Vernetzung von Güterfahrzeugen und Infrastruktur
Erstellt am: 12.01.2018 | Stand des Wissens: 21.08.2023
Synthesebericht gehört zu:
Neben einer Vernetzung von Fahrzeugen untereinander ist auch eine Vernetzung der Fahrzeuge mit der Infrastruktur erforderlich sowie möglich. Diese Technologie wird als Vehicle-to-Infrastructure-Vernetzung (V2I) bezeichnet. Im Falle der V2I-Vernetzung werden verkehrsbezogene Daten zwischen Fahrzeugen und Infrastruktureinrichtungen ausgetauscht. Infrastruktureinrichtungen können neben Leitzentralen auch Signalanlagen, Parkplätze oder Schilder sein. Aufgrund des Austausches von Informationen mit Infrastruktureinrichtungen können Fahrzeuge beispielsweise auf kurzfristige Änderungen von Geschwindigkeitsbeschränkungen oder auf die Parksituation reagieren. Ähnlich wie bei der Vernetzung von Fahrzeugen wird zwischen den Objekten eine Verbindung via Wireless Local Area Network (WLAN) oder Long Term Evolution (LTE) hergestellt [JoMi15b].
Im Straßengüterfernverkehr ist die Parkplatzsuche entlang der deutschen Autobahnen, insbesondere zu Stoßzeiten, eine große Herausforderung. Aufgrund der gesetzlichen Vorgaben zu Lenk- und Ruhezeiten sowie der prognostizierten Zunahme des Güterverkehrsaufkommens ist es erforderlich, dass genügend Parkplätze auf Rastanlagen, Rastplätzen und Autohöfen entlang der Bundesfernstraßen zur Verfügung stehen und die Parkplatzsuche in die Routenplanung integriert ist. Durch den Einsatz von V2I-Vernetzung ist es möglich, dass die Systeme in Echtzeit über die Parkplatzsituation in einem bestimmten Radius informiert werden und dadurch die Routenplanung flexibel angepasst werden kann. Bereits heute sind verschiedene Systeme im Einsatz, die diese Übersicht mittels Internet auf dem Mobilgerät der Lkw-Fahrer bereitstellen, wie die Applikationen prepark oder truckingeurope. Die erleichterte Parkplatzsuche bietet Zeit- und Kostenvorteile sowie Möglichkeiten, sich über die Sicherheit und die Angebote der Raststätten auszutauschen [GuKa16].
Neben der Parkplatzsuche wird mithilfe von V2I-Vernetzung zudem die Routenplanung erleichtert. Durch die Vernetzung mit Verkehrsleitzentralen und mobilen Karten können Informationen zu der aktuellen Verkehrslage an die Fahrzeuge auf der Straße gesendet werden und das System kann automatisch eine alternative Route errechnen. Dies kann dazu führen, Verspätungen und Auftragsausfälle zu vermeiden und dadurch Kosten einzusparen. Der Echtzeit-Kartendienst HERE sammelt beispielsweise die durch V2I-Vernetzung übertragenen Daten in einer Cloud, die dort ausgewertet werden und anschließend als hochauflösendes Kartenmaterial zurück an die Fahrzeuge gesendet werden. Im Jahr 2015 wurde dieser Kartendienst von Audi, BMW und Daimler (zu
gleichen Teilen) übernommen, um das verbesserte Kartenmaterial direkt in den Fahrzeugen der Hersteller nutzen zu können [Schl15]. In Bezug auf Nutzerzahlen und Kartenvollständigkeit gilt das niederländische Unternehmen als Marktführer in der Branche und liegt damit vor Google Maps, TomTom und Apple Maps. Neben festverbauter Soft- und Hardware in Fahrzeugen, lässt sich die Navigationssoftware auch auf Mobilgeräten installieren [HB19].
