Internationales Verkehrswesen (65) 2 | 2013 69 TeCHNOLOGIe Wissenschaft Ziel des europäischen Forschungsprojekts eCoMove ist die Reduzierung des Kraftstofverbrauchs und die Verringerung der CO 2 -Emissionen um 20 %. Mithilfe von Fahrerinformationssystemen soll der Fahrer aktiv und nachhaltig unterstützt werden, eine eizientere Fahrweise zu erreichen. Neben fahrzeugseitigen Anwendungen kommen kooperative Systeme zum Einsatz, die durch die Kommunikation zwischen Fahrzeugen untereinander und mit der Infrastruktur auf eine eizientere Steuerung des Verkehrslusses zielen. Systemaufbau und Ergebnisse einer ersten Nutzerakzeptanz-Untersuchung werden im Folgenden dargestellt. I mmer noch ist der Straßenverkehr einer der größten CO 2 -Emittenten der Welt. Trotz efizienterer Motoren und sukzessive strengerer Abgasnormen werden Verbesserungen durch einen stetig steigenden Mobilitätsbedarf und durch die Zunahme des Fahrzeugbestandes kompensiert. Erhebliches Einsparpotenzial von Kraftstof und Luftschadstofen, unabhängig vom Fahrzeug, liegt in einer eizienteren Fahrweise. In speziellen, auf Verbrauchsreduzierung orientierten Fahrtrainings wurden Reduzierungen des Kraftstofverbrauchs um 25 % gemessen [1]. Zunächst bestehen vor Fahrtantritt Möglichkeiten, Quellen eines erhöhten Verbrauchs durch den Fahrer zu überprüfen. So steigt beispielsweise der Rollwiderstand proportional zur Fahrzeugmasse an und kann durch korrekten Reifenluftdruck reduziert werden. Relevante Reduzierungen lassen sich während der Fahrt insbesondere bei Beschleunigungs- und Bremsvorgängen erzielen. Dies gilt vor allem im Stadtverkehr, wo viele Beschleunigungs- und Bremsvorgänge stattinden. Eine vorausschauende Fahrweise, bei der Bremsvorgänge minimiert und die Bewegungsenergie zum Gleiten genutzt werden, unterstützt dabei eine eiziente Fahrweise. Weitere Maßnahmen, die der Fahrer beeinlussen kann, bestehen in der überlegten Nutzung von Zusatzverbrauchern. So erhöht die Klimaanlage den Verbrauch um ca. 0,1-2,1 l/ 100-km [2]; sie abzuschalten, kann einen wesentlichen Beitrag leisten (Tabelle 1) . Fahrerinformationssysteme können das Potenzial weiter steigern. In Versuchen mit Navigationssystemen mit ökonomischer Routenwahl konnten gegenüber herkömmlichen Routenoptionen Einsparungen von bis zu 13 Prozent [3] gemessen werden. Weitere, noch nicht genutzte Einsparmöglichkeiten, liegen in der Verkehrsinfrastruktur und der Bereitstellung entsprechender Informationen für den Fahrer. So bieten zeitlich synchronisierte Lichtsignalanlagen (LSA) die Möglichkeit, die Wartezeit um bis zu 21 Prozent zu reduzieren [4]. Der dadurch verbesserte Verkehrsluss führt zu geringerem Verbrauch und weniger Schadstofemissionen [5]. Die Potenziale zur Energieeinsparung im Straßenverkehr sind hoch und lassen sich durch einen breiten Ansatz realisieren. In der Vision von eCoMove (Bild 1) sind der Energieverbrauch eines „perfekten Fahrers“ und die verschwendeten Energien durch die bereits genannten Ineizienzen dargestellt. Die integrierten Lösungen in eCo- Move basieren auf diesen Einsparpotenzialen mit Fokus auf den PKW, den LKW und das Verkehrsmanagement. Im Ergebnis lassen sich Kraftstofeinsparungen von mehr als 20 % erzielen. Integrativer Ansatz Das Projekt eCoMove hat das Ziel, durch die Kombination der einzelnen Maßnahmen und den Austausch von Fahrzeug- und Infrastrukturdaten