abgeschlossener Bereich; Richtungsverkehr ideales Testfeld. Ziel 1: Reduzierung des Personalaufwands für regelmäßig wiederkehrende Rangiertätigkeiten (Fahrzeugwäsche, Besandung, Wartung). Ziel 2: Reduzierung von Auf- und Abrüst- sowie Wegezeiten. Schrittweises Herstellen der Akzeptanz autonomer Systeme. Projektpartner: Siemens KIT ViP. Themen: Definition Anhaltepunkte und präzise Ortung in Werkstatthalle (GPS nicht zuverlässig möglich); Verantwortlichkeiten für Verkehrssicherheit bei Fahrzeugbereitstellung. Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 13

14 Ausgangslage: Daten der Dieselbusflotte der ViP Kilometer 5265 t Kohlendioxid 61 t Stickoxide Liter Dieselkraftstoff 35 t Kohlenmonoxid 7900 kg Kohlenwasserstoffe 400 kg Feinstaubpartikel Datenbasis 2015 Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 14

Diesel bleibt noch 10 Jahre Rückgrat auf der Straße Diesel Euro 3 CO 2 = Kohlendioxid; CO = Kohlenmonoxid; HC = Kohlenwasserstoff; NOx = Stickoxide; PM = Partikelmasse Diesel EEV CO 2 891.842 kg CO 7.

15 Diesel bleibt noch 10 Jahre Rückgrat auf der Straße Diesel Euro 3 CO 2 = Kohlendioxid; CO = Kohlenmonoxid; HC = Kohlenwasserstoff; NOx = Stickoxide; PM = Partikelmasse Diesel EEV CO kg CO kg HC kg NOx kg PM 67 kg CO kg CO kg HC 807 kg Nox kg PM 65 kg Diesel Euro 6 CO kg CO kg HC 0 kg NOx kg PM 31 kg Betrachtung der Solobusflotte ViP Jahresfahrleistung rd km Diesel Euro 6 Hybrid CO kg CO kg HC 0 kg NOx kg PM 26 kg Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 15

16 Wer die Wahl hat,. Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 16

17 Die Ära Jugend forscht nähert sich dem Ende Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 17

18 Fazit Die Straßenbahn bleibt das Rückgrat öffentlicher E-Mobilität Hersteller liefern zunehmend verlässliche Produkte....aber nur in kleinen Stückzahlen Es gibt E-Bus Konzepte nicht von der Stange Je nach Unternehmensgröße sind mehrere Techniken denkbar Fördersysteme sind gut, müssen aber entbürokratisiert werden Dabei sollten auch Leasingmodelle berücksichtigt werden Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 18

19 Fragen? Fachkonferenz MIL & VKU Energiewende lokal gestalten Oliver Glaser GF-T ViP Seite 19

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