Auch eine direkte Vernetzung mit den Kunden oder Versendern kann mithilfe von V2I- Vernetzung erfolgen. Bereits unterschiedliche Telematiksysteme (Beispiele: Fleetboard von Daimler oder RIO von Volkswagen) dienen dem Flottenmanagement, dem Transportmanagement oder der Zeitwirtschaft. Den Akteuren ist es dabei möglich, das Fahrzeug und seine Ware über eine Plattform dauerhaft zu überprüfen [HeHeUl11].
Die V2I-Vernetzung bietet darüber hinaus den Vorteil, den Verkehrsfluss zu regulieren. Besonders im urbanen Raum kommt es leicht zu Verkehrsbehinderungen durch den zunehmenden Straßenverkehr. In Düsseldorf wurde das Projekt UR:BAN durchgeführt, bei dem die Regulierung und Anpassung von Grün- und Rotphasen durch die Vernetzung von Fahrzeugen mit Lichtsignalanlagen erprobt wurde. Die Systeme verbinden sich mit den Lichtsignalanlagen, während diese sich den Gegebenheiten durch Veränderung der Rot- und Grünphasen anpassen. Im urbanen Raum können durch diese Vernetzung erhebliche Zeitersparnisse erreicht werden. Durch verringerte Abbrems- und Beschleunigungsvorgänge werden außerdem Kraftstoff- und Lärmemissionen reduziert [ScHi12].
Für die Kommunikation mit der Infrastruktur ist es notwendig, Sensorik an den Strecken zu installieren. Diese bietet die Kommunikationsgrundlage für den Austausch von Informationen zwischen Fahrzeugen und der Infrastruktur. Die Erfassung der Umgebung mittels hochpräziser Radarsensorik bietet den Vorteil, den Verkehrsfluss zu regulieren. Fahrzeuge können beispielsweise über ein Stauende, das sich hinter einer Kurve befindet, frühzeitig informiert werden. Auch ist es möglich, Falschfahrer zu erkennen oder den Seitenstreifen (Standspur) für Verkehrsteilnehmende freizugeben, falls es zu Unfällen oder erheblichen Staubehinderungen gekommen ist [Brün16]. Allein in Deutschland führen Staus, nach Ergebnissen des Analyse-Dienstleisters INRIX, zu jährlichen Kosten von ca. 80 Mrd. Euro, davon entfallen ca. 5 Mrd. Euro auf innerstädtische Staus. Beispiele für Kostenfaktoren in diesem Fall können sein: Verlorene Arbeitszeit, verbrauchter Treibstoff für Verbrennungsmotoren, verspätete Warenlieferungen oder Mehrbelastungen des Gesundheitssystems [BFP18]. Die V2I-Vernetzung bietet das Potenzial, diese Schäden zu reduzieren und damit besonders für die Logistikbranche Zeit- und Kostenvorteile zu erzielen.
Im Straßengüterfernverkehr ist die Parkplatzsuche entlang der deutschen Autobahnen, insbesondere zu Stoßzeiten, eine große Herausforderung. Aufgrund der gesetzlichen Vorgaben zu Lenk- und Ruhezeiten sowie der prognostizierten Zunahme des Güterverkehrsaufkommens ist es erforderlich, dass genügend Parkplätze auf Rastanlagen, Rastplätzen und Autohöfen entlang der Bundesfernstraßen zur Verfügung stehen und die Parkplatzsuche in die Routenplanung integriert ist. Durch den Einsatz von V2I-Vernetzung ist es möglich, dass die Systeme in Echtzeit über die Parkplatzsituation in einem bestimmten Radius informiert werden und dadurch die Routenplanung flexibel angepasst werden kann. Bereits heute sind verschiedene Systeme im Einsatz, die diese Übersicht mittels Internet auf dem Mobilgerät der Lkw-Fahrer bereitstellen, wie die Applikationen prepark oder truckingeurope. Die erleichterte Parkplatzsuche bietet Zeit- und Kostenvorteile sowie Möglichkeiten, sich über die Sicherheit und die Angebote der Raststätten auszutauschen [GuKa16].
