Die Logistik und Mobilität auf Industriegeländen in Deutschland ist gekennzeichnet vom fehlenden Fahrernachwuchs und steigenden Kosten. Beides gefährdet die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen, insbesondere an Standorten der Kohleregionen, die besonders vom demografischen Wandel betroffen sind. Autonome Transport- und Handlingssysteme können mit ihren datenbasierten Innovationen diesen Entwicklungen entgegenwirken. Bislang existieren keine derartigen kombinierten Lösungen für das Außengelände von Betrieben.

Hauptziel ist die Implementierung eines automatisierten Transportes und Umschlag von Gütern und Personen mithilfe eines Routenzuges. Dazu werden eine Betriebsleitstelle mit offenen Schnittstellen zur Fernüberwachung und -steuerung von Routenzügen entwickelt und die Infrastruktur des Werksgeländes der AGCO Hohenmölsen GmbH zu einem intelligenten Betriebsgelände ertüchtigt. Innovationen sind u.a. sensorbasierte V2X-Kommunikationstechnik mit Datenintegration und -übertragung in Echtzeit.

Anhand einer Prozessanalyse werden die Anforderungen und Schnittstellen an den Transport und Umschlag auf dem Betriebsgelände erarbeitet. Anschließend werden Hardwarekomponenten zur V2X-Kommunikation und Fahrzeugsensorik entwickelt. Zusätzlich wird die Software programmiert, welche die Fernüberwachung und -steuerung der Routenzüge in Echtzeit erlaubt. Die Machbarkeit wird durch die prototypische Umsetzung auf dem Betriebsgelände mit Ableitung von Optimierungs- und Transfermöglichkeiten nachgewiesen.

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Intelligente Automatisierung der Logistik auf Industriegeländen! Warum?

Die Logistik und Mobilität auf Industriegeländen in Deutschland steht vor entscheidenden Herausforderungen: Der Fachkräftemangel, besonders im Bereich der Fahrer, und die stetig steigenden Kosten gefährden zunehmend die Wettbewerbsfähigkeit vieler Unternehmen. Diese Problematik wird in den Kohleregionen, die besonders stark vom demografischen Wandel betroffen sind, noch verstärkt. Autonome Transport- und Handlingssysteme bieten eine vielversprechende Perspektive, um diesen Herausforderungen mit innovativen, datengetriebenen Lösungen zu begegnen.

Ziel des Projekts IBATOUR ist es, erstmalig ein integriertes System zur automatisierten Beförderung von Gütern und Personen im Außenbereich von Industriegeländen zu implementieren. Im Mittelpunkt steht die Implementierung eines automatisierten Routenzugsystems, dessen Überwachung und Steuerung über eine neuartige Betriebsleitstelle mit offenen Schnittstellen realisiert wird. Die AGCO Hohenmölsen GmbH dient hierbei als Modellstandort, um das Betriebsgelände in ein intelligentes, vernetztes Areal zu transformieren.

Ein entscheidender Bestandteil des Projekts ist die Einführung einer sensorbasierten V2X-Kommunikationstechnologie, die eine nahtlose Datenintegration und Echtzeitübertragung gewährleistet. Durch eine detaillierte Prozessanalyse werden die spezifischen Anforderungen und Schnittstellen für den Transport und Umschlag auf dem Betriebsgelände identifiziert und optimiert. Darauf aufbauend erfolgt die Entwicklung fortgeschrittener Hardwarekomponenten für die V2X-Kommunikation sowie moderner Fahrzeugsensorik. Die zugehörige Software wird so programmiert, dass eine präzise Echtzeit-Fernüberwachung und Steuerung der Routenzüge ermöglicht wird.

Die Durchführbarkeit und Effizienz des gesamten Systems werden durch eine prototypische Implementierung auf dem ausgewählten Betriebsgelände evaluiert. Ziel ist es, durch praxisnahe Erprobungen Optimierungs- und Transferpotenziale aufzuzeigen, welche die Basis für eine breitere Anwendung der entwickelten Technologien in der Industrie bilden könnten.