durch kooperative Systeme den vom Fahr- Eizienter fahren durch kooperative Systeme Die Autoren: Philipp Gilka, Stefan Trommer, Arne Höltl Tabelle 1: Einlussmöglichkeiten gegen erhöhten Verbrauch (Beispiele) Klimaanlage, andere Zusatzverbraucher Eizientes Routing Geschwindigkeits- und Abstands-Informationen Zuladung, Reifendruck, Dachgepäckträger TeCHNOLOGIe Wissenschaft Internationales Verkehrswesen (65) 2 | 2013 70 verhalten abhängigen Verbrauch zu reduzieren. Dem kooperativen Datenaustausch wird ein hohes Potenzial zur effizienten Nutzung des Straßenraums zugesprochen. Aus Echtzeitdaten zur Verkehrslage, zu Unfällen und zur LSA- Signalisierung etc. können Routenempfehlungen, Warnungen oder Informationen zur optimalen Geschwindigkeit ausgegeben werden. Im Rahmen des Projekts werden durch ein Konsortium von mehr als 30 europäischen Partnern verschiedene Applikationen entwickelt, die sowohl den Fahrer und sein Fahrverhalten als auch das Verkehrsmanagement umfassen und auf drei Feldern wirken: • Optimierung der Routenwahl (Pre-Trip) • Eiziente Navigation (On-Trip) und • Informieren des Fahrers zur Fahrweise (Post-Trip). Bild 2 zeigt zusammenfassend die Vision des integrierten Ansatzes eines kooperativen und energieeizienten Verkehrsmanagements [6]. Verkehrsinformationen werden vor Fahrtantritt zur Kalkulation der Route berücksichtigt (Pre-Trip) und kontinuierlich während der Fahrt überprüft. Unterwegs (On-Trip) erhält der Fahrer auf Grundlage des Fahrproils und der Verkehrslage Empfehlungen zur optimalen Geschwindigkeit. Parallel erfüllen die Fahrzeuge die Funktion eines Sensors: Daten des Fahrzeugs, wie Position, Geschwindigkeit und geplante Route werden anonym an die Verkehrsmanagementzentrale gesandt. Die so erzielte Datengrundlage verbessert die Qualität der Informationen und versetzt das Verkehrsmanagement in die Lage, den Verkehr eizienter zu steuern. Zudem sind die Fahrzeuge fähig, lokale Informationen untereinander auszutauschen und mit der Infrastruktur zu kommunizieren, um die verbleibenden Rotbzw. Grünzeiten der LSA zu erhalten. Der weitere Schritt zur dynamischen LSA-Beeinlussung ist in diesem Zusammenhang besonders für Einsatzfahrzeuge relevant. Nach der Fahrt (Post-Trip) werden dem Fahrer Informationen zum Fahrverhalten gegeben. Dabei liegt der Fokus der Fahrverhaltensanalyse auf dem Vergleich des gefahrenen Proils mit einem optimal energieeizienten Fahrverhalten unter Berücksichtigung der gegebenen Verkehrssituation. Für die Analyse werden diverse Fahrdaten wie Geschwindigkeit, Beschleunigungsverhalten und Gangwechselzeitpunkt sowie Karten- und Routeninformationen ausgewertet. Ineiziente Zustände der fahrzeugeigenen Systeme wie elektrische Zusatzverbraucher, niedriger Reifendruck oder ofene Fenster werden kontinuierlich durch Sensoren im Fahrzeug überwacht, der Fahrer über Zustandsänderungen informiert. Basierend auf diesen Systemen wurden Konzepte für die LKW-Logistik angepasst. Sie ermöglichen auf Grundlage der vorhandenen Verkehrslagedaten eine optimale Tourenplanung Bild 2: System eines kooperativen Verkehrsmanagements Bild 1: Vision eines energieeizienten Straßenverkehrs Individuelle Bewertung der Anwendungen mithilfe unterschiedlicher Methoden Integra i on von Ergebnissen der Fahrsimulatorstudien Feldversuche (München, Helmond, Turin) eCoMove Anwendungen für PKW, LKW und Verkehrsmanagement