Platooning
Platooning: Wie kooperativ fahrende Fahrzeug-Kolonnen den Verkehr sicherer und effizienter machen
Autonome Fahrzeuge sind auf dem Vormarsch und revolutionieren die Art und Weise, wie wir uns fortbewegen. Solche Fahrzeuge können ihre Umgebung selbstständig wahrnehmen und darauf basierend Entscheidungen treffen, wie sie fahren sollen. Sie verwenden Sensoren, Kameras und andere Technologien, um ihre Umgebung zu erkennen und Informationen zu sammeln.
Bereits heute gehören autonome Fahrzeuge zum Straßenbild und werden in Zukunft immer häufiger anzutreffen sein. Sie haben zwar viele Vorteile und Potenziale, aber es gibt auch Einschränkungen und Herausforderungen, die es bisher schwierig machen, vollständig auf menschliche Fahrende zu verzichten.
Vorteile kooperativer Fahrzeug-Kolonnen
Daher wird bereits seit vielen Jahren an sogenannten kooperativen Fahrzeugsystemen geforscht. Kooperative Fahrzeuge sind in der Lage, miteinander und mit der Infrastruktur zu kommunizieren. Sie tauschen Informationen über ihre Position, Geschwindigkeit und andere relevante Daten aus und können auf diese Weise gemeinsam Entscheidungen treffen, z.B. um im Verbund möglichst zeit- oder kraftstoffsparend zu fahren.
Bereits heute sind einige Fahrzeuge mit entsprechender Hardware ausgestattet, um genau das zu ermöglichen.
Durch kooperative Fahrzeuge eröffnet sich ein komplett neues Spektrum möglicher Anwendungsfälle, die weit über das hinausgehen, was heutige autonome Fahrzeuge leisten können.
Ein Beispiel dafür ist das Platooning, bei dem eine Gruppe von Fahrzeugen in einer Kolonne fährt und von einem führenden Fahrzeug gesteuert wird. Dieser Ansatz bietet zahlreiche Vorteile, von der Verbesserung der Verkehrssicherheit bis hin zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und damit der Schadstoffemissionen.
Figure 1 – Fahrzeuge im Platoon halten hier einen Abstand von ungefähr 6 Metern auf einer Autobahn Volvo Car Corporation
In einem Platoon gibt das führende Fahrzeug die Geschwindigkeit und die Richtung vor. Die anderen Fahrzeuge folgen dem führenden Fahrzeug mit einem minimalen Abstand, der selbst bei typischen Geschwindigkeiten auf einer Autobahn nur wenige Meter oder sogar Zentimeter betragen kann. Dieser minimale Abstand kann selbst in extremen Situationen wie beispielsweise einer Gefahrenbremsung noch eingehalten werden. Entsprechend trägt Platooning entscheidend zu einer Verbesserung der Verkehrssicherheit bei.
Ein weiterer Vorteil von Platooning ist die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs. Wenn Fahrzeuge in einer Kolonne fahren, können Windschatteneffekte ausgenutzt werden. Fahren Fahrzeuge einzeln und nicht im Platoon, entstehen Widerstandskräfte am vorderen und hinteren Teil des Fahrzeugs, die zu einem höheren Kraftstoffverbrauch führen.
Sind zwei Fahrzeuge jedoch sehr nahe beieinander reduziert sich der Luftwiderstand des führenden Fahrzeugs am Heck und des nachfolgenden an der Front. Beide Fahrzeuge profitieren also von der Fahrt in einer Kolonne. Je größer diese Kolonne von Fahrzeugen ist, desto höher ist dieser Effekt.
Das führt dazu, dass der Kraftstoffverbrauch der gesamten Kolonne sinkt, was wiederum zu einer Reduzierung der Schadstoffemissionen beiträgt. Die Umwelt profitiert also auch von dieser Technologie.
Platooning bietet zudem Vorteile für die Verkehrseffizienz: Da alle Fahrzeuge in einer Kolonne fahren, ist der Verkehr insgesamt flüssiger und effizienter. Dadurch können Staus und Verzögerungen reduziert werden, was nicht nur Zeit spart, sondern auch den Reisekomfort der Verkehrsteilnehmenden erhöht.
Platooning ist heute noch ein typisches Verfahren, was für Fahrten auf Autobahnen entwickelt wird. Gerade in der Forschung gibt es aber bereits erste Arbeiten, die an einer Umsetzung von Platooning in Innenstädten arbeiten. Besonders hier würde sich eine flüssigere Verkehrsführung besonders positiv auf die Verkehrssituation auswirken.
