Internationales Verkehrswesen (67) 3 | 2015 96 TECHNOLOGIE Wissenschaft Assistenz und Automation am Übergang zwischen individueller und kollektiver Mobilität Mobilitätsdienste, Intermodalität, Reiseassistenz, Fahrerassistenz, Fahrzeugautomatisierung Vorhandene Verkehrsinfrastrukturen stoßen zunehmend an ihre Kapazitätsgrenzen. Der-Bau weiterer Verkehrslächen ist meist weder räumlich noch inanziell realisierbar. Alternative Mobilitätsmodelle spielen folglich in Ballungsräumen eine zunehmend größere Rolle. Für junge Menschen ist das Konzept „Nutzen statt Besitzen“ eine realistische Option zur Befriedigung ihrer Mobilitätsbedürfnisse. Die Verknüpfung individueller und kollektiver Mobilitätsangebote ist hierbei ein wesentliches Element. Entscheidend für den Erfolg solcher Angebote ist, dass die Nutzer ihre Verkehrsmittelwahl auf der Basis der vor Ort vorhandenen Mobilitätsoptionen je nach Reisezweck und Verfügbarkeit lexibel optimieren können. Die Autoren: Lars Schnieder, Frank Köster D as Institut für Verkehrssystemtechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) arbeitet in verschiedenen Forschungs- und Entwicklungsprojekten u. a. an der Gestaltung bruchloser verkehrsträgerübergreifender Mobilitätsketten (vgl. [1] und [2]). In diese Konzepte wird auch die sukzessive Zunahme des Automationsgrads bis hin zum voll automatischen Fahrzeug einbezogen. Ein Beispiel für die Fahrzeugautomatisierung ist das automatisierte Valet Parking (d. h. ein Parken des Fahrzeugs durch das Fahrzeug selbst). Bei diesem Einsatzszenario stellt eine Automation das Fahrzeug nach Verlassen durch die Passagiere in einer nahen oder auch entfernten Parkposition ab (Fahrzeugfreigabe). Wird das Fahrzeug wieder benötigt, fährt die Automation das Fahrzeug wieder von der Parkposition an die gewünschte Position (Fahrzeugbereitstellung). Zudem kann die Fahrzeugautomation ein Umparken des Fahrzeugs initiieren, um ggf. anderweitig benötigte Flächen (vorübergehend) freizugeben [3]. Systemübergänge in verkehrsträgerübergreifenden Mobilitätsketten Wie ist eine solche Automation einzuordnen? Bereits heute wird der Fahrer eines Kraftfahrzeugs durch eine Vielzahl von Assistenzsystemen unterstützt. Zukünftig werden verstärkt aktuell noch unmittelbar vom Fahrer ausgeführte Funktionen vom Fahrzeug bzw. einer Fahrzeugautomation unterschiedlich weitreichend übernommen. Die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) hat in diesem Zusammenhang eine erste Deinition von Automationsgraden initiiert, die sich von „driver only“ (Fahren mit voller Verantwortung des Fahrers), über „assistiert“, „teil-automatisiert“ und „hoch-automatisiert“ bis hin zu „voll-automatisiert“ erstrecken [4]. Die Funktion des automatisierten Valet Parkings ist der Evolutionsstufe des voll-automatisierten Fahrens zuzuordnen. Parallel zu dieser Entwicklung in der Kraftfahrzeugtechnik stehen durch das überall (zeitlich, räumlich und auch mobil) verfügbare Internet (vgl. [5] und [6]) und die zunehmend umfassendere Echtzeitdatenbasis öfentlicher Verkehrssysteme (vgl. [7] und [8]) die technischen Grundlagen zur Verfügung, den Reisenden mit mobilen Anwendungen (Apps) auf seiner individuellen Reise „von Tür zu Tür“ zu begleiten [9]. In der bewussten Ausgestaltung des Übergangs zwischen individueller und kollektiver Mobilität liegt unseres Erachtens der Schlüssel