Elektrisch und automatisiert fahrende Busse könnten den Personennahverkehr sicherer und effizienter machen. Das Problem: Gelenkbusse oder solche mit Personenanhänger brauchen zu viel Energie und sind nicht flexibel genug einsetzbar, um auf stark schwankende Fahrgastzahlen reagieren zu können. Die Lösung: Platooning. Dabei fahren mehrere Fahrzeuge mittels elektronischer Steuerung in engem Abstand hintereinander. Diese Kolonnen können beliebig an den jeweiligen Bedarf angepasst werden. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) arbeiten an einem Stadtbus-Platoon für München.
„Beim Platooning muss nur das vorderste Fahrzeug durch einen Fahrer gesteuert werden, alle nachfolgenden können diesem automatisiert folgen“, erläutert Professor Eric Sax, Leiter des Instituts für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV) am KIT. Verbunden sind die Einheiten der Formation dabei nicht physisch, sondern nur informationstechnisch. Die „elektronische Deichsel“ kann leicht entkoppelt und Platoons somit leicht geteilt und wieder verbunden werden. „Durch Platooning können wir den Busbetrieb optimal an den Bedarf je nach Tageszeit oder Linie anpassen – besonders im städtischen Umland“, sagt Dr. Svenja Reiß von den Stadtwerken München (SWM). „Da sich die Platoons teilen und verbinden, wie es die Nachfragesituation erfordert, können wir unseren Fahrgästen ein passgenaues Angebot bieten.“
In München sollen alle Busse langfristig durch elektrisch angetriebene Fahrzeuge ersetzt werden. Um auf Nachfrageschwankungen im ÖPNV an verschiedenen Tagen oder zu unterschiedlichen Tageszeiten zu reagieren, werden hier bislang Personenanhänger eingesetzt. „Bei Elektrifizierung der Zugfahrzeuge müsste enorme elektrische Energie eingesetzt werden, um die Anhänger mitzubewegen“, konstatiert Sax. Zusätzlich den Anhänger zu motorisieren, sei weder kosten- noch energieeffizient. Eine rein elektronische und informationstechnische Kopplung wie beim Platooning erlaube hingegen, vollständige Fahrzeuge zu koppeln. „Da dabei gängige Fahrzeugtypen eingesetzt werden, ist die Elektrifizierung einfacher und preiswerter“, so der Experte.
„Wir entwickeln jetzt die Konzepte für das Platooning von Stadtbussen und anschließend die entsprechenden Algorithmen für die Automatisierung“, sagt Nicole Rossel vom ITIV. Diese würden dann in einem Bus-Prototypen verwendet, den die Forschenden des KIT gemeinsam mit den SWM und dem niederländischen Elektrobushersteller EBUSCO bis Mitte 2022 verwirklichen. Dieser wird dann auf dem neuen Testfeld für elektrifizierte und automatisierte Fahrzeuge im öffentlichen Personennahverkehr im Norden der bayerischen Landeshauptstadt getestet. „Unser Ziel ist es, die neuen Fahrzeuge ab Mitte des Jahrzehnts auf die Straße zu bringen“, sagt Sax.
Das Projekt TEMPUS
Das Projekt TEMPUS „Testfeld München – Pilotversuch Urbaner automatisierter Straßenverkehr“ unter anderem mit den Projektpartnern KIT, SWM und EBUSCO startete Anfang 2021 und wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) für die Laufzeit von zweieinhalb Jahren mit rund 12 Millionen Euro gefördert. Die Federführung liegt im Mobilitätsreferat der Landeshauptstadt München. Für die realitätsnahe Erprobung von automatisierten und vernetzten Fahrzeugen im realen Verkehrsgeschehen errichten und betreiben die Landeshauptstadt München und der Freistaat Bayern ein urbanes Testfeld für automatisierte und vernetzte Fahrzeuge im Norden von München.
Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 10 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 22 800 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.
