Der bis zum Jahr 2025 zu erwartende Anstieg der jährlich in Deutschland transportierten Pakete um 40 Prozent auf rund 5,7 Milliarden verlangt innovative Lösungen. Um diese zu finden, hatten Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft, darunter das Institut für verlässliche Embedded Systems und Kommunikationselektronik (IvESK) der Hochschule Offenburg, das Kooperationsprojekt „VanAssist“ ins Leben gerufen. Jetzt stellten sie ihr Ergebnis vor: ein autonom fahrendes Zustell-Elektrofahrzeug, das personelle Ressourcen schonen, der Verkehrsdichte in Ballungsräumen entgegentreten und die Emissionsreduzierung vorantreiben soll.
Als internationaler Paket- und Expressdienst brachte Partner DPD Deutschland konkrete Use-Cases und das Wissen ein, worauf es in der Praxis ankommt: Das entwickelte autonome Fahrzeug sollte in der Lage sein, den steigenden Anforderungen auf der letzten Meile der Paketzustellung gerecht zu werden. Entsprechend fokussierten sich die Partner in der Konstruktion und Programmierung der einzelnen Komponenten darauf, die Fahr- und Laufwege einer Pakettour zu optimieren. Das Fahrzeug muss dazu beispielsweise selbstständig Haltepunkte ansteuern, in Echtzeit auf Veränderungen im Straßenverkehr reagieren und immer genau an der Stelle auf den Paketzusteller warten können, an der dieser das nächste Paket benötigt, oder aber zur nächsten Adresse mitgenommen werden möchte.
„Unsere Aufgabe im Projekt VanAssist bestand darin, die einzelnen verteilten Komponenten so miteinander zu vernetzen, dass wir für den gegebenen Use-Case eine optimale Infrastruktur bereitstellen konnten“, berichtet IvESK-Leiter Prof. Dr. Axel Sikora. Diese Infrastruktur habe in erster Linie sicher sein müssen. „Da durch Eingriffe von außen Fahrmanöver getätigt werden können, würde eine unsichere Verbindung eine essenzielle Bedrohung darstellen. Die große Herausforderung bestand deshalb auch in der geschickten Auswahl und Integration existierender Protokolle, wobei aufgrund der vielen Systemkomponenten eine entsprechende Mischung erfolgen musste. Das daraus resultierende Sicherheitskonzept bleibt trotzdem noch flexibel genug, um in Zukunft die Use-Cases erweitern und weitere Komponenten mit einbinden zu können. Auf diese Weise stellen wir die Sicherheit und Kommunikationsarchitektur als Dienstplattform zur Verfügung“, erklärte er weiter. Einen besonderen Fokus legten die Kommunikationsexperten dabei auf die Nutzung aktueller und standardisierter Technologien. So kommen Mobilfunknetze mit hoher Datenrate und geringen Latenzen zum Einsatz, um besonders zeitkritische Steuerungen und datenhungrige Live-Videoübertragungen zu unterstützen. Für die Zuverlässigkeit des Systems schuf das Institut eine Sicherung, die unter anderem mögliche Ausfälle im Mobilfunknetz überbrücken kann. Dabei setzte das ivESK auf sogenannte Low Power Wide Area Networks (LPWAN), die als dynamische Funkzellen komplett ohne Provider-Abhängigkeiten betrieben werden.
Die reine Nutzung und Integration der Kommunikationstechnologien reichen allerdings nicht aus, um ein solch hoch vernetztes System betreiben zu können. Um eine sichere, zuverlässige und flexible Kommunikation zwischen allen Teilkomponenten im System herstellen zu können, mussten die Technologien geschickt miteinander verknüpft werden. Neben der Umsetzung entsprechender Anwendungs- und Sicherheitsprotokolle sind dafür Dienste auf den jeweiligen Systemelementen erforderlich. Dies betrifft nicht nur die Hauptakteure, also den Zusteller und sein Fahrzeug, sondern ebenso die vielen Komponenten im Backend, die sowohl den Anforderungen des VanAssist-Projekts als auch zukünftigen erweiterten Anwendungen genügen müssen.
VanAssist zeigt zukünftigen Bedarf auf
Für DPD Deutschland hat das Förderprojekt VanAssist vor allem aufgezeigt, welche Entwicklungen vonnöten sind, um autonom fahrende Zustellfahrzeuge in den Arbeitsalltag zu integrieren. „Unsere Tests haben beispielsweise gezeigt, dass wir einen Leitstand benötigen, der immer dann eingreift, wenn auf der Tour etwas Unvorhergesehenes passiert, bei dem das Fahrzeug nicht selbstständig entscheiden kann, was zu tun ist. Das kann ein verdeckter Sensor oder aber eine versperrte Straße sein“, sagt Gerd Seber, Group Manager City Logistics & Sustainability bei DPD Deutschland. „Wir haben erkannt, dass wir unsere Tourenplanung grundlegend neu denken müssen. Denn zukünftig wird nicht nur relevant sein, an welche Adresse wir ein Paket bringen, sondern auch, wo wir zu diesem Paket nahegelegene Haltepunkte identifizieren und im System hinterlegen können“.
Doch auch für Städte wird es in der Umsetzung von autonomen Fahr- und Zustelllösungen neue Herausforderungen geben. „In der Fläche bedarf es zum einen vereinheitlichter intelligenter Ampeln und Verkehrszeichen. Zum anderen benötigen wir aber speziell für den Lieferverkehr reservierbare Ladezonen, zu denen wir unsere Fahrzeuge navigieren können“, sagt Seber.
Ein nächster Schritt für das entwickelte Fahrzeug ist bereits identifiziert: Um weiter am Thema autonomes Fahren arbeiten und forschen zu können soll das Versuchsfahrzeug in einem Praxistest in einer Straßenverkehrs-Umgebung zum Einsatz kommen. Bislang konnte das Fahrverhalten nur auf einem universitären Testgelände begutachtet werden.
Die Projektpartner im Überblick
Hinter VanAssist stehen neben dem internationalen Paket- und Expressdienst DPD als wissenschaftliche Projektpartner das Niedersächsische Forschungszentrum für Fahrzeugtechnik NFF der TU Braunschweig, die TU Clausthal, die Hochschule Offenburg und die Universität Mannheim sowie die BridgingIT GmbH, die IAV GmbH, die Ibeo Automotive Systems GmbH sowie die ZENTEC GmbH.
Weitere Informationen finden Sie unter:
sowie in der Pressemitteilung von DPD Deutschland.