Verkehrstelematik

Verkehrstelematik bedeutet den Einsatz von Telematik im Verkehrswesen. Das Wort Verkehrstelematik umschreibt also alles, was mit Fahrzeugen, ihren Insassen, dem Versand und Empfang, der Bearbeitung und Darstellung von Daten in einem Fahrzeug zu tun hat. Des Weiteren unterstützt die Verkehrstelematik die Koordinierung des Straßenverkehrs, Schienenverkehrs, Seeverkehrs und des Luftverkehrs.

Der Begriff Verkehrstelematik

Verkehrstelematik bzw. der international gebräuchliche Begriff ITS (Intelligent Transport Systems) bezeichnet das Erfassen, Übermitteln, Verarbeiten und Nutzen verkehrsbezogener Daten mit dem Ziel der Organisation, Information und Lenkung des Verkehrs unter Nutzung von Informations- und Kommunikationstechnologien^[1].

Verkehrspolitisch besteht gegenüber Verkehrstelematik eine sehr hohe Erwartungshaltung. Verkehrstelematik soll dazu beitragen, das Verkehrsgeschehen effizienter, ökologischer und sicherer abwickeln zu können, vorhandene Infrastruktur optimal zu nutzen, die Verkehrsteilnehmer umfassend, aktuell und leicht zugänglich zu informieren und den Verkehr gezielt und dynamisch zu steuern bzw. zu verlagern. Umfassende und aktuelle Verkehrsinformation, die auf Verkehrstelematik basiert, soll zum Umstieg auf ökologische Verkehrsmittel anregen und somit verkehrs- und umweltpolitische Ziele unterstützen. Im Logistikbereich dient Verkehrstelematik der effizienten Organisation und dynamischen Planung von Transportprozessen. Auch zur Abwicklung monetärer Steuerungsmaßnahmen (Bemautung, Citymaut) werden Verkehrstelematik-Applikationen eingesetzt.

Für einzelne Verkehrs-Modi (z.B. motorisierter Individualverkehr) bestehen bereits umfangreiche Verkehrstelematiklösungen. Intermodale Lösungen (also die Verbindung von Motorisiertem Individualverkehr, Öffentlichem Verkehr, Radfahren und zu Fuß gehen) bestehen bereits vereinzelt auf regionaler Ebene^[2]; auf nationaler und internationaler Ebene laufen zahlreiche Projekte in diese Richtung. Die zentralen Herausforderungen sind dabei aber nach wie vor verschiedene Standards, Schnittstellen, Datenqualitäten und organisatorische Zuständigkeiten auf regionaler, nationaler und internationaler Ebene sowie zwischen den verschiedenen Modi^[3].

Zur Notwendigkeit von Telematiklösungen

Nach einer Studie des ADAC steht der durchschnittliche Autofahrer rund 65 Stunden im Jahr im Stau, Tendenz steigend. Im Stau werden jährlich rund 14 Milliarden Liter Kraftstoff unnötigerweise verbraucht, was Natur und Umwelt schadet. Des Weiteren schadet der Stau auch der Wirtschaft (die Mineralölkonzerne seien hierbei ausgenommen) z.B. durch verlorene Arbeitszeit. Aus diesen Gründen (Sauberkeit, Verkehrssicherheit, Effizienz) kümmert sich auch die Europäische Kommission um das Thema ITS (Intelligent Transport Systems)^[4].

Durch gezielten Einsatz der Verkehrstelematik lassen sich die vorhandenen Verkehrswege besser ausnutzen. So kann dem Kraftfahrer rechtzeitig und aktuell bekannt gegeben werden, was ihn auf seiner gewählten Route erwartet und wie er etwaige Engpässe und Problemstellen umgehen kann. Der momentane Verkehrsfunk ist dazu nur eingeschränkt in der Lage, da er meist nur jede halbe Stunde berichtet und manche Staus, die er ansagt, zwischenzeitlich nicht mehr vorhanden sind oder der Fahrer nicht mehr die Möglichkeit hat, eine andere Strecke zu wählen.

Einsatz der Verkehrstelematik

Eines der größten Einsatzgebiete der Telematik ist die Verkehrstelematik. Hierunter fallen alle elektronischen Steuerungssysteme, mit deren Hilfe Verkehr koordiniert wird. Hier liegen viele Hoffnungen zur Verkehrsvermeidung, doch auch hier wird bis zu einem möglichen Masseneinsatz noch einige Zeit vergehen.

