Neue autoMobilität – Automatisierter Straßenverkehr der Zukunft

Hintergrund und Ziele

In Sachen Automatisierung, Digitalisierung und Vernetzung von Fahrzeugen und Straßenverkehr ist ein grundlegender Wandel in vollem Gange. Um diese Entwicklung mit ihren vielfältigen Herausforderungen und Chancen politisch gestalten zu können, ist eine wissenschaftlich fundierte Analyse zu Status quo sowie zu zukünftigen Entwicklungen und vor allem Herausforderungen nötig. Dazu hat sich die interdisziplinäre und branchenübergreifende Projektgruppe „Neue autoMobilität“ formiert. Die Projektleitung liegt beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. acatech koordiniert das Projekt.

In einem ersten Schritt wurde in einer acatech POSITION ein Zielbild 2030 für den automatisierten Straßenverkehr definiert, das in verschiedenen Nutzungsszenarien die Möglichkeiten des automatisierten Straßenverkehrs beschreibt und erste Handlungsempfehlungen an die Hand gibt.

Daran wird eine acatech STUDIE anschließen, die die relevanten Aktionsfelder analysiert, Roadmaps für sie entwickelt und Schlussfolgerungen für den Weg zu einem sicheren und nutzerfreundlichen automatisierten Straßenverkehr in Deutschland zieht. Internationale Vergleiche und aktuelle Praxisbeispiele aus Deutschland konkretisieren das Ganze.

Ausgehend von den Ergebnissen des Projekts startete im Januar 2018 das Vertiefungsprojekt Neue autoMobilität II – Kooperativer Straßenverkehr und intelligente Verkehrssteuerung für die Mobilität der Zukunft.

Was bedeutet Automatisierung für den Verkehr der Zukunft?

Automatisierung hieß über alle zurückliegende Stufen der industriellen Revolution hinweg, bestimmte Arbeiten von Maschinen erledigen zu lassen. Beginnend beim mechanischen Webstuhl setzt sich die Automatisierung bis heute fort, beispielsweise bei der Integration von Robotern in modernen Fabriken. In Folge der Digitalisierung schreitet die Automatisierung von Fahrzeugen rasch voran. Das elektronische Stabilitätsprogramm, Notbrems- und Einparkassistenten oder adaptives Kurven- und Fernlicht entwickeln sich bereits zu einem Standard moderner Autos.

Durch Entwicklungen im Bereich der Assistenzsysteme und des teil- und hochautomatisierten Fahrens nimmt das Fahrzeug dem Fahrer immer mehr Aufgaben ab. Vollautomatisierte Fahrzeuge und letztlich das gänzlich autonome Fahren werden immer realistischer. Die Automatisierung im Straßenverkehr vollzieht sich dabei schrittweise – nicht nur hinsichtlich der verschiedenen Grade an automatisierten Funktionen des Fahrzeugs, sondern auch hinsichtlich der Gebiete und Regionen, in denen automatisiertes Fahren möglich sein wird. Die Grafik zeigt, welche Stufen der Automatisierung die Projektgruppe unterscheidet und welche Stufen sie fokussiert.

Was bedeutet Digitalisierung für den Verkehr der Zukunft?

Digitalisierung beschreibt den Einzug der Informationstechnologie in nahezu sämtliche Bereiche unseres Lebens. Viele Milliarden kleiner und kleinster Computer sind in Infrastrukturen, Maschinen, Haushaltsgeräten und Alltagsgegenständen verbaut. In jedem modernen Mittelklassewagen stecken rund 150 von ihnen. Der treibende Faktor der Digitalisierung ist die Vernetzung zu einem Internet der Dinge, Daten und Dienste.

Die Digitalisierung prägt auch die Mobilität: Fahrzeuge – bislang passive, fremdgesteuerte Objekte – avancieren mithilfe von eingebetteten Systemen zu aktiven, selbst kommunizierenden Einheiten, die mehr und mehr Fahraufgaben übernehmen. Fortschritte im Bereich der eingebetteten Systeme, gestützt durch die exponentielle Leistungssteigerung in der IT, ermöglichen den Innovationsschub im Bereich der Fahrerassistenz technologisch und wirtschaftlich. Mit ihren zahlreichen Sensoren und Aktuatoren und teilweise hunderten von eingebetteten Systemen sind Autos heutzutage ein herausragendes Beispiel von Cyber-Physical Systems.

Warum das Thema Neue autoMobilität ansteht

Das Mobilitätssystem steht vor großen Herausforderungen: Der weltweite Mobilitätsbedarf von Menschen und Gütern steigt. Zugleich muss die Mobilität ressourcen- und klimaschonend werden. Lärm und Schadstoffemissionen, Staus und Verkehrsunfälle werden zu zentralen Herausforderungen in den verdichteten urbanen Räumen. Hinzu kommt der Faktor der sozialen Teilhabe, insbesondere in einer alternden Gesellschaft. Die Umstellung der Antriebstechnologie auf Elektromobilität sowie ein intelligenter und vernetzter Mix der Mobilitätsformen, eröffnen Optionen für einen zugleich umweltfreundlichen, wirtschaftlichen und attraktiven Straßenverkehr der Zukunft.

