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Autonome Arbeitstiere

Der konventionelle Lastverkehr dürfte schon bald der Vergangenheit angehören. Mit Platooning und selbstfahrenden Trucks testen MAN und Scania weltweit vernetzte Transportlösungen. Ein Blick hinter die Kulissen.

Auf Hessens Autobahnen ist die Zukunft der Mobilität bereits angekommen. Genauer gesagt: auf den Seitenstreifen. Seit September 2017 sichern Arbeits-Lkw von MAN dort in einem Testsetting Wanderbaustellen ab. In 150 Metern Abstand rollen sie etwa Mähtrupps hinterher und warnen die restlichen Verkehrsteilnehmer. Die Kleinlastwagen halten, wenn das voranfahrende Fahrzeug hält – und fahren an, wenn die Arbeit weitergeht. Eines aber sucht man in ihren Führerhäusern vergeblich: die Fahrer.

Es ist kein beliebter Job, das Absicherungsfahrzeug zu steuern. Lärmend walzt der Verkehr fast auf Armlänge an den Wanderbaustellen vorbei. Regelmäßig werden auf den Autobahnen Unfälle mit Betriebsfahrzeugen registriert, oft sind es Auffahrunfälle. Bis Sommer 2018 läuft das Pilotprojekt der Bundesanstalt für Straßenwesen und MAN Truck & Bus – auch um die Arbeiter an den Autobahnrändern effektiver zu schützen.

Gesteuert wird das fahrerlose Absicherungsfahrzeug vom Fahrer des Grasmähers über Car-to-Car-Kommunikation. Voraussetzung ist eine Mensch-Maschine-Schnittstelle in beiden Wagen, die von MAN Truck & Bus entwickelt wurde. Nähert sich der Zug einer Einfahrt, hält der vordere Wagen an und wartet auf das Absicherungsfahrzeug. Dann bilden sie ein sogenanntes Platoon, überqueren die Einfahrt wie aneinandergekoppelt. Anschließend fährt der Arbeits-Lkw wieder voraus. Damit der Absicherungswagen nicht versehentlich auf die Fahrbahn ausschert, muss er die Markierung der Fahrstreifen erkennen, die Umgebung erfassen. Das erledigen Sensoren wie Radar, Laser und Kameras.

Die Maschine ist dem Mensch überlegen

In einigen Minen sind Scania-Lkw schon heute teilautonom unterwegs.
Ab Ende 2017 soll in Testfeldern vollautonom gearbeitet werden.

Auch in anderer Hinsicht könnte autonomes und semiautonomes Fahren mehr Sicherheit auf die Straßen bringen. Ein Blick auf die Unfallstatistiken: Jedes Jahr sterben in Europa 35.000 Menschen bei Verkehrsunfällen, in zehn Prozent sind Trucks involviert. Für viele Unfallrisiken haben heutige Lkw bereits technische Antworten parat: Spurassistent, Ultraschallsystem, Notbremsassistent. Beispiel Scania-Platoon: Wenn man die Vollbremsung dreier dicht aufeinander fahrender Trucks sieht, wird die Überlegenheit der Maschine augenscheinlich. Legt der Fahrer vorne eine Vollbremsung hin, aktivieren die Trucks dahinter zeitgleich ihre Bremsen. Die Datengeschwindigkeit übertrifft eindeutig die Reaktionszeit des Menschen.

Weitere Vorteile der neuen Technik: Durch Vernetzung der Fahrzeuge und intelligente Software, die über GPS die Lkw-Flotte durch den Verkehr leitet, werden Fahrzeiten optimiert, die Auslastungsraten erhöht. Der Stress hinterm Steuer reduziert sich, Spritverbrauch und Emissionen gehen deutlich zurück. Zu guter Letzt werden Staus vermieden, die Jahr für Jahr Kosten in Milliardenhöhe verursachen.

In wenigen Jahren dürften autonome Trucks auf öffentlichen Straßen Normalität sein. Schon heute startet Scania mit autonomen Konzepten in abgeschlossenen Industrie-Arealen durch. „Wir haben Industrie-Applikationen als Business-Case gewählt, weil das wirtschaftliche Potenzial sehr hoch ist“, erklärt Tom Nyström, leitender Ingenieur für Autonomous Transport Solutions bei Scania. Man sehe Trucks und Busse als Bausteine eines großen Transportkonzepts an. „Es geht um ein komplettes System inklusive Logistik, dem Definieren von Aufgaben für die Fahrzeuge, Informations- und Datenaustausch zwischen ihnen, um die ganze Infrastruktur“, ergänzt Nyström. „Transportlösungen werden dem Kunden auf den Leib geschneidert.“

„Transportlösungen werden dem Kunden auf den Leib geschneidert.“

Minen und Häfen als Härtetest

So entwickelte Scania selbstfahrende Trucks, die in abgegrenzten Räumen wie im Hafen von Singapur oder in Minen spezielle, vorprogrammierte Aufgaben ausführen. Sie fahren Verladestationen an, bringen Container ans Ziel. Die Tests laufen vielversprechend, bereits Ende 2017 sollen die Maschinen vollständig autonom in den Testfeldern operieren. Sie sind mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet, ihre Position wird getrackt. Alle Informationen laufen in einem Tower zusammen, von dem aus der Fahrer der Zukunft – eher ein Lotse – seine Wagen navigiert. Zusätzlich arbeitet Scania am Busverkehr der Zukunft. Seit dem Sommer 2017 sind selbstfahrende Busse auf der Teststrecke in Södertälje, südlich von Stockholm, unterwegs.