für ein optimiertes Nutzungserlebnis in verkehrsträgerübergreifenden Reiseketten. Automatisierte Fahrzeuge ermöglichen in diesem Zusammenhang neue Gestaltungsmöglichkeiten. Das Institut für Verkehrssystemtechnik des DLR hat mit der Anwendungsplattform Intelligente Mobilität (AIM) u.a. ein leistungsfähiges Instrumentarium zur Untersuchung ambitionierter wissenschaftlicher Fragestellungen im Bereich der Mensch-Technik-Interaktion im Verkehr etabliert (vgl. [10], [11] und [12]). PEER REVIEW - BEGUTACHTET Eingereicht: 28.04.2015 Endfassung: 04.08.2015 Internationales Verkehrswesen (67) 3 | 2015 97 Wissenschaft TECHNOLOGIE Unter Rückgrif auf AIM konnte beispielsweise die konkrete systemtechnische Ausgestaltung des Übergangs zwischen individueller und kollektiver Mobilität untersucht werden. In diesem Zusammenhang wurden verschiedenen AIM-Dienste (Dienste sind die die Grundbausteine, aus denen sich AIM zusammensetzt - z.B. Simulatoren, Forschungsfahrzeuge, infrastrukturbasierte Sensorik und ein Rechenzentrum mit (Geo-)Datenbanken und Applikationsrechnern) in einem Prototyp zusammengeführt, der im öfentlichen Straßenraum dargestellt wurde. Hierbei standen die folgenden Forschungsfragen im Mittelpunkt: • Wie genau sieht systemtechnisch der Informationsluss zwischen einer Fahrzeugautomation und anderen beteiligten Systembausteinen eines kooperativen Parkraummanagements aus? Welche technischen Instanzen sind beteiligt und welche Informationen werden übergeben? • Wie genau ist die Interaktion mit dem Nutzer zu gestalten? Konkret steht hierbei die Frage im Vordergrund, was der Nutzer sieht, bzw. hört wenn er mit einer in eine Reiseassistenzanwendung integrierte Valet Parking-Funktion auf einem mobilen Endgerät interagiert. Grundlage für die hiermit verknüpften Arbeiten war ein (hoch-) automatisiertes Fahrzeug, welches bereits grundsätzlich in eine entsprechende Systemumgebung eingebettet war [13]. Systembausteine eines kooperativen Parkraummanagements An der Schnittstelle zwischen individuellen und kollektiven Mobilitätsangeboten übernimmt das individuelle Verkehrsmittel (das eigene Auto oder Fahrrad) oft die Funktion des Zubringers zu öfentlichen Verkehrsmitteln. Zudem ist das individuelle Verkehrsmittel für die „letzte Meile“ in vielen Fällen unverzichtbar. Wie sind die Nahtstellen zwischen den verschiedenen Verkehrssystemen gestaltet? Oftmals nimmt der „ruhende Verkehr“ am Startpunkt der abbringenden Fahrt eine große Rolle bei der nutzergerechten Gestaltung der Nahtstelle ein. Bereits seit langer Zeit werden Park&Ride- Anlagen an stark frequentierten Systemübergangspunkten z. B. zwischen „Straße“ und „Schiene“ angeordnet. Auf Grund der zentralen Rolle des „Parkens“-in der Verknüpfung werden nachfolgend Systembausteine eines kooperativen Parkraummanagements genannt. Hierbei handelt es sich um Reiseassistenzanwendungen mit mobilen Diensten, multimodale Auskunftssysteme, Automationskonzepte im Systemübergang sowie die Durchgängigkeit und Kontinuität der Dienste im Sinne eines „seamless travel“. Reiseassistenz mit mobilen Diensten Die meisten Reisenden haben heute ein Smartphone bei sich und damit zu jeder Zeit und an jedem Ort einen Zugang zu reiserelevanten Informationen via Internet - mit deutlich steigender Tendenz: Nach [5] sind inzwischen mehr als 75 % aller Mobiltelefone in Deutschland Smartphones. Bei