Folgende Ziele sollen mit der Verkehrstelematik erreicht werden:

• Steigerung der Effizienz der vorhandenen Verkehrsinfrastruktur
• Vermeidung von Staus sowie Leer- und Suchfahrten
• Kombination der Vorteile der einzelnen Verkehrsträger (Schiene, Straße, Wasser, Luft) und Verschmelzung zu einem integrierten Gesamtkonzept (Modal Split)
• Erhöhung der Verkehrssicherheit, daraus resultierend Verringerung der Unfälle und der Staugefahr
• Verringerung der Umweltbelastung (insbesondere CO₂) durch Steuerung des Verkehrs und des Fahrverhaltens (EcoDrive-System)

Individualverkehr

Der Autoverkehr ist wohl neben dem Schienenverkehr das größte Einsatzgebiet der technischen Telematik.

An deutschen Autobahnen werden an neuralgischen Punkten zunehmend Wechselverkehrszeichen installiert. Mit deren Hilfe können Verkehrsströme beeinflusst werden, z.B. durch Warnhinweise oder Geschwindigkeitsbeschränkungen, aber auch Umleitungsempfehlungen. Voraussetzung ist allerdings das Vorliegen von Verkehrsdaten, die durch optische, induktive oder andere Verfahren erfasst werden. In einer Verkehrsleitzentrale werden die Daten gesammelt und in Verkehrsinformationen verarbeitet. So lässt sich z.B. eine Höchstgeschwindigkeit errechnen, die einen reibungsloseren Verkehrsfluss gewährleistet. Auch bei schlechter Witterung beschränken diese Anlagen die Maximalgeschwindigkeit. Unfälle konnten so um 30 %, schwere Unfälle sogar um 50 % gesenkt werden.

Seit Herbst 1997 existiert der sog. RDS/TMC. Hinter dieser Abkürzung verbirgt sich der englische Ausdruck „Radio Data System/Traffic Message Channel“. Es handelt sich hierbei um einen Verkehrswarndienst, durch den sich Stau- und Gefahrensituationen per Datenübertragung über UKW z.B. im geeigneten Autoradio jederzeit gezielt und beliebig wiederholbar abrufen lassen. Dadurch wird die Sicherheit erhöht und der Verkehr gleichmäßiger auf verschiedene Straßen verteilt.

Relativ bekannt und in zunehmenden Maße verbreitet sind Navigationssysteme in Straßenfahrzeugen. Anstatt sich mit dem Straßenatlas oder dem heimischen Computer eine Route zu suchen, wird der Fahrer über Satellitennavigation zum Ziel geleitet. Auf diese Weise wird der durch „Verfahren“ entstehende Verkehr sowie ein Teil des Suchverkehrs geringer, denn in modernen Systemen sind z.B. Parkhäuser mitverzeichnet. Eine Kombination aus aktuellen Verkehrsnachrichten, real time travel data und Satellitennavigation kann bereits heute die optimale Wegstrecke finden. Gerade dann, wenn Fahrer oft ihnen unbekannte Strecken fahren, helfen solche Systeme. Dies ist z.B. beim Güter- und Taxiverkehr, sowie beim Pannendienst und beim Notruf der Fall.

Verkehrsstromanalysen ermitteln mit Hilfe verschiedener Sensoren Daten zu Verkehrsfluss und -dichte. Daraus lassen sich Reisezeiten errechnen (und diese Information in Echtzeit an die Lenker vor Ort weitergeben wie in Paris am Boulevard périphérique) oder liegen auswertbare Daten für die Verkehrsplanung eines Raumes vor.