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Der automatisierte öffentliche Verkehr ist eine der Schlüsseltechnologien der zukünftigen Mobilität und trägt zur Verkehrswende bei. Gemäß den Prognosen wird autonomes Fahren jedoch nicht vor 2030 erreicht.
Deshalb stellt die Ertüchtigung der Infrastruktur eine große Chance dar, um automatisierte Fahrzeuge
schneller einzusetzen. Das Ziel des Gesamtvorhaben ist es, ein Bewertungsmodells auf Basis von Open Data für den Einsatz automatisierter Shuttlebusse zu entwickeln. In dem Bewertungsmodell werden die Kosten für die Verkehrsinfrastruktur mit dem Nutzen von neuen Buslinien gegenübergestellt.
Ziel dieses Teilvorhabens ist die Bestimmung des Nutzens von spezifischen Strecken auf denen
automatisierte Shuttlebusse eingesetzt werden. Als Teilziele wird die ökonomische Wirkung in Form von der Erschließung neuer Wohn- und Industriegebiete ermittelt. Diesbezüglich werden Open Data der Siedlungs- und Wirtschaftsstruktur (bspw. Anzahl und Altersstruktur der Bevölkerung, Pendlerdaten, Wohnungs- und Industriegebiete, Aufbau der Stadt) einbezogen. Des Weiteren werden die Treibhausgasemissionen errechnet, um Potenziale zur Verringerung der Luftverschmutzung festzustellen.
Beides basiert auf der Analyse des derzeitigen ÖPNV-Angebots im Betrachtungsgebiet. Abschließend ist es das Ziel dieses Teilvorhabens Handlungsempfehlungen für die Kommune und Verkehrsgesellschaft in Bezug auf die Einführung von automatisierten Shuttlebussen auszusprechen.

Dieses Teilvorhaben untersucht folgende Forschungsfragen:
• Welche Verbesserungspotenziale hat der ÖPNV im Betrachtungsgebiet?
• Anhand welcher Faktoren kann die Erschließung einer Strecke bewertet werden?
• Wie hoch sind die derzeitigen Treibhausgasemissionen und welche Reduzierungen sind möglich?

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Der automatisierte öffentliche Verkehr ist eine der Schlüsseltechnologien der zukünftigen Mobilität und trägt zur Verkehrswende bei. Gemäß den Prognosen wird autonomes Fahren jedoch nicht vor 2030 erreicht. Da der Einsatz von automatisierten Fahrzeugen von der Verkehrsinfrastruktur abhängig ist, stellt die Ertüchtigung der Infrastruktur eine große Chance dar, um automatisierte Fahrzeuge schneller einzusetzen. Dies erfordert jedoch im ersten Schritt eine detaillierte Analyse der Infrastruktur.
Das Projektziel ist die Entwicklung eines Bewertungsmodells auf Basis von Open Data für den Einsatz automatisierter Shuttlebusse. Mit diesem Bewertungsmodell können Kommunen strategisch die Infrastruktur für automatisierte Fahrzeuge planen und später umsetzen. Die ist eine Vorarbeit um automatisierte Shuttlebusse einzusetzen, die das ÖPNV-Angebot hinsichtlich Taktzeiten und Erschließung zu verbessern und letztlich zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen im urbanen Raum beitragen.
In dem Bewertungsmodell werden die Kosten für die Verkehrsinfrastruktur mit dem Nutzen von neuen Buslinien gegenübergestellt. Die Kosten für die Infrastruktur basieren dabei auf einer vollumfänglichen Infrastrukturanalyse basierend auf den Anforderungen von automatisierten Shuttlebussen. Um den Nutzen zu bestimmen, wird einerseits die ökonomische Wirkung in Form von neuen Erschließungsgebieten und andererseits die Wirkung auf Klimawandel und Luftverschmutzung bestimmt.
Das Bewertungsmodell wird allgemeingültig als Excel-Tool entwickelt, welches von Kommunen oder Verkehrsgesellschaften zukünftig zur Infrastruktur- und ÖPNV-Planung genutzt werden kann. Es wird über die mCLOUD veröffentlicht. Innerhalb des Projekts wird die Machbarkeit des Bewertungsmodells überprüft und die Qualität bewertet, inwieweit daraus Einsatzmöglichkeiten für automatisierte Shuttlebusse abgeleitet werden können. Im Nachgang wird das Bewertungsmodell anhand von weiteren Gebieten getestet.

