Vernetzter Verkehr / Autonomes Fahren

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Lieselotte Kranz
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1 Vernetzter Verkehr / Autonomes Fahren 6. Tag der Elektromobilität Schwerin 11. Juli 2017

Vernetzte Mobilität heute Fotos: wikipedia, Augsburger Nachrichten Verkehrsanlagen

und Netzbeeinflussungssysteme Navigationssysteme mit TMC (pro) Viele Mängel im

Car Sharing Berlin 3 flex 5 stationär ÖPNV-Tickets 104 Verkehrsverbünde

2 Vernetzte Mobilität heute Fotos: wikipedia, Augsburger Nachrichten Verkehrsanlagen Steuerung über Lichtsignalanlagen Datenerfassung über Sensoren Kollektive Strecken- und Netzbeeinflussungssysteme Navigationssysteme mit TMC (pro) Viele Mängel im System Staus, Unfälle Viele sektorale Systeme Stromtankstellen Abrechnungssysteme Car Sharing Berlin 3 flex 5 stationär ÖPNV-Tickets 104 Verkehrsverbünde Mobilitätsapps Unzählige Systeme moovel, Quixxit, keine einheitliche Datenplattform Heilbronn Bahnhofstraße

Vernetzte Mobilität morgen Fotos: DLR, Audi, car it Verkehrsanlagen Kooperative

Strecken- und Netzbeeinflussungssysteme + Systemoptimum Navigationssysteme mit

ESP, Umgebungsbeobachtung Der multimodale Spontantraveller Vernetzte Apps mit

3 Vernetzte Mobilität morgen Fotos: DLR, Audi, car it Verkehrsanlagen Kooperative Systeme ppp-modell Fahrzeuge + smartphone = Datenlieferant Individuelle Strecken- und Netzbeeinflussungssysteme + Systemoptimum Navigationssysteme mit Prognosedaten Weniger Staus und Unfälle Fahrzeuge Teilautonomes Fahren ACC, ESP, Umgebungsbeobachtung Der multimodale Spontantraveller Vernetzte Apps mit einheitlichen Daten Smartphone als Universalgeldbörse Teilen statt besitzen Auto Fahrrad???

4 Vernetztes Fahren GNSS Fahrzeug zu Infrastruktur (V2I) Fahrzeug zu Fahrzeug (V2V) Quelle: Neumann, BMVI

E-Carsharing bessere Lebensqualität Robotaxis RideSharing Bessere Teilhabe

Unfälle (mit Pkw) Herausforderungen Mehr Autos statt Umweltverbund

5 Mobilität 2050 autonomes Fahren? Chancen Deutlich höhere Leistungsfähigkeit Mehr Platz in den Straßenräumen E-Carsharing bessere Lebensqualität Robotaxis RideSharing Bessere Teilhabe von Senioren Alternative zum ÖPNV im ländlichen Raum Keine Staus, keine Unfälle (mit Pkw) Herausforderungen Mehr Autos statt Umweltverbund Übergangsphase Mix Mensch + Maschine Verantwortung Güterverkehr Systemausfall Warum noch Porsche fahren? Fotos: wikimedia, zukunft mobilität, tz

6 Entwicklung automatisiertes Fahrens auf Schienen Docklands, mit Zugbegleiter METRO DUBAI, bislang 76 km in Betrieb Nürnberg, fahrerlos Vancouver, fahrerlos Fahrerlos in 1435-mm-Normalspurweite Quelle: Neumann, BMVI 6

7 Entwicklung des automatisierten Fahrens im öffentlichen Verkehr Quelle: Neumann, BMVI

8 Automatisierungsstufen Manuell Assistiert Teilautomatisiert Hochautomatisiert Vollautomatisiert Autonom Quelle: Neumann, BMVI

9 Automatisierungsstufen Fahrer ist immer In-the-Loop Fahrer ist Out-of-the-Loop Quelle: VDA

10 Potenziale des automatisierten und vernetzten Fahrens Steigerung der Verkehrseffizienz Erhöhung der Verkehrssicherheit Reduzierung der verkehrsbedingten Emissionen Stärkung des Innovationsstandorts Deutschland Quelle: Neumann, BMVI