Neuanschafungen sind es bereits 96 %. Die Ergebnisse der ARD/ ZDF-Onlinestudie 2014 sprechen bezüglich der Mediennutzung der deutschen Bevölkerung eine deutliche Sprache [6]. Im Jahr 2014 wurde erstmals mehrheitlich mobil im Web kommuniziert. Smartphone und App haben das stationäre Internet als führenden Informations- und Vertriebskanal abgelöst. Die ursprünglich für den Erwerb mobiler Endgeräte leitenden Motive der Bewegungsfreiheit innerhalb der eigenen Wohnung und die Bequemlichkeit in der Handhabung ist zunehmend dem Wunsch gewichen „always on“ und damit auch unterwegs online zu sein. Der Anteil der Nutzer, die das Internet auch unterwegs nutzen stieg auf 50 % im Jahr 2014 [6]. Bei näherer Betrachtung des Nutzungsverhaltens wird deutlich, dass insbesondere Verkehrsinformationen überproportional häuig abgerufen werden. Diese Entwicklung hat weitreichende Folgen für Verkehrsunternehmen, welche zunehmend auf Online- und Mobilangebote in der Kommunikation mit ihren Kunden setzen [14]. Der Fahrgast von heute verwendet Reiseassistenzanwendungen und versendet über sein mobiles Endgerät Routenanfragen für Reiseketten „von Tür zu Tür“ an multimodale Auskunftssysteme. Zudem kann er Feedback zu diesen Reiseketten bzw. zu den genutzten Moden und konkreten Verkehrsmitteln geben. Ebenso indet der Reisende efektive Unterstützung für ein nachhaltiges Mobilitätsmanagement unter Berücksichtigung seiner individuellen Präferenzen [15]. Parkraummanagement als integraler Bestandteil multimodaler Auskunftssysteme Bereits heute ist der Parkdruck in den Städten erheblich. Parksuchverkehre nehmen in Abhängigkeit von der Lage, Nutzungsintensität, sowie der Struktur von Verkehrsangebot und -nachfrage- und Angebotsstruktur teilweise beachtliche Anteile am Gesamtverkehrsaufkommen an [16] und verringern den wahrgenommenen Komfort der Nutzung des eigenen Fahrzeugs als zubringendes Verkehrsmittel. Intelligentes Parkraummanagement ist somit eine Stellschraube zur Beeinlussung der negativen Auswirkungen des Parksuchverkehrs - z. B. Lärm, Schadstofe und Kapazitätsprobleme. Die sich Bild 1: Tagesganglinie der Belegung einer bewirtschafteten Parkfläche Quelle: Bellis GmbH Internationales Verkehrswesen (67) 3 | 2015 98 TECHNOLOGIE Wissenschaft hieraus ergebenden Handlungsfelder können Vorgaben auf strategischer Ebene (Routenplanung) sowie Randbedingungen für die Planung von Fahrmanövern auf der taktischen Ebene umfassen: Auf strategischer Ebene erfolgt ein Abgleich zwischen Parkraumangebot und -nachfrage (vgl. Bild 1). Den Nutzern werden aktuelle Informationen über das vorhandene Parkraumangebot in multimodalen Auskunftssystemen zur Verfügung gestellt [17]. Die Nutzer erhalten vor Antritt ihrer Reise die schnellste Route und reservieren sich einen Parkplatz, der in die Routenführung integriert wird. Die Berechnung einer neuen oder alternativen Route auf Basis der aktuellen Verkehrs- und Verspätungslage bzw. Stelllächenverfügbarkeit wird genauso berücksichtigt, wie die Einbeziehung anderer Verkehrsmittel als Ergänzung des öfentlichen Verkehrs [18]. Auf taktischer Ebene wird einer Fahrzeugautomation bei Erreichen der Parkläche ein konkretes Parkareal zugewiesen, welches das Fahrzeug als deiniertes Ziel nach dem Abstellen durch den Nutzer ansteuert. Über diese Vorgabe vom lokalen Parkraummanagement erfolgt auch das Umparken auf Basis einer Anweisung einer autorisierten Parkplatzverwaltung. Integration der Fahrzeugautomation in die Reiseassistenz Wie bereits zuvor dargestellt, deckt die Nutzung eines individuellen Fahrzeugs nur einen Teil der Reisekette ab.