Die Zukunft des Autofahrens. Technologietrends im Strassenverkehr. AWK FOKUS-Seminar, März 2015

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1 Die Zukunft des Autofahrens Technologietrends im Strassenverkehr AWK FOKUS-Seminar, März 2015 Rolf Münger, Principal Consultant Philipp Büchi, Bereichsleiter Peter Geissbühler, Bereichsleiter

2 Technologietrends im Strassenverkehr Digitalisierung des Strassenverkehrs Quelle: 20Min, 3. März 2015 Quelle: 4. März 2015 Quelle: az-online, Quelle: 31. Blick März online, März 15 Quelle: Schweiz am Sonntag, 8. März

3 Inhalt Überblick über Technologietrends Trend «Autonomes Fahren» Trend «Connected Cars» Herausforderung Infrastruktur 3

4 Überblick über Technologietrends Elektromobilität Mobility Pricing Smart Car Handy Internet Handel Service Social Versicherung Media Infrastruktur Logistik Zulieferer OEM Gastronomie Mobility Service GPS Daten Verkehrs- Daten Wetter Tankstelle Big Data Autonomes Fahren Connected Cars 4

5 Überblick über Technologietrends Elektromobilität Elektromobilität Ein Thema, das immer wichtiger wird. Der Klimawandel fordert emissionsarme Mobilitätslösungen. Die jüngsten Fortschritte in der Batterietechnologie führen zu immer besseren Fahrleistungen und Reichweiten der Fahrzeuge. Beispiele von bekannten Elektrofahrzeugen: Tesla BMW i3 / i8 Audi e-tron 5

6 Überblick über Technologietrends Elektromobilität Nutzen Emissionsreduktion (Abgase, Lärm) Geringerer Wartungsaufwand Alternative Energiespeicher z. B. für Solar- und Windenergie (Smart Grid) Weniger Bedarf an fossilen Brennstoffen Herausforderungen Hohe Anschaffungskosten Batterie hat: Begrenzte Reichweite Lange Ladezeit Begrenzte Lebensdauer Energiebereitstellung? Auswirkungen auf Infrastruktur Aufbau Netz von Ladestationen (analog Tankstellennetz) Bereitstellung des benötigten Stroms muss sichergestellt werden 6

7 Überblick über Technologietrends Mobility Pricing ( Fokus auf Road Pricing) An sich begrüssenswerte Entwicklungen wie der immer tiefere Kraftstoffverbrauch sowie die Verbreitung von Elektrofahrzeugen führen zu Mindereinnahmen aus der Mineralölsteuer. Mobility Pricing die Suche nach einer fairen, nachhaltigen Finanzierung unserer (Strassen-)Verkehrsinfrastruktur sowie nach differenzierten Lenkungsmöglichkeiten der Mobilitätsnachfrage 7

8 Überblick über Technologietrends Mobility Pricing ( Fokus auf Road Pricing) Nutzen Beeinflussung der Mobilitätsnachfrage Ökonomisch effiziente und ökologisch nachhaltige Nutzung der Verkehrsinfrastruktur Bessere Nutzung bestehender Infrastrukturen und Glättung von Verkehrsspitzen Herausforderungen Verfassungsänderung notwendig Volkswille entscheidet Hohe Erhebungskosten (insbesondere bei GPS-basierten Erfassungssystemen) Wahrung Datenschutz/Privatsphäre Auswirkungen auf Infrastruktur Aufbau der «Erfassungs»-Infrastruktur notwendig: Erfassung vorbeifahrender Fahrzeuge z. B. über Videokameras oder mittels Funktechnologie IT-Infrastruktur für Auswertung und Abrechnung Ggf. Ausrüstung der Fahrzeuge mit on-board-units 8

9 Überblick über Technologietrends Smart Car Die grossen IT-Konzerne mischen den Automarkt auf. Bewährte Systeme dienen neu als Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine zur Steuerung des intelligenten Autos. Beispiele von Betriebssystemen für Autos: Android Auto (Google) Apple CarPlay Microsoft Windows for Car QNX (Blackberry) 9