Handlungsfelder der Strategie automatisiertes und vernetztes Fahren Infrastruktur Recht Innovation Digitale Infrastruktur Ausstattung für

Überwachung Digitales Testfeld Autobahn Forschungsförderung/-rahmen Vernetzung Mobilitäts- und Geodaten Intelligente Verkehrssysteme

11 Handlungsfelder der Strategie automatisiertes und vernetztes Fahren Infrastruktur Recht Innovation Digitale Infrastruktur Ausstattung für die intelligente Straße Rechtsrahmen (national/international) Fahrausbildung Typgenehmigung/ techn. Überwachung Digitales Testfeld Autobahn Forschungsförderung/-rahmen Vernetzung Mobilitäts- und Geodaten Intelligente Verkehrssysteme IT-Sicherheit und Datenschutz Standards für IT-Sicherheit Handlungsbedarf im Datenschutz Quelle: Neumann, BMVI Gesellschaftlicher Dialog Chancen und Risiken des AVF Informationsbereitstellung

autonomen Fahren Ausstattung mit automatisierten Fahrfunktionen Dann: FZ-Führer muss das Verkehrsgeschehen nicht überwachen Aber: Er muss unverzüglich übernehmen

12 Gesetzlicher Rahmen : Kabinettbeschluss zum automatisierten Fahren (SVG) Kfz mit hoch- oder vollautomatisierten Fahrfunktionen Fahrzeugführer ist vorhanden anders als beim autonomen Fahren Ausstattung mit automatisierten Fahrfunktionen Dann: FZ-Führer muss das Verkehrsgeschehen nicht überwachen Aber: Er muss unverzüglich übernehmen können Datenspeicher bei Kfz mit hochautomatisierter Fahrfunktion: Steuerung durch System oder Fahrzeugführer? Gab es eine Übernahmeaufforderung? technische Störung? kein nationaler Alleingang internationales Vorgehen! Quelle: Quelle: electrek.files.wor dpress.com

13 Ethisches Dilemma Würde man diesem netten Kerlchen einen Mord zutrauen? Quelle: Die Welt ( )

Softwareentwicklungen S. Tsugawa entwickelt in Japan ein wirklich selbstfahrendes Auto.

14 Technische Machbarkeit Shakey (1966) Erstes autonomes Auto (1977) Das Stanford Research Institute for AI entwickelt ein autonomes Fahrzeug Revolutionäre Sensor- und Softwareentwicklungen S. Tsugawa entwickelt in Japan ein wirklich selbstfahrendes Auto. 2 Kameras und Analogcomputer Fahrgeschwindigkeit 30 km/h Orientierung an Seitenplanke Quelle: Müller, TU Berlin

Technische Machbarkeit Stanford Cart (1979) DARPA ALV-Programm (1983-1989) "The cart

Fahrgeschwindigkeit 4 m/h Defence Advanced Research Projects Agency Parallele Mikrorechner

15 Technische Machbarkeit Stanford Cart (1979) DARPA ALV-Programm ( ) "The cart successfully crossed a chairfilled room without human intervention in about five hours. Fahrgeschwindigkeit 4 m/h Defence Advanced Research Projects Agency Parallele Mikrorechner Architekturen Kameras und Laserscanner Fahrleistung nicht zufriedenstellend Quelle: Müller, TU Berlin

16 Beitrag zur Fahrzeugsicherheit Technische Machbarkeit Unfallverminderung Unfallvermeidung Verbundglas Kollisionsvermeidung Sicherheitszelle Seitenaufprallschutz Knautschzone aktive Gurte Airbag Seitenairbag 3-Punkt Sicherheitsgurt Unterflurkonzept Precrash Systeme Automatischer Notruf BAS ACC ABS ASR EBVESP/DSC Active Protection Erweiterter Notruf Hochauto. Fahren Kooperative FAS Ausweichassistenz Aktive Gefahrenbremsung Stauassistent Auffahrwarnung ACC Stop and Go Spurwechselwarnung Night Vision Head-Up Display Autopilot Copilot Fahrerassistenz Passive Aktive Präventive Quelle: Müller, TU Berlin Sicherheit