- Aus diesem Grund muss die Assistenz über die Nutzung dieses Fahrzeugs hinaus ausgeweitet werden. Die Integration des automatisiertes Freigebens und Bereitstellens von Fahrzeugen in eine umfassende Reiseassistenzanwendung verspricht große Vorteile für die Reisende. Hierfür erfolgt eine Interaktion zwischen Fahrer und Fahrzeug über das Smartphone des Nutzers [13] und weiteren Hintergrundsystemen (im Allgemeinen sind dies Dienste in einem Backend bzw. Rechenzentrum). Die Smartphone-App beinhaltet Zustandsmeldungen des Fahrzeugs, die aktuelle Position, die geplante Route und Kommandos für das Fahrzeug. • Abstellbefehl: Die Automation bewegt das Fahrzeug zu einem privaten Parkplatz, einem öfentlichen Abstellplatz oder einem Parkplatz des Dienstleisters wie z. B. einer Carsharing-Flotte (vgl. Nutzerdialog zur Fahrzeugfreigabe in Bild 2). • Bereitstellungsbefehl: Ein autorisierter Nutzer teilt der Automation die Koordinaten des Abholpunktes mit. Das Fahrzeug fährt zu den genannten Koordinaten und hält an, sodass ein Nutzer einsteigen und ggf. die Fahraufgabe übernehmen kann (vgl. Nutzerdialog zur Fahrzeugbereitstellung in Bild 3). Aus Sicht des Nutzers kann durch die Integration der Automation in die Reiseassistenz der Übergang vom Automobil zum öfentlichen Personenverkehr optimiert werden. Das Fahrzeug ist kein „Ballast“, sondern erfüllt seinen Zweck im Sinne eines Transportmittels. Die Aufgabe des Freigebens und Bereitstellens ist voll automatisiert und wird zudem durch Hintergrundsysteme insbesondere hinsichtlich Eizienz optimiert. Bild 4 zeigt die Multifunktionsanzeige im Cockpit während des fahrerlos durchgeführten Parkvorgangs. Durchgängigkeit und Kontinuität der Dienste Heute muss der Fahrgast die richtigen und für die Unterstützung seiner Reisekette erforderlichen Anwendungsprogramme im Internet suchen und im Allgemeinen selbst auf sein mobiles Endgerät laden. Ist diese Aufgabe gelöst, muss er zwischen verschiedenen Anwendungsprogrammen wechseln. Einzelne Verkehrsunternehmen und Reiseinformationsprovider betreiben eine Vielzahl an Systemen, die in unterschiedlicher Art und Weise die Informationen beschafen und dem Fahrgast präsentieren. Aktuelle Entwicklungen haben daher - wie von der IVS-Richtlinie (IVS, intelligente Verkehrssysteme) der Europäischen Union gefordert - eine Kontinuität der Dienste zum Ziel [19]. Dies ist der Ansatzpunkt von Aktivitäten zur Bereitstellung standardisierter Kommunikationsdienste [8]. Ein Beispiel für eine verkehrsträgerübergreifende Kontinuität der Dienste ist die Aktivität des Car Connectivity Consortiums (siehe hierzu u. a. MirrorLink - ofener Industriestandard für die Integration von Smartphones in Fahrzeuge) [20]. Hersteller von Fahrzeugen und Mobiltelefonen legen gemeinsam einen ofenen Standard fest, der den Betrieb von mit dem Fahrzeug verbundenen mobilen Endgeräten deiniert. Hierdurch können die Oberlächen des Smartphones verschiedener mobi- Bild 4: Multifunktionsanzeige im Cockpit während des Parkvorgangs Bild 2: Nutzerdialog zur Fahrzeugfreigabe (Abstellung) Bild 3: Nutzerdialog zur Fahrzeugbereitstellung