Automatisiertes Fahren gilt im öffentlichen Nahverkehr als besonders sinnvoll – ökologisch wie ökonomisch. Der vielerorts beklagte Mangel an Fahrpersonal verstärkt den Trend zusätzlich. Leider sind die selbstfahrenden Busse und Bahnen oft unflexibel. Doch das könnte sich bald ändern.

Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) entwickeln deshalb gemeinsam mit den Stadtwerken München und dem niederländischen Fahrzeughersteller Ebusco elektrische Busse, die automatisiert einem Lead-Fahrzeug folgen für den Linienverkehr in der Isar-Metropole. Erste Prototypen dieses Platooning genannten Konzepts fahren bereits.

„Herkömmliche Gelenkbusse oder solche mit Personenanhänger brauchen zu viel Energie und sind nicht flexibel genug einsetzbar, wenn es darum geht, auf stark schwankende Fahrgastzahlen reagieren zu können“, sagt Eric Sax, Leiter des Instituts für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV) und Professor am KIT. Beim Platooning fahren mehrere Fahrzeuge mittels elektronischer Steuerung in engem Abstand hintereinander. Diese Kolonnen können beliebig an den jeweiligen Bedarf angepasst werden. „Beim Platooning muss nur das vorderste Fahrzeug durch eine Fahrerin oder einen Fahrer gesteuert werden, alle weiteren folgen automatisiert“, erläutert Sax.

Verbunden sind die Einheiten der Formation dabei nicht physisch, sondern nur informationstechnisch. Die elektronische Deichsel kann leicht entkoppelt und die Bus-Platoons dadurch umstandslos geteilt und wieder verbunden werden. „Durch Platooning kann man den Busbetrieb optimal an den Bedarf je nach Tageszeit oder Linie anpassen – besonders im städtischen Umland“, sagt Eric Sax.

Für die Sicherheit sorgen Sensoren

Neben der Flexibilität gibt es weitere Vorteile für die städtischen Busbetriebe: „Einheitsgrößen und Standards für die Fahrzeuge machen Entwicklung, Herstellung und Betrieb der Busse effizienter und somit den gesamten Prozess der Elektrifizierung des Stadtbusverkehrs viel preiswerter. Außerdem erlaubt ein elektrisches Fahrzeug eine deutlich einfachere Umsetzung der automatisierten Lenkung, Verzögerung und Beschleunigung als ein vergleichbares Dieselfahrzeug“, ergänzt der Professor.

In München sollen alle Busse durch elektrisch angetriebene Fahrzeuge ersetzt werden. Bis dahin sind noch technische Herausforderungen zu lösen: „Etwa darf der Abstand zwischen den Bussen nicht zu groß sein, damit keine anderen Fahrzeuge dazwischen einscheren. Und das System muss erkennen, wenn Fußgängerinnen und Fußgänger zwischen die Busse treten“, erläutert der Karlsruher Wissenschaftler. „Ebenso müssen wir den Einfluss von Eis, Staub und Schnee beachten.“

Für Sicherheit sorgen Sensoren: Lidar-, Radar- und Kamerasysteme überwachen Abstand und Zwischenraum. Fahrzeugdaten wie Position, Lenkwinkel und Geschwindigkeit werden per Funk an das folgende Fahrzeug übertragen. „So wird beispielsweise ein Bremsmanöver des vorderen Busses vom Folgefahrzeug einmal durch ein durch die Luft übertragenes Signal und zusätzlich durch das Aufleuchten des Bremslichts erkannt.“

Förderung in Höhe von 12 Millionen Euro durch das Bundesverkehrsministerium

„Wir haben zunächst die Konzepte für das Platooning von Stadtbussen und anschließend die entsprechenden Algorithmen für die Automatisierung entwickelt“, ergänzt Sax. Diese werden in einem Bus-Prototyp verwendet, den die Forschenden des KIT gemeinsam mit den Stadtwerken München (SWM) und Ebusco bereits verwirklicht haben. Dieser wird auf dem Testfeld für elektrifizierte und automatisierte Fahrzeuge im öffentlichen Personennahverkehr im Norden der bayerischen Landeshauptstadt im kommenden Jahr getestet. „Unser Ziel ist es, die neuen Fahrzeuge ab Mitte des Jahrzehnts im Regelbetrieb auf die Straße zu bringen.“

Das Projekt wird vom Bundesverkehrsministerium für die Laufzeit von zweieinhalb Jahren mit rund 12 Millionen Euro gefördert. Die Federführung liegt beim Mobilitätsreferat der Landeshauptstadt. Für die realitätsnahe Erprobung von automatisierten und vernetzten Fahrzeugen im realen Verkehrsgeschehen errichten und betreiben die Landeshauptstadt und der Freistaat Bayern gemeinsam ein urbanes Testfeld für automatisierte und vernetzte Fahrzeuge im Norden von München.
(Felix Mescoli)