10 Überblick über Technologietrends Smart Car Nutzen Verfügbarkeit aller Dienste im Auto (Telefon, Musik, Kalender, Internet) Permanenter Datenzugriff möglich Gewohntes User-Interface Neue Anwendungsmöglichkeiten (z. B. Fernsteuerung), neue Geschäftsmodelle (z. B. Fernwartung) Herausforderungen Integration der Technologien (Schnittstellen, Hersteller) Unterschiedliche Lebenszyklen der Technologien Hohe Anforderungen an die Sicherheit und Verfügbarkeit der verschiedenen Systeme Gewährleistung der Netzverfügbarkeit (inkl. nahtlose Übergänge) Auswirkungen auf Infrastruktur Anforderungen an Netzverfügbarkeit steigen ( weitere Kapazitätserhöhung und damit Ausbau der Kommunikationsinfrastruktur notwendig) Infrastruktur für IT-Sicherheit (Zutrittsschutz und Zugriffsschutz) 10

11 Überblick über Technologietrends Big Data im Strassenverkehr Versicherung Handel Service Social Media Handy Internet Infrastruktur Logistik Zulieferer OEM Gastronomie Mobility Service GPS Daten Verkehrs- Daten Wetter Tankstellen Big Data im Strassenverkehr das Sammeln und Auswerten von Daten macht auch vor dem Strassenverkehr nicht halt. Relevante Datenquellen wie: Daten aus «Internet of Things» Extended Floating Car Data (XFCD) Floating Phone Data 11

12 Überblick über Technologietrends Internet Infrastruktur Versicherung Handel Service Social Media Handy Logistik Gastro- Big Data Zulieferer OEM Mobility Service GPS Daten Verkehrs -Daten nomie Wetter Tankstelle Nutzen Datengrundlage z.b. für das autonome Fahren Optimierung des Verkehrsflusses, der Verkehrsprognosen und der Routenplanung (Verkehrsmanagement) Neue Geschäftsmodelle, z.b. für Versicherungen (pay as you drive) Herausforderungen Einhaltung Datenschutz, Wahrung der Privatsphäre, Regelung des Datenzugriffs und der Datenhoheit Rechtliche Aspekte bezüglich Verwendung der Daten Beherrschen der Datenmenge Auswirkungen auf Infrastruktur Sensorik auf Seite Infrastruktur muss bereit gestellt werden IT-Infrastruktur für Datensammlung & Auswertung (Netzwerk, Speicher & Algorithmen) Infrastruktur für IT-Sicherheit (Zutrittsschutz und Zugriffsschutz) 12

14 Autonomes Fahren 14

15 Trend «Autonomes Fahren» Definitionen Autonomous vehicle can drive itself from a starting point to a predetermined destination in autopilot mode using various in-vehicle technologies and sensors. (Quelle: Gartner) Automations-Level*: Level 0 keine Automation Level 1 funktionsspezifische Automation Level 2 kombinierte Automationsfunktionen Level 3 limitierte, selbstfahrende Automation Level 4 komplett selbstfahrende Automation * U.S. Department of Transportation 15

16 Trend «Autonomes Fahren» Technologien 16

17 Trend «Autonomes Fahren» Video «Google Self Driving Car on City Streets» 17

18 Trend «Autonomes Fahren» Nutzen und Herausforderungen Nutzen Fahrzeit besser nutzbar Optimierter Verkehrsfluss Erhöhte Kapazität Verbesserte Sicherheit Reduzierter Energieverbrauch Ausbau / Automatisierung Verkehrsmanagement Herausforderungen Ungelöste Fragen zur Fahrtauglichkeit Haftungsfragen Anpassungen am «Wiener Übereinkommen über den Strassenverkehr» Mensch Akzeptanz und Vertrauen «Künstliche Intelligenz» vs. menschliches Urteilsvermögen 18

19 Trend «Autonomes Fahren» Auswirkung auf Strasseninfrastruktur Smart Road Aktuelle Forschungsresultate zeigen, dass zur Sicherstellung bzw. Erhöhung der Sicherheit für das autonome Fahren eine zeitgemäss ausgebaute Strasseninfrastruktur nötig ist. Das heisst beispielsweise: Auswirkung der Strasseninfrastruktur Senden von Signalzuständen (optisch ggf. schwer erkennbar Blendung, Nebel) Horizonterweiterung für autonome Fahrzeuge (Ereignisse ausserhalb Sensorreichweite) C2I (Car-to-Infrastructure) Kommunikation 19