Zahlreiche Projekte weltweit demonstrieren die Aktualität des Themas. Der Wettlauf um die Technologieführerschaft sowie um die Leitanbieterschaft bei automatisierten Fahrzeugsystemen und mit ihnen verbundenen Smart Services hat auch im Mobilitätssektor begonnen. In absehbarer Zeit erreichen fahrerlose Einzelfahrzeuge Marktreife. Um im globalen Wettbewerb mithalten zu können, müssen heute die Weichen gestellt werden – in Wirtschaft, Politik und der Gesellschaft. Die Projektgruppe „Neue autoMobilität“ erarbeitet dazu grundsätzliche Handlungsempfehlungen.

© Bundesregierung/Kugler

„Das automatisierte und vernetzte Fahren ist die größte Mobilitätsrevolution seit der Erfindung des Automobils. Die Fahrzeuge kommunizieren untereinander und mit der Infrastruktur. Die entscheidenden Impulse für diese Innovationen kommen aus dem Autoland Nr. 1, aus Deutschland. Damit das so bleibt, müssen Schlüsseltechnologien der Mobilität 4.0 hier entwickelt, erforscht, getestet und produziert werden. Ich bin überzeugt: Mit den richtigen Rahmenbedingungen können wir unsere Innovationsführerschaft weiter behaupten – und bleiben an der Spitze bei Wachstum, Wohlstand und Arbeit.“

Alexander Dobrindt, ehem. Bundesminister für Verkehr und digitale Infrastruktur

© acatech/D. Ausserhofer

„Digitalisierung ist der Megatrend unserer Zeit und beeinflusst alle Lebensbereiche. Auch unsere Mobilität wird durch diesen Trend erfasst. Neben der Elektromobilität ist das automatisierte Fahren die zentrale Herausforderung für die Mobilitätsbranche. Der Einzug digitaler Technologien eröffnet neue Geschäftsmodelle, auch für branchenfremde Akteure. In einem digitalen Ökosystem Mobilität ist daher eine übergreifende Kooperation der Beteiligten notwendig. Deutschland, mit seiner starken Automobilindustrie und ausgeprägtem technischen Know-how in der Automatisierung, kann Vorreiter dieser Entwicklung sein. Ein gemeinsames Zielbild ist die Grundlage für eine erfolgreiche Umsetzung des automatisierten Straßenverkehrs der Zukunft.“

Henning Kagermann, Vorsitzender der Nationalen Plattform Elektromobilität und Vorsitzender des acatech Kuratoriums

© DLR

„Automation unterstützt Autofahrer bereits heute aktiv in fortgeschrittenen Assistenzsystemen. In greifbarer Zukunft werden auch automatisierte Fahrzeuge nicht länger nur eine Vision sein. Eine Herausforderung besteht darin, Automatisierung und Vernetzung zusammen zu denken. Umfeldwahrnehmung, intelligente Fahrzeugsteuerung und intuitive Mensch-Maschine-Interaktionen sind einige der Themen, die wir im Projekt „Neue autoMobilität“ interdisziplinär betrachten wollen, um einen gemeinsamen Weg für die Zukunft aufzuzeigen.“

Karsten Lemmer, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Leiter des Instituts für Verkehrssystemtechnik

Bereits in der Frühzeit des Automobils entstanden erste Visionen des automatisierten Fahrens. So auf der Weltausstellung 1939, wo Elektrofahrzeuge mit induktiver Ladung und Fernsteuerung vorgestellt wurden. Doch erst die digitale Vernetzung der vergangenen Jahre macht automatisiertes Fahren wirklich alltagstauglich. Dadurch wird der Straßenverkehr umweltfreundlicher, sicherer, zeitsparender und wirtschaftlicher. Wo Digitalisierung und Automatisierung den Straßenverkehr durchdringen, entsteht eine Neue autoMobilität. acatech koordiniert das gleichnamige Projekt zum automatisierten Straßenverkehr der Zukunft.

Organisation und Arbeitsweise

Die Projektgruppe hat 43 Mitglieder aus über 30 Organisationen aus Wirtschaft, Wissenschaft und Zivilgesellschaft. Diese erarbeiten in den fünf Arbeitsgruppen Handlungsempfehlungen (vgl. Grafik).

Die gesamte Projektgruppe tagt mehrmals im Jahr in regelmäßigen Abständen. Die innerhalb der Arbeitsgruppen erarbeiteten Sachstände werden von deren Vertretern monatlich bis wöchentlich mit der Projektleitung abgestimmt.

Als Projektpartner stellt das Deutsche Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) mit Prof. Dr. Karsten Lemmer, Leiter des Instituts für Verkehrssystemtechnik, den Projektleiter und bringt die spezifische wissenschaftliche Expertise zum Thema ein.