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Zunehmend ist der klassische Linienbusbetrieb nicht mehr wirtschaftlich und wird in Sachsen-Anhalt vereinzelt eingestellt. Der demografische Wandel hat hier seinen Anteil. Im Vorhaben AS-NaSA untersucht, welcher Nutzen sich für Sachsen-Anhalt ergibt, wenn automatisierte Shuttlebusse im ÖPNV eingesetzt werden. Durch den Einsatz von automatisierten Elektro-Shuttlebussen soll die Mobilität in Randgebieten von Städten erhöht und flexibilisiert werden. Der automatisierte Shuttlebus kann flexibel und ohne Personalkosten für den Fahrer Zubringerverkehre durchführen, um eine Anbindung an das ÖPNV- oder SPNV-Netz zu ermöglichen. So können MIV-Fahrten, insbesondere Pendlerfahrten vermieden und ein Verkehrsträgerwechsel hin zum ÖV unterstützt werden. Insofern liefert das Vorhaben einen Beitrag für mehrere Maßnahmen des IVS-Rahmenplans Sachsen-Anhalt sowie der Förderrichtlinie des MLV zur Einführung und Nutzung intelligenter Verkehrssysteme.

Zu diesem Zweck ist ein Testbetrieb eines derartigen Shuttlebusses entlang einer ersten Pilotstrecke vorgesehen. Auf Basis der Erkenntnisse aus der Planung und Durchführung dieses Testbetriebes, werden Anforderungen an die Infrastruktur/Pilotstrecken und an das Fahrzeug hinsichtlich fahrtechnischer, steuerungstechnischer, kommunikationstechnischer, organisatorischer, Nutzer- und Betreiber-spezifischer sowie rechtlicher Aspekte verifiziert. Die Ergebnisse werden in einem Leitfaden aufbereitet und sollen Kommunen und Verkehrsbetriebe, die Interesse am Einsatz automatisierter Shuttlebusse haben, einen ganzheitlichen Überblick geben. Im Rahmen des Testbetriebes wird zudem untersucht, inwieweit durch den Einsatz dieser Shuttlebusse die Barrierefreiheit entlang der Mobilitätskette gesteigert werden kann und inwieweit die Nutzerakzeptanz gewährleistet ist. Letzteres wird in Form einer Personenbefragung während des Testbetriebes ermittelt. Da in Zukunft die automatisierten Shuttlebusse ohne Fahrer fahren werden, wird im Vorhaben eine Betriebsleitstelle konzeptioniert, aufgebaut und das Zusammenspiel mit der Fahrplattform getestet.

Auf Basis des ÖPNV-Plans für das Land Sachsen-Anhalt und verschiedener Entwicklungsszenarien erfolgt danach eine Potenzialanalyse für den Einsatz automatisierter Shuttlebusse in Ober- und Mittelzentren sowie Kleinstädten in Sachsen-Anhalt.

Da es sich bei den Shuttlebussen um Elektro-Kleinbusse handelt, die auf Basis erneuerbarer Energie angetrieben werden, resultiert eine wesentliche Reduzierung von Emissionen, insbesondere von CO₂, wenn der Shuttlebus einen Dieselbus ersetzt. Insofern erfolgt auf Basis der Potenzialanalyse auch eine Wirkungsanalyse mit Hilfe einer Verkehrssimulation.