In Zukunft sollen Daten auch via kooperativer Systeme – eine Variante von Floating Car Data als Echtzeit-Verkehrsinformation – von I2V (Infrastructure to Vehicle) und V2V / C2C (Vehicle to Vehicle bzw. Car to Car) übertragen werden. Auf der Straße bedeutet Kooperation, dass Fahrzeuge untereinander und mit der Infrastruktur kommunizieren. Die Daten, die im Fahrzeug vorhanden sind, werden erfasst und zu einem zentralen Rechner geschickt, der sie auswertet. Mit diesen Daten kann z.B. festgestellt werden, ob es regnet oder sich gerade ein Stau bildet (Scheibenwischer an = Regen, häufiges Bremsen = Stau). Die Kooperativen Systeme sollen den Fahrer besser bei ihren Aufgaben unterstützen. Das System soll mittels eines Funknetzwerkes realisiert werden, das die Daten vom Fahrzeug zu einem zentralen Rechner schickt und auswertet. Der Zentralrechner ermittelt eine Fahrempfehlung, die dem einzelnen Fahrer speziell übermittelt wird. Das Ziel von Kooperativen Systemen ist, dass die Infrastruktur besser genutzt bzw. geplant und damit die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht wird. Die offizielle Definition für Kooperative Systeme im Straßenverkehr der europäischen Kommission lautet: „Straßenbetreiber, Infrastruktur, Fahrzeuge, ihre Fahrer und andere Straßenbenutzer kooperieren, um eine möglichst effiziente, sichere und angenehme Fahrt zu ermöglichen. Zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur kooperierende Systeme werden über die Möglichkeiten isolierter Systeme hinaus zur Erreichung dieser Zielsetzung beitragen.“

Die Einführung einer kilometerabhängigen Straßenbenutzungsgebühr ist eine Möglichkeit zum Kostenausgleich durch den MIV (Electronic Road Pricing). Auch hier können Telematiksysteme bei der Erfassung behilflich sein^[5].

Die Ideale des sich selbst steuernden Fahrzeugs hingegen wurde zumindest teilweise wieder aufgegeben (z.B. bei Siemens). Zwar sind Steuerungsinstrumente dieser Art technisch in greifbare Nähe gerückt, doch es hat sich die Meinung durchgesetzt, der Fahrer solle nicht komplett durch Spurlenkung und Auffahrschutz usw. aus der Verantwortung genommen werden, zudem wären die damit verbunden rechtlichen Konsequenzen im Versagensfall der Technik für die betroffenen Firmen schwer kalkulierbar.

In vielen Städten ist bereits die Einführung von verkehrsabhängig geschalteten Lichtsignalanlagen (LSA) erfolgt. Auf diese Weise sollen die Rotphasen nach Bedarf geregelt werden. Dies entlastet die Umwelt durch weniger Abgase. In diesem Zusammenhang muss auch das Hintereinanderschalten mehrerer Ampeln zur „grünen Welle“ genannt werden.

Kommunal betriebene Verkehrsleitsysteme reduzieren den Parksuchverkehr. Durch Parkleitsysteme und Park+Ride-Informationssysteme wird die Innenstadt vom motorisierten Individualverkehr etwas entlastet.

Öffentlicher Personenverkehr

In allen größeren Verkehrsunternehmen, insbesondere in Verkehrsverbünden, regelt ein telematisches Betriebsleitsystem (RBL) den präzisen und reibungslosen Ablauf im ÖPNV.

ÖPNV-Fahrzeuge können durch Vorrangschaltungen an Ampeln bevorrechtigt werden. Wenn die Fahrzeuge nur noch an den Haltestellen halten wird eine Erhöhung der Reisegeschwindigkeit erreicht, die die Anzahl der benötigten Fahrzeuge reduzieren kann (siehe auch Busbeschleunigung). Oft trifft man auch Busspuren mit eigenen Signalanlagen an.

Sowohl im Nahverkehr der Verkehrsverbünde als auch im Fernverkehr der Bahn setzen sich immer mehr elektronische Informations-, Buchungs- und Reservierungssysteme durch. So soll der Kunde zum Umsteigen auf öffentliche Verkehrsmittel angehalten und dadurch eine nachhaltige Verkehrsreduzierung erreicht werden. 1999 soll(te) ein integriertes Auskunftssystem (DELFI) eingeführt werden, das über den öffentlichen Personenverkehr über Verbunds- und Bahngrenzen hinaus Auskünfte erteilt.

Auch der gesamte Bereich der technisch realisierten Zugsicherungssysteme zählt zur Verkehrstelematik und stellt damit das älteste und wohl auch umfangreichste Einsatzgebiet dar. So zählen auch die technische Sicherung eines Bahnüberganges durch Signalanlagen bzw Warnanlagen dazu.

Güterverkehr

Beim Güterverkehr kommt zum erstrebten reibungslosen, termingerechten Ablauf vor allen Dingen ein funktionierender Warenumschlag zwischen den Verkehrsträgern und an kundenspezifischen Schnittstellen dazu. Auch hier wird ein Betriebsleitsystem eingesetzt, das die Koordination übernimmt. So soll die Fahrtenanzahl verringert und der Umstieg auf Schiene und Binnenschifffahrt erleichtert werden^[6].

