Forschung : Leitprojekt Digibus Austria zieht erste Bilanz

Die Überbrückung der sogenannte ersten bzw. letzten Meile stellt eine große Herausforderung in der Nutzung von öffentlichen Nahverkehrsangeboten dar: Wer mehr als diese Meile – also etwa 1,5 km – von der nächsten Haltestelle oder vom Bahnhof entfernt wohnt oder arbeitet, nutzt eher das eigene Auto und nicht den Bus oder die Bahn. „Automatisierte Fahrzeuge wie der Digibus könnten in diesem Jahrzehnt zum Game-Changer werden, indem sie die erste bzw. letzte Meile fahrerlos überbrücken und damit insbesondere im ländlichen Raum eine wichtige Zubringerfunktion zu Bahn- oder Buslinien übernehmen“, sagt der Leiter des österreichischen Leitprojektes Digibus Austria, Karl Rehrl von Salzburg Research.

Um dieser Vision einen Schritt näher zu kommen, wurde im Leitprojekt "Digibus Austria" drei Jahre lang intensiv geforscht und getestet. Damit automatisierte Shuttles auf öffentlichen Straßen eingesetzt werden können, muss eine Vielzahl von Technologien und Rahmenbedingungen zusammenspielen. Nun können all jenen detaillierte Anhaltspunkte gegeben werden, die selbst planen künftig ein autonomes Shuttle zu betreiben. „Das Vorgehensmodell führt durch alle nötigen Schritte, um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb von automatisierten Shuttles zu planen und durchzuführen – von der Machbarkeitsanalyse, über die Risikoeinschätzung, die Einrichtung der digitalen und physischen Infrastruktur, die Inbetriebnahme sowie den täglichen Betriebsablauf bis hin zur Evaluierung“, so Rehrl weiter.

Auf privatem Gelände hat der Digibus bereits bewiesen, dass ein aus einer Zentrale überwachter, gänzlich fahrerloser Betrieb schon heute technisch möglich ist. Die überwiegende Mehrheit der Testpersonen gab an, dass sie sich im Shuttle sicher gefühlt hat. „Die Hälfte der Testpersonen könnte sich vorstellen, dass in Zukunft ein automatisiertes Shuttle den Pkw bzw. Zweit-Pkw ersetzt“, so Karl Rehrl von Salzburg Research.

Der Betrieb auf öffentlichen Straßen ist jedoch in vielerlei Hinsicht herausfordernd: Die entwickelten Methoden und Technologien wurden auf öffentlichen und nicht-öffentlichen Teststrecken in Salzburg und Niederösterreich erprobt. Hindernisse wurden zuverlässig erkannt und die Fahrt gestoppt. Die Reaktionen der insgesamt rund 3.000 Fahrgäste fielen vorwiegend positiv aus. Dem Großteil der Fahrgäste gefiel die Fahrt im Shuttle und sie fühlten sich sehr sicher oder sicher. Besonders herausfordernd im Pilotbetrieb in der Salzburger Gemeinde Koppl waren die relativ hohen Geschwindigkeiten von anderen Fahrzeugen sowie Abbiegesituationen.

Digibus Austria hat gezeigt, dass für einen sicheren und zuverlässigen Einsatz neben den automatisierten Fahrfunktionen eine Vielzahl von weiteren Herausforderungen gelöst werden muss. Dazu zählen unter anderem die folgenden Punkte:

Umfeldbedingungen und Wegführung

Bevor ein fahrerloser Shuttlebus überhaupt auf öffentlichen Straßen fahren kann, müssen Umfeld-Bedingungen, Fahrszenarien und mögliche Wegführungen genau geprüft und bewertet werden. Dafür wurden Methoden zur Risikoanalyse entwickelt und erprobt. Durch eine erweiterte Road Safety Inspection wird das Risiko durch eine Begehung vor Ort beurteilt. Für besonders risikoreiche Fahrsituationen ist eine virtuelle Risikoanalyse anhand einer Simulation nötig. Dazu werden Objekte der Umgebung, wie Fahrstreifen oder Begrenzungsobjekte, digital in einer hochpräzisen Karte abgebildet. Mit Hilfe der hochgenauen Karte gelang es, die exakte Fahrspur des Digibus automatisiert abzuleiten. Durch die Simulation konnte die Fahrspur weiter optimiert werden, sodass das Unfallrisiko während der Fahrt minimiert wird. So gelang es beispielsweise, die Zeit beim Verlassen eines kritischen Kreuzungsbereichs durch die Optimierung der Fahrspur beinahe zu halbieren.

Positionierung

Damit sich ein automatisiertes Fahrzeug sicher auf der öffentlichen Straße bewegen kann, muss es zu jeder Zeit sehr genau seine eigene Position kennen. Neben den LiDaR-Daten, der Inertialmesseinheit (IMU) und der Odometrie werden dafür GNSS-Satellitensignale eingesetzt, deren Genauigkeit üblicherweise nur im Meterbereich liegt. Durch die Berücksichtigung von Korrekturdaten durch das so genannte Realtime Kinematics-Verfahren kann eine zentimetergenaue Positionsbestimmung gelingen. Dafür müssen die Korrekturdaten in ausgezeichneter Qualität über das vorhandene LTE-Breitbandnetz oder über zusätzliche Kommunikationsinfrastruktur vor Ort dem Fahrzeug bereitgestellt werden. Im Leitprojekt wurde die Teststrecke in Koppl mit sogenannten C-ITS V2X Roadside Units ausgestattet, um die Übertragung der Korrekturdaten über den WLAN-basierten ITS-G5-Standard zu erproben.

Kommunikation mit Fahrgästen und anderen Verkehrsteilnehmern

Damit ein automatisiertes Fahrzeug tatsächlich alleine mit Fahrgästen fahren kann, muss es sehr klar mit Fahrgästen und seiner Umgebung kommunizieren. In diesem Leitprojekt entstanden neue Methoden und Technologien der Fahrgastinteraktion, die speziell auf die Kommunikations- und Informationsbedürfnisse von Fahrgästen in einem fahrerlosen Shuttle sowie in dessen Umfeld angepasst sind: Dazu gehören die Anzeige von aktuellen Echtzeit-Informationen auf interaktiven Touch-Monitoren im Shuttle und an Haltestellen, ein berührungsloser Sprachassistent, der mit künstlicher Intelligenz zur Klärung oft gestellter Fragen beiträgt sowie die Möglichkeit, im Bedarfsfall per Direktverbindung Hilfe von einer Leitstelle anzufordern. Die Kommunikation mit anderen Verkehrsteilnehmenden wurde mittels unterschiedlicher LED-Animationen an der Außenseite des Shuttles getestet. Dadurch lässt sich beispielsweise an Fußgängern effektiv kommunizieren, ob das Fahrzeug vor einem Fußgängerübergang anhält bzw. wann es wieder weiterfährt.

Integration in das regionale Mobilitätssystem

​​​​​​​Erstmalig wurde mit dem Digibus ein automatisiertes Shuttle auch vollständig in ein regionales Mobilitätssystem integriert und ein öffentlicher Pilotbetrieb nach Fahrplan durchgeführt. Drei Monate lang ergänzte der Digibus wochentags die bestehende Buslinie in der Gemeinde Koppl und verdichtete diese auf einen Halbstundentakt. Für diesen Pilotbetrieb wurde mit Hilfe der Mobilitäts-App wegfinder die gesamte Mobilitätskette digital abgebildet. Fahrgäste konnten mit der App ihre Fahrt im Digibus planen und sich über freie Plätze sowie Anschlüsse zur Weiterfahrt informieren. Die Verbindungen des Digibus inkl. der Echtzeit-Abfahrts- und Ankunftszeiten sowie der aktuellen Sitzplatzauslastungen wurden in der App angezeigt.