Platooning ist derzeit das Buzzword der Transportindustrie. Im Frühjahr 2018 gehen MAN Truck & Bus und das Logistikunternehmen DB Schenker damit auf die Straße. Zwei MAN-Lkw werden dann regelmäßig im Platoon auf der Testfeld-Autobahn A9 zwischen München und Nürnberg unterwegs sein. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur mit zwei Millionen Euro. Erstmals kann über einen längeren Zeitraum und unter realen Verkehrsbedingungen gemessen werden, wann sich der Wechsel vom normalen Fahrmodus ins Platoon lohnt.

Wirtschaftlich dank Windschatten

In der Projektphase fahren jeweils zwei Trucks von einem DB Schenker-Logistikzentrum zum anderen. Hinter dem Steuer sitzen normale Lkw-Fahrer. Vom Speditionsgelände zur Autobahn hin noch manuell gesteuert, wechseln sie auf der A9 in den Platoon-Modus. Über eine elektronische Deichsel läuft die Car-to-Car-Kommunikation. Der Führungssattelzug wird von einem Fahrer gesteuert. Im hinteren Truck, der bei 80 Stundenkilometern nur 15 Meter Abstand hält, greift der Fahrer bei Bedarf ein. Die Karosserien sind mittlerweile so entwickelt, dass der Truck im Windschatten bis zu 30 Prozent Energie spart. Unklar ist bislang, wie sich etwa dichter Verkehr, einscherende Autos oder Wind und Wetter auswirken. Sobald dazu ausreichende Daten vorliegen, können Experten valide Prognosen zu Effizienzsteigerung, Sprit-Einsparungen und zur Entlastung der Fahrer treffen.

Wird der Mensch der Elektronik vertrauen?

Der Test hat es auch für die Trucker in sich. Deshalb lässt MAN Truck & Bus seine Fahrer von Wissenschaftlern der Hochschule Fresenius begleiten. Wie wird es sich anfühlen, näher als gewohnt auf den Vordermann aufzufahren? Wird es selbstverständlich, der elektronischen Deichsel zu vertrauen? „Es ist wichtig, von Beginn an die Menschen mitzunehmen, die von der Entwicklung zentral betroffen sind“, sagt Professor Christian T. Haas, Leiter des Institutes für komplexe Gesundheitsforschung an der Hochschule Fresenius. „Unsere Erkenntnisse aus der Untersuchung der Effekte an der Mensch-Maschine-Schnittstelle fließen unmittelbar zurück in die Technologieentwicklung und Gestaltung der Arbeitsbedingungen.“ In spätestens zwei Jahren sollen erste Ergebnisse vorliegen.

Platooning, autonome Hafen-Helfer oder Busse, die ihre Haltestelle ohne Fahrer finden: Die Zukunft hält längst Einzug auf unseren Straßen.

Zahlenwerk Maschinen mit Vorteilen

  1. 0,1 Sekunden

    benötigt ein automatisiertes System zum Reagieren. Ein Profi- Trucker braucht 1,4 Sekunden.

  2. 80 Meter

    Straßenlänge benötigen drei im Konvoi fahrende Lkw mit autonomen Fahrsystemen.

  3. 150 Meter

    Straßenlänge sind es dagegen im herkömmlichen Lkw-Verkehr – vor allem auf hoch frequentierten Strecken ein potenzieller Stau-Auslöser.

  4. 32,6 Milliarden

    Euro wurden 2016 mit dem Gütertransport auf Deutschlands Straßen umgesetzt. Tendenz steigend: 2010 waren es noch 28,9 Milliarden Euro.

  5. 45.000 Lkw-Fahrer

    fehlten der deutschen Logistikbranche im September 2017. Automatisierte Systeme könnten das Personalproblem lösen.

  6. 15 Jahre

    wird es nach Ansicht von Experten noch dauern, bis im Lastverkehr vollautomatisierte Systeme der Stufe 5 zum Einsatz kommen.

Autonomie anschaulich erklärt: Convoy 4.0 – so fahren Trucks im Platoon

  1. Vorteile des Verbunds

    Vernetzte Lkw fahren im Verbund mit mehr Sicherheit und weniger Verbrauch. Platooning steht 
für die elektronische Vernetzung und Koppelung von Lkw auf Autobahnen und Fernstraßen.

  2. Schneller und sicherer

    Die neue Technologie erhöht die Sicherheit. Die Rechner werden nicht müde, reagieren schneller als Menschen. Der Abstand zwischen den Trucks beträgt nur 15 Meter. Somit wird der benötigte Verkehrsraum fast um die Häfte reduziert.

  3. GPS-Antenne

    Mithilfe eines GPS-Satelliten-Netzwerks ist die Ermittlung des genauen Standortes möglich. Darüber hinaus können so dreidimensionale Daten der Strecke mit den aktuellen Fahrzeugdaten verknüpft werden.

  4. Effizienter unterwegs

    Nur der erste Lkw muss von einem Fahrer besetzt sein, alle folgenden Trucks bleiben unbemannt.

  5. Stereo-Kamera

    Den Bereich vor dem Fahrzeug deckt eine Stereokamera oberhalb der Brüstung hinter der Windschutzscheibe ab. Die Stereokamera identifiziert ein- und mehrspurige Fahrbahnen, kann Freiräume präzise ermitteln und nimmt die Informationen von Verkehrsschildern auf.

  6. Die elektronische Deichsel

    dient der Car-to-Car-Kommunikation. Die Lkw tauschen fortlaufend Informationen aus. 
Dazu gehören Fahrzeugposition, Fahrzeugtyp, Abmessungen, Fahrtrichtung, Geschwindigkeit, Beschleunigungs- und Bremsmanöver sowie Kurvenkrümmungen.