Auf Basis aller Analysen einschließlich des Testbetriebs auf der Pilotstrecke erfolgt abschließend eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung unter Berücksichtigung potenzieller Betreibermodellen. Aus diesen Ergebnissen folgt eine strategische Ableitung für Sachsen-Anhalt, wie ein Aufbau automatisierter Shuttlesysteme im Bundesland Sachsen-Anhalt erfolgen könnte und sollte.

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Das starke Wachstum der Kurier-, Express- und Paketdienste (KEP) stellt die Städte vor große Herausforderungen. Die Zustellung auf der letzten Meile führt zunehmend zu Verkehrsbehinderungen und - solange klassisch mit Diesel-Transportern angeliefert wird - auch zu Lärm- und Abgasbelästigungen. Grund dafür ist nicht zuletzt die geringe Auslastung von 30 % von leichten Diesel-Nutzfahrzeugen bei der innerstädtischen Feinverteilung. Darüber hinaus ist nicht immer eine erfolgreiche Zustellung beim Kunden gewährleistet, so dass öfter als geplant angeliefert wird. Dies verschlechtert die Wirtschaftlichkeit der Logistikdienstleister und gefährdet die Kundenzufriedenheit. In dem Verbundprojekt Paket-KV-MD² soll deshalb unter Führung der Mediengruppe Magdeburg (MVD: Magdeburger Verlags- und Druckhaus GmbH) und unter Kooperation mit der FIApro UG und dem Institut für Logistik und Materialflusstechnik (ILM) der Otto-von-Guericke-Universität (OVGU) die Paketverteilung mit einem innovativen Hub-and-Spoke-Ansatz über die Kombination von Urban-Hub, Mikro-Depot, Paketstationen und Lastenrädern entwickelt und umgesetzt werden. Im Rahmen des Verbundprojektes werden somit die logistischen Schnittstellen in der Landeshauptstadt Magdeburg weiterentwickelt und neue Umschlagtechniken für den kombinierten Verkehr (KV) realisiert.

Für den Test dieser einzigartigen Kombination von Urban-Hub, Mikro-Depot, Paketstation und Lastenraddistribution im Quartier innerhalb eines ausgewählten Stadtgebietes in Magdeburg werden zunächst die Standorte des Systems ermittelt und entsprechend der Planungsdatenbasis dimensioniert. Im Projekt soll ein modularer Ansatz mit neuen Umschlagsystemen, Umschlaggeräten, Transporttechnologien und technischen Ausrüstungen sowie neuer Informations- und Steuerungstechnologie für den Gesamtabwicklungsprozess realisiert werden. Deshalb werden nach der Detailplanung und der Ausschreibung der Systemkomponenten, der Fahrzeuge, der Umschlagmittel, der Software und des Umschlagkonzepts, diese aufgebaut und in Betrieb genommen. Nach deren Fertigstellung und der Durchführung der vorbereitenden Maßnahmen, wie Touren- und Personaleinsatzplanung, erfolgt der Pilotbetrieb in Magdeburg. Während des Pilotbetriebes werden die relevanten Betriebsdaten erfasst, aufbereitet und ausgewertet. Dazu gehören bspw. Daten zum Energieverbrauch und den Treibhausgasemissionen sowohl der Fahrzeuge als auch der Standorte, um die Einsparpotenziale gegenüber der Ausgangssituation berechnen. Laut erster Abschätzung ergeben sich bei Umsetzung des Verbundvorhabens jährliche Einsparungen von mehreren Tonnen CO2 (ca. 3,93 t CO2/a). Außerdem erfolgt während des Pilotbetriebes die technische und logistische Optimierung des Gesamtsystems, indem z.B. Wechselbehälter oder Paketstationen neu hergestellt werden oder die Tourenplanung aktualisiert werden muss, da sich ein Standort verändert.

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