Digibus® Austria: Anleitung für den Betrieb von automatisierten Shuttles

2021-03-18:

Im österreichischen Leitprojekt Digibus® Austria wurde in den vergangen drei Jahren am zuverlässigen und verkehrssicheren Betrieb von automatisierten Fahrzeugen geforscht. Insgesamt 13 Organisationen aus Forschung und Wirtschaft erarbeiteten gemeinsam Methoden, Technologien und Modelle für einen Einsatz im regionalen Personennahverkehr. Neben zahlreichen technischen Fortschritten steht als ein Ergebnis des Leitprojekts nun ein detailliertes Vorgehensmodell zur Verfügung, das potenzielle Betreiber Schritt für Schritt von der Planung bis zum Betrieb von selbstfahrenden Shuttles führt.

Die Überbrückung der sogenannte ersten bzw. letzten Meile stellt eine große Herausforderung in der Nutzung von öffentlichen Nahverkehrsangeboten dar: Wer mehr als diese Meile – also etwa 1,5 km – von der nächsten Haltestelle oder vom Bahnhof entfernt wohnt oder arbeitet, nutzt eher das eigene Auto und nicht den Bus oder die Bahn. „Automatisierte Fahrzeuge wie der Digibus^® könnten in diesem Jahrzehnt zum Game-Changer werden, indem sie die erste bzw. letzte Meile fahrerlos überbrücken und damit insbesondere im ländlichen Raum eine wichtige Zubringerfunktion zu Bahn- oder Buslinien übernehmen“, sagt der Leiter des österreichischen Leitprojektes Digibus^® Austria, Karl Rehrl von Salzburg Research.

Um dieser Vision einen Schritt näher zu kommen, wurde im Leitprojekt Digibus® Austria drei Jahre lang intensiv geforscht und getestet. Damit automatisierte Shuttles auf öffentlichen Straßen eingesetzt werden können, muss eine Vielzahl von Technologien und Rahmenbedingungen zusammenspielen. Ein Vorgehensmodell gibt potenziellen Betreiber/-innen nun detaillierte Anhaltspunkte: „Das Vorgehensmodell führt durch alle nötigen Schritte, um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb von automatisierten Shuttles zu planen und durchzuführen – von der Machbarkeitsanalyse, über die Risikoeinschätzung, die Einrichtung der digitalen und physischen Infrastruktur, die Inbetriebnahme sowie den täglichen Betriebsablauf bis hin zur Evaluierung“, so Rehrl weiter.

Betrieb auf öffentlichen Straßen machbar, aber herausfordernd

Auf privatem Gelände hat der Digibus^® bereits bewiesen, dass ein aus einer Zentrale überwachter, gänzlich fahrerloser Betrieb schon heute technisch möglich ist. Die überwiegende Mehrheit der Testpersonen gab an, dass sie sich im Shuttle sicher gefühlt hat. „Die Hälfte der Testpersonen könnte sich vorstellen, dass in Zukunft ein automatisiertes Shuttle den PKW bzw. Zweit-PKW ersetzt“, sagt Projektleiter Karl Rehrl von Salzburg Research.

Der Betrieb auf öffentlichen Straßen ist jedoch in vielerlei Hinsicht herausfordernd: Die entwickelten Methoden und Technologien wurden auf öffentlichen und nicht-öffentlichen Teststrecken in Salzburg und Niederösterreich erprobt. Hindernisse wurden zuverlässig erkannt und die Fahrt gestoppt. Die Reaktionen der insgesamt rund 3.000 Fahrgäste fielen vorwiegend positiv aus. Dem Großteil der Fahrgäste gefiel die Fahrt im Shuttle und sie fühlten sich sehr sicher oder sicher. Besonders herausfordernd im Pilotbetrieb in der Salzburger Gemeinde Koppl waren die relativ hohen Geschwindigkeiten von anderen Fahrzeugen sowie Abbiegesituationen.

Ergebnisse aus dem Pilotprojekt

Das Leitprojekt Digibus^®Austria hat gezeigt, dass für einen sicheren und zuverlässigen Einsatz neben den automatisierten Fahrfunktionen eine Vielzahl von weiteren Herausforderungen gelöst werden muss. Dazu zählen unter anderem die folgenden Punkte:

Umfeldbedingungen und Wegführung
Bevor ein fahrerloser Shuttlebus überhaupt auf öffentlichen Straßen fahren kann, müssen Umfeld-Bedingungen, Fahrszenarien und mögliche Wegführungen genau geprüft und bewertet werden. Dafür wurden im Leitprojekt Digibus® Austria Methoden zur Risikoanalyse entwickelt und erprobt. Durch eine erweiterte Road Safety Inspection wird das Risiko durch eine Begehung vor Ort beurteilt. Für besonders risikoreiche Fahrsituationen ist eine virtuelle Risikoanalyse anhand einer Simulation nötig. Dazu werden Objekte der Umgebung, wie Fahrstreifen oder Begrenzungsobjekte, digital in einer hochpräzisen Karte abgebildet. Mit Hilfe der hochgenauen Karte gelang es, die exakte Fahrspur des Digibus® automatisiert abzuleiten. Durch die Simulation konnte die Fahrspur weiter optimiert werden, sodass das Unfallrisiko während der Fahrt minimiert wird. So gelang es beispielsweise, die Zeit beim Verlassen eines kritischen Kreuzungsbereichs durch die Optimierung der Fahrspur beinahe zu halbieren.
Positionierung
Damit sich ein automatisiertes Fahrzeug sicher auf der öffentlichen Straße bewegen kann, muss es zu jeder Zeit sehr genau seine eigene Position kennen. Neben den LiDaR-Daten, der Inertialmesseinheit (IMU) und der Odometrie werden dafür GNSS-Satellitensignale eingesetzt, deren Genauigkeit üblicherweise nur im Meterbereich liegt. Durch die Berücksichtigung von Korrekturdaten durch das so genannte Realtime Kinematics-Verfahren kann eine zentimetergenaue Positionsbestimmung gelingen. Dafür müssen die Korrekturdaten in ausgezeichneter Qualität über das vorhandene LTE-Breitbandnetz oder über zusätzliche Kommunikationsinfrastruktur vor Ort dem Fahrzeug bereitgestellt werden. Im Leitprojekt wurde die Teststrecke in Koppl mit sogenannten C-ITS V2X Roadside Units ausgestattet, um die Übertragung der Korrekturdaten über den WLAN-basierten ITS-G5-Standard zu erproben.
Kommunikation mit Fahrgästen und anderen Verkehrsteilnehmer/-innen
Damit ein automatisiertes Fahrzeug tatsächlich alleine mit Fahrgästen fahren kann, muss es sehr klar mit Fahrgästen und seiner Umgebung kommunizieren. Im Leitprojekt Digibus® Austria entstanden neue Methoden und Technologien der Fahrgastinteraktion, die speziell auf die Kommunikations- und Informationsbedürfnisse von Fahrgästen in einem fahrerlosen Shuttle sowie in dessen Umfeld angepasst sind: Dazu gehören die Anzeige von aktuellen Echtzeit-Informationen auf interaktiven Touch-Monitoren im Shuttle und an Haltestellen, ein berührungsloser Sprachassistent, der mit künstlicher Intelligenz zur Klärung oft gestellter Fragen beiträgt sowie die Möglichkeit, im Bedarfsfall per Direktverbindung Hilfe von einer Leitstelle anzufordern.
Die Kommunikation mit anderen Verkehrsteilnehmenden wurde mittels unterschiedlicher LED-Animationen an der Außenseite des Shuttles getestet. Dadurch lässt sich beispielsweise an Fußgänger/-innen effektiv kommunizieren, ob das Fahrzeug vor einem Fußgängerübergang anhält bzw. wann es wieder weiterfährt.
Integration in das regionale Mobilitätssystem
Erstmalig wurde im Leitprojekt Digibus® Austria ein automatisiertes Shuttle auch vollständig in ein regionales Mobilitätssystem integriert und ein öffentlicher Pilotbetrieb nach Fahrplan durchgeführt. Drei Monate lang ergänzte der Digibus® wochentags die bestehende Buslinie in der Gemeinde Koppl und verdichtete diese auf einen Halbstundentakt. Für diesen Pilotbetrieb wurde mit Hilfe der Mobilitäts-App wegfinder die gesamte Mobilitätskette digital abgebildet. Fahrgäste konnten mit der App ihre Fahrt im Digibus® planen und sich über freie Plätze sowie Anschlüsse zur Weiterfahrt informieren. Die Verbindungen des Digibus® inkl. der Echtzeit-Abfahrts- und Ankunftszeiten sowie der aktuellen Sitzplatzauslastungen wurden in der App angezeigt.

Ergebnispräsentation

In dieser Online-Veranstaltung stellt das Projektteam die Ergebnisse sowie die erforderlichen Rahmenbedingungen und Schritte für den Einsatz von automatisierten Kleinbussen anhand des Digibus^® Austria Vorgehensmodells vor. Die Veranstaltung richtet sich an Verkehrsverbünde, ÖV-BetreiberInnen, Taxi- und Mietwagenunternehmen, Gemeinden sowie EntscheidungsträgerInnen, ForscherInnen und ExpertInnen im Mobilitätsbereich.

25. März 2021, 10:00-12:00 UhrOnline via Zoom
Programm + Anmeldung: https://www.digibus.at/anmeldung
Anmeldeschluss: 22. März 2021

Vorgehensmodell für den Betrieb von automatisierten Shuttles

Das Digibus^®Austria Vorgehensmodell steht online zur Verfügung:

Digibus® Austria Vorgehensmodell für den Betrieb von automatisierten Shuttles

Österreichisches Leitprojekt Digibus® Austria

Im Leitprojekt „Digibus® Austria“ erforschte und erprobte ein hochkarätiges Konsortium unter der Leitung von Salzburg Research den zuverlässigen und sicheren Betrieb von automatisierten Kleinbussen im öffentlichen Personennahverkehr. Das Projekt wurde im Rahmen des Forschungsprogramms „Mobilität der Zukunft“ vom Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) gefördert.

Forschungspartner: Salzburg Research Forschungsgesellschaft mbH (Projektleitung), Virtual Vehicle Research GmbH, AIT Austrian Institute of Technology GmbH, Universität Salzburg – Center für Human-Computer Interaction, Universität für Bodenkultur – Institut für Verkehrswesen, FACTUM – apptec ventures GmbH.

Unternehmenspartner: Kapsch TrafficCom AG, PRISMA solutions EDV-Dienstleistungen GmbH, Commend International GmbH, Fluidtime Data Services GmbH, HERRY Consult GmbH, ÖBB-Holding AG, EasyMile SAS.

Assoziierte Partner: Land Salzburg, Land Niederösterreich, ÖAMTC Fahrtechnik GmbH, A1 Telekom Austria AG

www.digibus.at