Verbessertes Fahrverhalten Bewertung der Anwendungen Ergebnissen der Feldversuche, Fahrsimulator-Studien und Verkehrssimula i onen mit dem Ziel, eine Systembewertung vorzunehmen Bewertung des eCoMove-Systems (network simula i on of Munich, Helmond & French motorways) Mikroskopische Verkehrssimula i on (München, Helmond, Französische Autobahnen) Bewertung des eCoMove- Systems durch Verkehrssimula i onen und Emissionsmodellen. Qualita i ve Bewertung von Langzeite ffekten. Fahrverhalten Systembewertung Bild 3: Bewertungsmethodik des eCoMove-Projekts Internationales Verkehrswesen (65) 2 | 2013 71 TeCHNOLOGIe Wissenschaft gen durchgeführt werden. Als Input für die mikroskopische Verkehrssimulation ist der Mehrwert der Feldtests - anders als bei Simulatorstudien unter Laborbedingungen - vor allem aufgrund der geringen Anzahl an Fahrten und der beschränkten Fahrerauswahl jedoch begrenzt. Mit den gewonnenen Daten wird anschließend das Fahrermodell der mikroskopischen Verkehrssimulation, die das Fahrverhalten der Fahrzeuge in der Simulation beeinlusst, kalibriert und Szenarien mit unterschiedlichen Befolgungsraten simuliert. Die Kombination der unterschiedlichen Datenquellen ist ein innovativer Ansatz und verspricht die Ermittlung von Wirkungen auf Verkehrsnetzebene. Ergänzt werden die Analysen durch den Einsatz des Emissionsmodells EnViVer, das anhand von VISSIM-Fahrzeugprotokolldaten CO 2 -, NO x - und PM10-Emissionen räumlich detailliert analysiert. ergebnisse und Ausblick Erste umfangreiche Befragungen durch das DLR und den spanischen Automobilclub RACC haben gezeigt, dass die 5800 Befragten den Systemen gegenüber überwiegend positiv eingestellt sind [9]. Interessante Ergebnisse betrefen nationale Unterschiede in der Akzeptanz von Assistenzsystemen und den höher eingeschätzten Nutzen von informativen gegenüber automatisierten Funktionen. Die Erwartungen an die Systeme, damit den Verbrauch zu reduzieren, sind insgesamt sehr hoch. Allerdings zeigen die Ergebnisse auch, dass die Wirkungen derartiger Anwendungen auf das Gesamtsystem nicht unabhängig von den Kosten betrachtet werden dürfen. Denn die Bereitschaft zur Investition in diese Anwendungen ist seitens der Nutzer insgesamt sehr niedrig. Potenzielle Umweltefekte zeigen sich aber erst bei hohen Ausstattungsraten, die jedoch in Abhängigkeit von den Kosten des Systems und damit verbunden auch von der Implementierungsdauer stehen. Darüber hinaus muss auch die Reisezeit, als Paradigma für die optimale Verkehrssteuerung, unter Berücksichtigung der Qualitätskriterien Verkehrssicherheit, Verlässlichkeit und insbesondere der CO 2 -optimalen Steuerung des Verkehrs neu bewertet werden. ■ Der Beitrag basiert auf dem Projekt eCoMove (Cooperative Mobility Systems and Services for Energy Eiciency) und ist durch die Europäische Kommission im 7.-Forschungsrahmenprogramm - Information society technologies for clean and eicient mobility - ko-inanziert. und navigieren den Fahrer energieeizient zum Ziel. Zusätzlich werden die Fahrproile analysiert und ermöglichen ein verbrauchsreduzierendes Training für den Fahrer [7]. Neben fahrzeugseitigen PKW-LKW-Anwendungen werden im Rahmen des Projekts auch Verkehrsmanagementanwendungen entwickelt. Dabei handelt es sich um Management- und Kontrollsysteme, die eine Schnittstelle zum Fahrzeugsystem bereitstellen. Das so geschafene