Einen weiteren großen Unterschied bildet der ausgeprägte Einsatz von telematischen Logistiksystemen. Funk- und satellitgestützte Flottenmanagementsysteme erleichtern das Auffinden von Ware (dies ist in den USA bei UPS bereits für jedermann im Internet möglich), sorgt für eine verbesserte Nutzung des Transportraums und reduziert Leerfahrten und Umwege.

In Güterverkehrszentren wird der Güterfernverkehr mit den City-Logistiksystemen gekoppelt. Besonders in der Stadt können so Wegstrecken optimiert und eine stadtgerechte Fahrzeugwahl vereinfacht werden.

See- und Luftfahrt

In beiden Transportsystemen spielt die Sicherheit durch Telematik-Anwendungen eine besondere Rolle. So überwachen Radarsysteme sowohl den Luft- als auch den Seeraum. Die Schifffahrt im Bereich des Küsten- und Binnenverkehrs wird zunehmend über AIS gelenkt und überwacht. Gleichzeitig tauschen die Schiffe über AIS untereinander Navigations- und Reisedaten aus. Die von der europäischen Verkehrsflusszentrale in Brüssel gesteuerte Luftraumüberwachung „Eurocontrol“ soll das geplante Luftverkehrsaufkommen und die Kapazität aufeinander abstimmen. Nach Auskunft des Flughafens München wird der Luftraum jedoch noch immer von relativ vielen kleinräumigen Zentralen überwacht. Hier besteht also mit Sicherheit noch Handlungsbedarf. Auch die Produktivität und die Auslastung soll mithilfe von IuK-Techniken verbessert werden.

Satellitensysteme werden zur Erstellung von elektronischen Seekarten, Streckenflugrouten und Landemanövern benutzt. Auch der Transport von Gefahrgut profitiert von diesen Systemen.

Normen und Standards

Folgende Normungs-Komitees befassen sich mit Verkehrstelematik:

• ISO TC 204
• CEN TC 278

Folgende Standards wurden im Bereich der Verkehrstelematik entwickelt:

• ACP (Motorola)
• GATS (ATX Group/Vodafone)
• GTP (Telematics Forum)
• NGTP (BMW, Connexis, Wireless Car)

Siehe auch

• Verkehr
• Verkehrsplanung
• Verkehrslagedienst
• Verkehrswissenschaften
• Floating Car Data (FCD)
• Floating Phone Data (FPD)
• COOPERS - Cooperative Systems for Intelligent Road Safety

Weblinks

• Vorlesung Telematik III: Verkehrstelematik (SS 2006) des Lehrstuhls für Angewandte Telematik/e-Business der Universität Leipzig zum Thema Verkehrstelematik

Literatur

• Günter Halbritter, Torsten Fleischer, Christel Kupsch: Strategien für Verkehrsinnovationen. Umsetzungsbedingungen – Verkehrstelematik – internationale Erfahrungen. Edition Sigma, Berlin 2008, ISBN 978-3-89404-584-5.
• Hannes Hartenstein, Peter Vortisch (Eds.) et al.: Verkehrstelematik. Schwerpunktthemenheft der Zeitschrift it - Information Technology. Vol. 50 (2008) Heft 4
• Analyse des Anwendungspotentials und des Nutzens der Verkehrstelematik für wirtschaftliche Verkehrslösungen im Personenverkehr von Martin Krugmeister (Autor), 2004, ISBN 3-89825-712-6, ISBN 978-3-89825-712-1
• Ralf Laufer: Qualitätsmodell und -analyse in der Verkehrstelematik. In: zfv, Heft 1/2011, S. 18−29, ISSN 1618-8950

Einzelnachweis

1. ↑ Andreas Moerke, Anja Walke: Intelligente Transportsyteme. In: Japans Zukunftsindustrien, Springer-Verlag 2007
2. ↑ http://www.its-viennaregion.at
3. ↑ http://www.antts.at/index.php?id=14
4. ↑ http://ec.europa.eu/transport/its/index_en.htm
5. ↑ Gaßner, Keilinghaus, Nolte, S. 61f
6. ↑ Hahn/Kretschmer-Bäimel, S. 488