Motivation für das autonome Fahren Von durchschnittlich 80

Monate im Auto (Stern 01/14) 114 Stunden verbringen die

17 Motivation für das autonome Fahren Von durchschnittlich 80 Jahren Lebenszeit verbringen die Deutschen 2 Jahre und 6 Monate im Auto (Stern 01/14) 114 Stunden verbringen die Deutschen pro Jahr im Auto hiervon sind 38 Stunden Wartezeit in Staus. (NOZ 02/15) 20% aller Fahrer nutzen das Handy während der Fahrt ohne Freisprechanlage DEKRA 2010 Ford Automotive Zeitgeist Studie 08/14

18 Motivation für das autonome Fahren Konvoi fahren Prädiktiv fahren Quelle: Neumann, BMVI Fahrzeugeffizienz Stauvermeidung Quelle: Neumann, BMVI

Wirkungen auf die Fahrzeugtechnologie Zusätzliche Umfeld- und Verkehrsinformationen Zusätzliche Informationen über den Fahrer Zusätzliche Systemredundanzen (tlws.

19 Wirkungen auf die Fahrzeugtechnologie Zusätzliche Umfeld- und Verkehrsinformationen Zusätzliche Informationen über den Fahrer Zusätzliche Systemredundanzen (tlws. nur über Software) Neue Technologien (z.b. Steer-By-Wire) Zusätzliche Fahrzeugregelungsfunktionalitäten Neue Innenraumgestaltung (Bsp. Robotaxis ) Neue HMI-Konzepte (z.b. Stick, Touch-Screens, ) Neue Infotainmentsysteme Neue Kommunikationsfähigkeiten (Car-2-X, SW Over The Air, ) Höhere Rechenleistungen Quelle: innoz

Wirkungen auf den Verkehrsablauf Mischverkehr für längere Übergangszeit Separate Fahrspuren für längere Übergangszeit Platooning Geringere Geschwindigkeitsdifferenzen Städtischer

20 Wirkungen auf den Verkehrsablauf Mischverkehr für längere Übergangszeit Separate Fahrspuren für längere Übergangszeit Platooning Geringere Geschwindigkeitsdifferenzen Städtischer Verkehr Shared Space? Radverkehr im Mischverkehr Trennwirkung Robotaxis Ruhender Verkehr Quelle:

21 Wirkungen auf den Verkehrsteilnehmer Geringere Fahrpraxis des Fahrers (Stufe 3 und 4) -> besonders kritisch in Übernahmesituationen Veränderte Kommunikation zwischen Fahrer und anderen Verkehrsteilnehmern, z.b. über Lichtsignale Veränderte Sitzpositionen ( Passagier statt Fahrer ) Verringertes Situationsbewusstsein wegen höherer Ablenkung Quelle: heise.de Quelle:

22 Technische Herausforderung - Fahrzeugsicherheit Komplexes technisches System (Fahrzeug, FAS, ) Menschliche Bediener und Teilnehmer (Autofahrer, Fußgänger, ) Komplexe Umgebungsbedingungen (Straßenverkehr, Wetter, ) Sicherheitskritische Situation mit hoher Gefährdung und niedriger Eintrittswahrscheinlichkeit (Unfallsituation, Beinah-Unfallsituation) Quelle: Müller, TU Berlin

23 Technische Herausforderung - Wahrnehmung Ampelerkennung Quelle: Müller, TU Berlin Interaktion mit anderen Verkehrsteilnehmern

24 Technische Herausforderung - Wahrnehmung Einbiegen auf Landstraßen Verkehrszeichenerkennung Überholen auf Landstraßen Reibwerterkennung Quelle: Müller, TU Berlin

Zusammenfassung Hoch automatisiertes Fahren auf der Autobahn zuerst Robotaxis im ländlichen Raum und als Zubringer mit geringen Geschwindigkeiten in näherer Zukunft Autonomes Fahren in den

25 Zusammenfassung Hoch automatisiertes Fahren auf der Autobahn zuerst Robotaxis im ländlichen Raum und als Zubringer mit geringen Geschwindigkeiten in näherer Zukunft Autonomes Fahren in den Städten in ferner Zukunft Diskussion abseits der technischen Machbarkeit über sinnvolle Integration in künftigen urbanen Verkehr erforderlich! Nicht alles ist sinnvoll was machbar ist Quelle:

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