21 Trend «Connected Cars» Technik und Anwendungen C2I: Car-to-Infrastructure C2C: Car-to-Car 21

22 Trend «Connected Cars» Technik und Anwendungen Technik Mögliche Anwendungen Car-to-Car (C2C) Car-to-Infrastructure (C2I) Roadside Stations C2I C2I C2C Bremswarnung Signalisation im Auto C2I C2C / geringe Reichweite: WLAN (IEEE p) C2I / grosse Reichweite: Mobilfunk Einsatzfahrzeuge Baustellenwarnung Kollisionswarnung Meteowarnung 22

23 Trend «Connected Cars» Video «BMW Car-to-X Communication» 23

24 Trend «Connected Cars» Nutzen und Herausforderungen Nutzen Für den Verkehrsteilnehmer Warnung vor Gefahren Bessere Verkehrsinformation, Umleitungsempfehlungen Für das Verkehrsmanagement Rückmeldungen zum Verkehrsfluss Verkehrsdaten Möglichkeit, gezielt zu informieren Gleichmässigerer Verkehrsfluss weniger Staus, weniger Unfälle Plattform für weitere Anwendungen Flottenmanagement Mobility Pricing Herausforderungen Missbräuchliche Verwendung von Daten Position, Geschwindigkeit Pannen, Unfälle Autofahrer muss sich auf Datenschutz verlassen können Hacker Roadside Stations und Fahrzeuge verwenden das gebräuchliche WLAN Protokoll Security-Massnahmen Überflutung des Fahrers mit Informationen Ablenkung 24

25 Trend «Connected Cars» Auswirkungen auf Strasseninfrastruktur Dienste Wetterdienst Polizei Baustellenmanagement Verkehrsmanagement Unterhaltsdienst Verkehrsinformation Strasseninfrastruktur Mobilfunkprovider Roadside- Stations 25

27 Herausforderung Infrastruktur Einflussfaktoren und Lösungsansätze Cyber- Bedrohung Elektro- Mobilität Smart Car Connected Car Road Pricing? Autonome Fahrzeuge Internet of Things Smart Road Lösungsansätze: Flexibilität Modularität SOA (service oriented architecture) Multi-Tier Struktur Präsentation Applikationslogik Basisdienste Daten Feldebene Infrastruktur heute 27

28 Herausforderung Infrastruktur Moderne, zukunftsgerichtete Systemarchitektur ist erforderlich Fachapplikation Verkehrs- Management Fachapplikation Baustellen- Management Fachapplikation X Basis- und Fachdienste Fachapplikation Y Management-Ebene Serviceorientierter Architekturansatz (SOA) Offenes System mit Funktionsbausteinen Daten (Zustandsabbilder, Stammdaten) Schweizweite Kommunikationsinfrastruktur 3 km Schöneichtunnel Standardisierte Streckensysteme Verkehrsleitsysteme Verkehrssignale etc. 28

29 Herausforderung Infrastruktur FA VM die Zukunft hat bereits begonnen Nutzen der Fachapplikation Verkehrsmanagement (FA VM) Integrierte Sicht auf den Verkehrszustand und die Verkehrsprognose auf den Schweizer Nationalstrassen Ein System für alle Stakeholder Verkehrsmanagement-Zentrale ASTRA Filialen Kantonspolizeien Viasuisse Effiziente Wartung und einfacher Ausbau serviceorientierte Architektur modularer Aufbau 29

30 Herausforderung Infrastruktur FA VM auf dem Weg zu «Big Data» Herausforderungen Grosse Datenmengen - aber nicht alle Daten sind relevant bzw. plausibel Datensicherheit Daten und deren Transport müssen hohe Anforderungen erfüllen Geschwindigkeit schnelle Erhebung und Verbreitung der Daten ermöglicht rasche Einflussnahme der Operatoren Beispiele von Daten Echtzeitdaten von den knapp 400 Verkehrszählern «Floating Phone Data» - anonymisierte Daten von Handys der Verkehrsteilnehmer Live-Bilder von fast 800 Videokameras Wetterdaten (Niederschlag, Temperatur, etc.) 30

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