Neben der Parkplatzsuche wird mithilfe von V2I-Vernetzung zudem die Routenplanung erleichtert. Durch die Vernetzung mit Verkehrsleitzentralen und mobilen Karten können Informationen zu der aktuellen Verkehrslage an die Fahrzeuge auf der Straße gesendet werden und das System kann automatisch eine alternative Route errechnen. Dies kann dazu führen, Verspätungen und Auftragsausfälle zu vermeiden und dadurch Kosten einzusparen. Der Echtzeit-Kartendienst HERE sammelt beispielsweise die durch V2I-Vernetzung übertragenen Daten in einer Cloud, die dort ausgewertet werden und anschließend als hochauflösendes Kartenmaterial zurück an die Fahrzeuge gesendet werden. Im Jahr 2015 wurde dieser Kartendienst von Audi, BMW und Daimler (zu
gleichen Teilen) übernommen, um das verbesserte Kartenmaterial direkt in den Fahrzeugen der Hersteller nutzen zu können [Schl15]. In Bezug auf Nutzerzahlen und Kartenvollständigkeit gilt das niederländische Unternehmen als Marktführer in der Branche und liegt damit vor Google Maps, TomTom und Apple Maps. Neben festverbauter Soft- und Hardware in Fahrzeugen, lässt sich die Navigationssoftware auch auf Mobilgeräten installieren [HB19].
Auch eine direkte Vernetzung mit den Kunden oder Versendern kann mithilfe von V2I- Vernetzung erfolgen. Bereits unterschiedliche Telematiksysteme (Beispiele: Fleetboard von Daimler oder RIO von Volkswagen) dienen dem Flottenmanagement, dem Transportmanagement oder der Zeitwirtschaft. Den Akteuren ist es dabei möglich, das Fahrzeug und seine Ware über eine Plattform dauerhaft zu überprüfen [HeHeUl11].
Die V2I-Vernetzung bietet darüber hinaus den Vorteil, den Verkehrsfluss zu regulieren. Besonders im urbanen Raum kommt es leicht zu Verkehrsbehinderungen durch den zunehmenden Straßenverkehr. In Düsseldorf wurde das Projekt UR:BAN durchgeführt, bei dem die Regulierung und Anpassung von Grün- und Rotphasen durch die Vernetzung von Fahrzeugen mit Lichtsignalanlagen erprobt wurde. Die Systeme verbinden sich mit den Lichtsignalanlagen, während diese sich den Gegebenheiten durch Veränderung der Rot- und Grünphasen anpassen. Im urbanen Raum können durch diese Vernetzung erhebliche Zeitersparnisse erreicht werden. Durch verringerte Abbrems- und Beschleunigungsvorgänge werden außerdem Kraftstoff- und Lärmemissionen reduziert [ScHi12].
Für die Kommunikation mit der Infrastruktur ist es notwendig, Sensorik an den Strecken zu installieren. Diese bietet die Kommunikationsgrundlage für den Austausch von Informationen zwischen Fahrzeugen und der Infrastruktur. Die Erfassung der Umgebung mittels hochpräziser Radarsensorik bietet den Vorteil, den Verkehrsfluss zu regulieren. Fahrzeuge können beispielsweise über ein Stauende, das sich hinter einer Kurve befindet, frühzeitig informiert werden. Auch ist es möglich, Falschfahrer zu erkennen oder den Seitenstreifen (Standspur) für Verkehrsteilnehmende freizugeben, falls es zu Unfällen oder erheblichen Staubehinderungen gekommen ist [Brün16]. Allein in Deutschland führen Staus, nach Ergebnissen des Analyse-Dienstleisters INRIX, zu jährlichen Kosten von ca. 80 Mrd. Euro, davon entfallen ca. 5 Mrd. Euro auf innerstädtische Staus. Beispiele für Kostenfaktoren in diesem Fall können sein: Verlorene Arbeitszeit, verbrauchter Treibstoff für Verbrennungsmotoren, verspätete Warenlieferungen oder Mehrbelastungen des Gesundheitssystems [BFP18]. Die V2I-Vernetzung bietet das Potenzial, diese Schäden zu reduzieren und damit besonders für die Logistikbranche Zeit- und Kostenvorteile zu erzielen.