Es gibt jedoch einige Herausforderungen, die mit der Einführung von Platooning verbunden sind. Ein wichtiger Faktor ist die Zusammenarbeit der verschiedenen Automobilhersteller und Technologieanbieter, um sicherzustellen, dass die Systeme der verschiedenen Fahrzeuge miteinander kommunizieren und zusammenarbeiten können. Außerdem müssen Regulierungsbehörden und Gesetzgeber klare Richtlinien und Vorschriften für den Einsatz von Platooning festlegen, um die Sicherheit und Effektivität der Technologie zu gewährleisten.
Die Datenschutz- und Sicherheitsfragen müssten ebenfalls sorgfältig berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass die Nutzerdaten vor unberechtigtem Zugriff und Verwendung geschützt sind.
Damit Platooning funktionieren kann, muss eine ausreichende Anzahl entsprechend ausgerüsteter Fahrzeuge auf den Straßen unterwegs sein. Außerdem muss, im Falle eines Ausfalls der lokalen Kommunikationsmöglichkeiten, eine ausreichende Mobilfunkabdeckung und auch entsprechende Infrastruktur vorhanden sein, um eine reibungslose und ausfallsichere Kommunikation zwischen den Fahrzeugen zu gewährleisten.
Trotz dieser Hindernisse gibt es bereits erste prototypische Umsetzungen in der realen Welt. Scania sieht die künftige Entwicklung von Platooning und Autonomie als eine vierstufige Leiter, wobei Stufe 1 darin besteht, dass die Fahrer weitestgehend ohne autonome Fahrerassistenzsysteme zusammenarbeiten, um nahe beieinander zu fahren. Bei den Stufen 2, 3 und 4 handelt es sich um vernetzte Systeme, bei denen es ein Führungsfahrzeug gibt und die anderen Fahrzeuge im Konvoi einen Fahrer haben, der sich ausruht (Stufe 3), oder um vollständig automatisierte Fahrzeuge (Stufe 4). Scania hat erste reale Anwendungen bereits real getestet.
Platooning als digitales Geschäftsmodell
Auch aus wirtschaftlicher Sicht lassen sich für Platooning verschiedene Optionen generieren, mit denen Unternehmen von dieser Technologie profitieren können.
Generell wäre denkbar, dass Automobilhersteller oder Flottenbetreiber Platooning selbst nicht serienmäßig in ihre Fahrzeuge integrieren, sondern als buchbares Feature anbieten. Somit wäre Platooning, ähnlich zu bereits heute erhältlichen Funktionen wie einem Spurhalteassistenten, eine extra zu erwerbende Funktion.
Eine andere Möglichkeit wäre die Entwicklung einer Plattform (z.B. App-basiert), über die Nutzer ihre Fahrzeuge zum Platooning anmelden können. Die Plattform könnte beispielsweise Informationen über die geplante Route, das Ziel und die geplante Abfahrtszeit sammeln und diese Informationen dann nutzen, um geeignete Platooning-Kolonnen zu erstellen. Die Fahrer von autonomen Fahrzeugen könnten dann über die Plattform oder die App benachrichtigt werden, wenn sie für eine Kolonne ausgewählt wurden, und Details zu ihrer Rolle in der Kolonne erhalten.
Ein weiteres Beispiel wäre die Integration von Platooning in den öffentlichen Verkehr. Ein Dienstleister könnte ein Platooning-System anbieten, bei dem Busse oder andere öffentliche Verkehrsmittel in einer Kolonne fahren und von einem führenden Fahrzeug gesteuert werden. Dies würde nicht nur die Effizienz des öffentlichen Verkehrs erhöhen, sondern auch die Umweltbelastung reduzieren.
Ein weiterer möglicher Ansatz wäre die Integration des Platooning-Systems in bestehende Logistik- und Transportdienstleistungen. Zum Beispiel könnten Unternehmen das Platooning-System nutzen, um den Transport von Waren und Gütern effizienter zu gestalten. Hier könnten mehrere Lastwagen in einer Kolonne fahren und von einem führenden Fahrzeug gesteuert werden, um den Transportprozess zu beschleunigen und zu vereinfachen.
Insgesamt bietet das Platooning als digitaler Service jedoch viele Potenziale, um den Verkehr sicherer, effizienter und umweltfreundlicher zu gestalten. Wenn diese Herausforderungen gemeistert werden können, könnte das Platooning dazu beitragen, die Art und Weise zu verändern, wie wir uns fortbewegen.