Internationales Verkehrswesen (67) 3 | 2015 99 Wissenschaft MOBILITÄT ler Betriebssysteme auf der Infotainment-Anzeige des Fahrzeugs erscheinen. Fahrzeuginsassen können dann mit den an Lenkrad oder Armaturenbrett vorhandenen Bedienelementen, bzw. den Berührungsbildschirmen des Bord-Infotainment-Systems während der Fahrt mit den Apps interagieren. Aktuelle Forschungsarbeiten am Institut für Verkehrssystemtechnik betrachten allerdings auch die Frage, wie die Interaktion zwischen höher automatisierten Fahrzeugen und den Fahrern zukünftig gestaltet sein muss. Sucht beispielsweise der Fahrer eines hoch automatisierten Fahrzeugs während der Fahrt Ablenkung mit seinem mobilen Endgerät, muss der Fahrer auf dem Smart Phone oder dem Tablet vor Situationen, in denen die Automation an ihre Grenzen kommt, gewarnt. Er wird dann aufgefordert, wieder die Kontrolle über das Fahrzeug zu übernehmen (vgl. Bild 5 und Bild 6). Das Potenzial für den Systemübergang zwischen motorisiertem Individualverkehr und öfentlichen Verkehrssystemen ofenbart sich, wenn über multimodale Verkehrsdatenplattformen intelligente Routingdienste [9] zur Verfügung stehen, welche auch Informationen zur Stellplatzverfügbarkeit mit verarbeiten. Diskussion und Empfehlungen Das Institut für Verkehrssystemtechnik hat durch die Demonstration einer Valetparking-Funktion im Testfeld AIM gezeigt, dass bruchlose Reiseketten durch die gezielte Verknüpfung von Reiseassistenz und Fahrzeugautomation in geeigneter Weise unterstützt werden können. Aus Sicht der Nutzer liegen die Vorteile in einer Verkürzung der Reisezeit durch geringeren Zeitaufwand für die Parkplatzsuche, das Abstellen des Fahrzeugs sowie einer Verkürzung der Fußwegezeiten von entfernt gelegenen Parkplätzen. Darüber hinaus wird der Komfort für die Reisenden erhöht. Unsicherheiten, einen Parkplatz in unmittelbarer Nähe der Haltestellen aufzuinden, werden reduziert und es entfallen für die Nutzer unnötige Gehdistanzen und der ineiziente Parksuchverkehr. ■ LITERATUR: [1] Schnieder, Lars: Optimierung an der Nahtstelle zwischen individueller und kollektiver Mobilität. ZEVrail (*) 138 (2014) 10, S. 435 - 441 [2] Verband Deutscher Verkehrsunternehmen: Der ÖPNV: Rückgrat und Motor eines zukunftsorientierten Mobilitätsverbundes. Positionspapier (Köln) 2013. http: / / www.vdv.de/ vdv-positionspapier-mmm.pdfx? forced=true am 02.05.2014 [3] Wachenfeld et al.: Use-Cases des autonomen Fahrens. In: Maurer et al.: Autonomes Fahren. Springer (Berlin) 2015 [4] Bartels, A.: Vision und Möglichkeiten des automatischen Fahrens. AAET 2014 - Automatisierungssysteme, Assistenzsysteme und eingebettete Systeme für Transportmittel. Braunschweig, 12.-13. Februar 2014, S. 183 - 199 [5] Janssen, J.; Krings, D.: Mit Chip und Smartphone - IPS und IPSI vernetzen Handy-Ticket- Systeme in Deutschland. In: Der Nahverkehr 1-2/ 2014, S. 7 - 9 [6] van Eimeren, Birgit; Frees, Beate: 79 Prozent der Deutschen online - Zuwachs bei mobiler Internetnutzung. Ergebnisse der ARD/ ZDF-Onlinestudie 2014. In: Media Perspektiven 7/ 8 (2014), S. 378 - 396 [7] Daubertshäuser, K.; Redmann, M.; Gennaro, M.; Köhler, A.: Mehr Echtzeit für alle - Der Rhein-Main-Verkehrsverbund auf dem Weg zur verbundweiten Echtzeitinformation für Fahrgäste, Unternehmen und Aufgabenträger. In: Der Nahverkehr 7-8/ 2013, S. 56 f. [8] Verband Deutscher Verkehrsunternehmen: VDV-Mitteilung 7025 - Kommunikation im ÖV (IP-KOM-ÖV) - Anwendungsfälle im Umfeld der Echtzeit-Kundeninformation. VDV (Köln) 2012 [9] Hohloch, M.; Böhnke, P.: Die neue Art zu reisen: intermodal, smart, immer informiert - KeepMoving. ZEV Rail 138 (2014) 5, S. 164 - 173 [10] Schnieder, Lars; Lemmer, Karsten: Anwendungsplattform Intelligente Mobilität - eine Plattform für die verkehrswissenschaftliche Forschung und die Entwicklung intelligenter Mobilitätsdienste. Internationales Verkehrswesen (64) 4/ 2012, S. 62-63 [11] Schnieder, Lars; Lemmer, Karsten: Entwicklung intelligenter Mobilitätsdienste im realen Verkehrsumfeld in der Anwendungsplattform Intelligenten Mobilität. Internationales Verkehrswesen 66 (2014) 2, S. 2-4 [12] F. Köster, M. Hannibal, T. Frankiewicz und K. Lemmer (2011). Anwendungsplattform Intelligente Mobilität - Dienstespektrum und Architektur. AAET - Automatisierungssysteme, Assistenzsysteme und eingebettete Systeme für Transportmittel, 09.-10. Februar 2011, Braunschweig [13] Löper, Christian; Brunken, Claas; Thomaidis, George; Lapoehn, Stephan; Pekezou Fouopi, Paulin; Mosebach, Henning; Köster, Frank: Automated Valet Parking as Part of an Integrated Travel Assistance. In: Proceedings of the 16th International IEEE Annual Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC 2013), Seiten 2341-2348. 16th International IEEE Annual Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC 2013), 06.-09.10.2013, Den Haag, Niederlande. ISBN 978-1-4799-2914-613 [14] Verband Deutscher Verkehrsunternehmen: Traditionelle Marketingkonzepte müssen umgeschrieben werden. In: VDV Das Magazin 12/ 2014, S. 19 - 21 [15] Wagner-vom-Berg, Benjamin (2015). Konzeption eines Sustainability Customer Relationship Managements (SusCRM) für Anbieter nachhaltiger Mobilität. Dissertation. Oldenburger Schriften zur Wirtschaftsinformatik. Hrsg. Prof. Dr.-Ing. Jorge Marx Gómez [16] Suthold, Roman; Mußmann, Guido; Koch, Hendrik; Kampmeier, Peter: Smartes Parkraummanagement und Mobilitätsstationen. In: Der Nahverkehr 3/ 2015, S. 48 - 52 [17] Schnieder, Lars: Auf dem Weg zu einer multimodalen Verkehrsdatenplattform von Stadt und Region Braunschweig (AIM). In: ZEVrail (*), 139 (2015) 3, S. 99 - 106 [18] Wagner, Dorothea: Algorithmische Herausforderungen bei der multimodalen Routenplanung. In: Straßenverkehrstechnik 59 (2015) 4, S. 238 - 243 [19] Europäische Union: Richtlinie 2010/ 40/ EU des Europäischen Parlaments und des Rates vom 7. Juli 2010 zum Rahmen für die Einführung intelligenter Verkehrssysteme im Straßenverkehr und für deren Schnittstellen zu anderen Verkehrsträgern. Amtsblatt der Europäischen Union 53 (2010) Amtsblatt-Reihe L, Amtsblatt-Nr. 207, S. 1-13 [20] Car Connectivity Consortium / MirrorLink. www.mirrorlink.com (letzter Zugrif 04.08.2015) Lars Schnieder, Dr.-Ing. Abteilungsleiter Intermodalität und ÖPNV, Projektleiter für die Anwendungsplattform Intelligente Mobilität (AIM), Institut für Verkehrssystemtechnik des DLR, Braunschweig lars.schnieder@dlr.de Frank Köster, Prof. Dr. Leiter Abteilung Automotive, Institut für Verkehrssystemtechnik des DLR, Braunschweig. Professur „Intelligente Verkehrssysteme“, Carl-von- Ossietzky-Universität, Oldenburg. frank.koester@dlr.de Bild 5: Vorwarnung zur Übernahme der Kontrolle durch den Fahrer Bild 6: Auforderung zur Übernahme der Kontrolle durch den Fahrer