kooperative System zielt auf eine strategische, taktische und operationelle Steuerung des Verkehrs. Die Nachfrage im Netz, der Region oder auf lokaler Ebene kann dann besser an die verfügbaren Kapazitäten angepasst werden. Bewertungsmethodik Die Methodik zur Bewertung des entwickelten kooperativen Systems wurde wesentlich durch das DLR erstellt. Das innovative Konzept zur Messung der Wirkungen basiert auf dem methodischen Ansatz des FESTA- Handbuches [8] und berücksichtigt darüber hinaus die besonderen Bedingungen des Projektes, vor allem die nur eingeschränkten Möglichkeiten für Feldversuche. Aufgrund des im Projekt verfolgten parallelen Ansatzes durch Fahrerinformations- und Verkehrsmanagementsystemen auf die Emissionsreduzierung zu wirken, ist die Entwicklung einer innovative Bewertungsmethodik notwendig, um das Potenzial der verbrauchsreduzierenden Wirkungen sowohl für die einzelnen Applikationen als auch für das gesamte Systems, bei skalierten Ausstattungsraten, abzuschätzen. In Bild 3 ist die Bewertungsmethodik [9, 10] dargestellt. Für die Analyse werden unterschiedliche Quellen als Datengrundlage genutzt: • Fahrsimulatorversuche, • Feldversuche und • Mikroskopische Verkehrssimulation. Zunächst werden mithilfe von Fahrsimulatoren unterschiedliche Szenarien und Systeme getestet. Die Durchführung von Simulatorstudien bietet die Möglichkeit, erste Akzeptanzanalysen hinsichtlich des Designs der Benutzeroberläche und der Meldungsstrategie zu erhalten sowie Tendenzen eines veränderten Fahrverhaltens zu identiizieren. Die Feldversuche gehören zu den wesentlichsten Informationslieferanten, speziell für die technische Veriikation und die Analyse der Abhängigkeiten im realen Verkehr. Zwar sind Feldversuche im Gegensatz zu Simulatorversuchen grundsätzlich schwerer zu reproduzieren, der Vorteil des Feldversuchs besteht aber darin, dass die Untersuchung unter realen Bedingun- QueLLen  [1] Deutsche Energie-Agentur Dena zeichnet Ford-Spritspartraining „Eco-Driving“ aus, Presseinformation, Ford, Köln, 2010  [2] www.ADAC.de  [3] Eco-driving uncovered, Online-Firmenbericht, Fiat, 2010  [4] STAUCH, O., STEIN, F. und STROBEL, A.: Wissen, wo‘s langgeht. 01/ 2009. Naviconect 2009  [5] BRAUN, R., KEMPER, C., MENIG, C., BUSCH, F., HILDEBRANDT, R., PAULUS, I., PRESSLEIN-LEHLE, R. u. WEICHENMEIER, F.: TRAVOLUTION - Netzweite Optimierung der Lichtsignalsteuerung und LSA- Fahrzeug-Kommunikation. Straßenverkehrstechnik 06/ 2009. Bonn: FGSV Kirschbaum Verlag, 2009  [6] KATWIJK, V. R., et. al.: Use cases & System requirements, D5.1, S.19f, 2010  [7] SCHMITS, TIJN: High level Architecture, eCoMove Deliverable SP2 WP3, S.29, 2011  [8] FESTA Handbook, (www.fot-net.eu/ en/ library/ deliverables/ )  [9] ISASI DE LA IGLESIA, L.: Validation and Evaluation Plan, eCoMove Deliverable D6.2 (to be published) [10] TROMMER, S., HöLTL, A.: Perceived usefulness of eco-driving assistance systems in Europe; IET Intelligent Transport Systems, p.145-152, Volume 6, Issue 2, 2012 Arne Höltl, Dipl.-Wirtschaftsing. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Verkehrsforschung, Berlin arne.hoeltl@dlr.de Stefan Trommer, Dipl.-Geogr. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Verkehrsforschung, Berlin stefan.trommer@dlr.de Philipp Gilka, Dr.-Ing. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Verkehrsforschung, Berlin philipp.gilka@dlr.de