Wissenschaftliche Expertise für selbstfahrende Shuttles

Professur Nachrichtentechnik sowie Forschungsgruppe Allgemeine und Arbeitspsychologie der TU Chemnitz wirkten vier Jahre an einem vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr geförderten Projekt zur Erforschung autonomer Mobilität im ländlichen Raum mit

Ein wichtiger Faktor für den erfolgreichen und flexiblen Einsatz automatisierter Shuttles auf öffentlichen Strecken ist deren Fähigkeit zur selbstständigen Orientierung im Streckennetz. Heutige autonome Shuttles sind hier auf künstliche Markierungen und manuell vermessene Infrastrukturelemente angewiesen. Dies schränkt ihre möglichen Einsatzgebiete stark ein. Die Professur Nachrichtentechnik (Leitung: Prof. Dr. Klaus Mössner) der Technischen Universität Chemnitz erforschte daher seit 2020 im Projekt Shuttle-Modellregion-II neuartige Methoden zum schnellen und flexiblen Erlernen von Streckenprofilen. „Die Shuttles müssen selbstständig in der Lage sein, schnell hochgenaue Streckenprofile mit relevanten Umgebungsstrukturen zu erstellen, diese aktuell zu halten und auf sich ändernde Verhältnisse, wie Baustellen flexibel reagieren zu können“, weiß Matthias Gabriel, Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Professur Nachrichtentechnik. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde ein System entwickelt, welches relevante situations- und zeitstabile Umgebungsstrukturen automatisch und in Echtzeit erkennen sowie kartographieren kann. „Änderungen, beispielsweise durch temporäre Bauarbeiten, können detektiert und eingepflegt werden. Diese lebende und immer aktuelle Datenbasis erlaubt es den Shuttles, sich schnell in neuen Umgebungen zu orientieren und damit flexibler eingesetzt zu werde“, so Gabriel.

Am Projekt Shuttle-Modellregion war seitens der TU Chemnitz in der zweiten Projektphase auch die Forschungsgruppe Allgemeine und Arbeitspsychologie (Leitung: Prof. Dr. Josef Krems) beteiligt, die ein lichtbasiertes Kommunikationskonzept für die Interaktion mit anderen Verkehrsteilnehmenden entwickelt hat. „Die momentan noch geringe Maximalgeschwindigkeit der Shuttles von 18 km/h erzeugt immer wieder Frust bei nachfahrenden Autofahrenden und teils gefährliche Überholmanöver. Zur Reduzierung dieser im Projekt als vordringlich identifizierten Problematik wurde eine LED-basierte Anzeige von Start- und Stoppdauern entwickelt“, berichtet Dr. Matthias Beggiato, Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Forschungsgruppe. „Die automatisierten Shuttles verfügen über genaue Daten zum Streckenverlauf und können deshalb Informationen wie zum Beispiel die Dauer bis zum nächsten Halt präzise kommunizieren. Dieses Wissen reduziert Frust und Unsicherheiten bei nachfahrenden Verkehrsteilnehmenden und kann potenziell gefährliche Überholmanöver verhindern“, so Beggiato. Die Kommunikationslösungen wurden an der TU Chemnitz technisch umgesetzt und in mehreren Online- und Feldstudien mit Probanden evaluiert. Dabei zeigt sich ein großes Potenzial zur Akzeptanzsteigerung mit über 50 Prozent höheren Präferenzwerten dieser Anzeigen im Vergleich zum derzeitigen Stand ohne Anzeigen. Die Ergebnisse sind und werden weiter veröffentlicht und es laufen Gespräche mit Shuttleherstellern zur Integration dieser Anzeigen.

Hintergrund: Shuttle-Modellregion Oberfranken

Die Professur Nachrichtentechnik und die Forschungsgruppe Allgemeine und Arbeitspsychologie der Technischen Universität Chemnitz waren Teil des Konsortiums „Shuttle-Modellregion Oberfranken (SMO)“. Hier hatten sich Partnerinnen und Partner aus Wissenschaft, Industrie, Verkehr, Politik und Wirtschaft zusammengeschlossen, um die Leistungsfähigkeit elektrischer und fahrerloser Shuttles als umweltfreundliche Mobilitätsalternative im ländlichen Raum zu erforschen. Das Projekt wurde vom  Bundesministerium für Digitales und Verkehr von 2020 bis 2024 gefördert.

Am Projekt beteiligt waren auf kommunaler Ebene die Stadt Hof sowie die Landkreise Hof und Kronach. Akademische Partnerinnen waren neben der TU Chemnitz, die Hochschule Hof und die Hochschule Coburg. Partnerinnen aus Industrie und Privatwirtschaft waren die DB Regio Bus, Rehau Automotive SE & Co. KG, Brose Fahrzeugteile SE & Co. KG sowie die Valeo Schalter und Sensoren GmbH als Konsortialführerin. Als Praxispartnerinnen war die Logistikagentur Oberfranken e. V. und die Nuts One GmbH in der Rolle der Projektkoordination involviert.

Weitere Informationen erteilen Matthias Gabriel, Telefon +49 371 531-34458, E-Mail matthias.gabriel@etit.tu-chemnitz.de, und Dr. Matthias Beggiato, Telefon +49 (0)371 531-38654, E-Mail matthias.beggiato@psychologie.tu-chemnitz.de.

Mario Steinebach
21.10.2024

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