«Autonomes Fahren» ist eines der grossen Zukunftsthemen. Wie autonom die autonomen Fahrzeuge wirklich sind und wieviel Autonomie die neuesten technischen Entwicklungen den Menschen bringen werden, darüber spricht René Krieger, Projektleiter für Innovationen bei den Verkehrsbetrieben Zürich.
«Die grösste Gefahr im Strassenverkehr sind Autos, die schneller fahren, als ihr Fahrer denken kann», mahnte schon vor Jahrzehnten Robert Lembke. Er hätte sich wohl nicht träumen lassen, dass dereinst an Fahrzeugmodellen getüftelt wird, die «physisch» gar niemand fährt. Was sind die Chancen dieses Szenarios, das längst keine Science-Fiction mehr ist? Was die Gefahren?
Einer, der sich intensiv mit dem Thema beschäftigt, ist René Krieger, Innovations-Projektleiter bei den VBZ. Er hinterfragt, was die neuen Entwicklungen für die Transportunternehmen bedeuten und arbeitet massgeblich an Strategien für den öffentlichen Nahverkehr mit.
Herr Krieger, vor einigen Monaten haben die VBZ den autonom fahrenden Bus «Self-e» getestet. Werden unsere Fahrgäste schon bald ohne Chauffeur durch Zürichs Innenstadt geführt?
Beim Projekt «Self-e» handelte es sich für die VBZ um ein erstes Aufzeigen beziehungsweise Herantasten an die Technologien, Anwendungsmöglichkeiten und mögliche Herausforderungen automatisierter Fahrzeuge in der Zukunft. Bis ein vergleichbares Fahrzeug für den vollständig autonomen Personentransport auf der Strasse zugelassen ist, sind noch sehr viele Fragen zu klären. Die Entwicklung dieser Fahrzeuge sowie Fragen zu den Auswirkungen auf den öffentlichen Verkehr und die Stadtentwicklung stehen noch am Anfang.
Man liest ja aber, dass Google-Tochter Waymo unter anderem bereits 62‘000 autonome Fahrzeuge bei Fiat Chrysler bestellt hat.
Der Hersteller liefert die Fahrzeuge, Waymo – in diesem Beispiel – die Technologie. Der Ansatz der Automobilindustrie ist ein anderer als jener des oben erwähnten «self-e»-Fahrzeugs. Ausserdem sind die Bedingungen wie auch die gesetzlichen Rahmenbedingungen in gewissen Bundesstaaten der USA, wo diese Fahrzeuge kurz vor dem Einsatz stehen, nicht vergleichbar mit jenen im urbanen Zürich. Diese Flotten von PKWs werden, obwohl die technischen Gegebenheiten von Level 4 oder gar Level 5 erreicht sind, teils noch mit Sicherheitsfahrern betrieben. Das erlaubt es der Google Tochter relativ schnell, sehr viele Kilometer in verschiedenen Situationen zu fahren, was in Kombination mit neuester Computersimulation und Software für eine flächendeckende Zulassung solcher Fahrzeuge führen wird.
Wie sieht die ungefähre zeitliche Entwicklung von grossen 18-Meter-Gelenkbussen, so wie sie auch die VBZ betreiben, hinsichtlich autonomem Betrieb auf der Strasse aus?
Das «Go» der Gesetzgebung für Level-3-Fahrzeuge beispielsweise wird generell schneller bei Fahrzeugen unter 3.5 Tonnen Gesamtgewicht erfolgen, als bei grossen Bussen mit einem Gesamtgewicht von deutlich über 3.5 Tonnen. Auch für die kleineren Fahrzeuge ist eine Freigabe auf Level 4 oder 5 aber nicht vor 2022 wahrscheinlich. Bei den schweren Bussen sind die hohen Automatisierungsstufen wohl erst ab dem Jahr 2028 zu erwarten. Ein 18-Meter-Gelenkbus weist – zur Information – ein Gesamtgewicht von rund 28 Tonnen auf.
Das klingt für mich als Laie nach Bahnhof. Was bedeuten diese «Levels»?
Wir sprechen da vom Grad der Automatisierung. Bei Level 0 erhält der Fahrer keine Unterstützung. Level 1 bietet gewisse Assistenzsysteme (zum Beispiel Abstandsregeltempomat). Bei Level 2 spricht man beispielsweise von Funktionen wie dem automatischen Einparken. Bei Level 3 gibt es Situationen, in denen das System vollständig übernimmt und der Chauffeur zeitweise zurücklehnen kann, bei einem Spurwechsel auf der Autobahn etwa. Sobald die Verhältnisse komplexer werden, wird der Fahrer aufgefordert, das Steuer und somit die Kontrolle über das Fahrzeug wieder zu übernehmen. Level-4-Fahrzeuge fahren noch selbständiger und meistern noch mehr Situationen eigenständig, aber nach wie vor mit einem Fahrer an Bord, welcher im spezifischen Fall (Strassentypen, Geschwindigkeitsbereiche und Umfeldbedingungen) aufgefordert werden kann, einzugreifen. Erst Level-5-Fahrzeuge sind vollständig autonom unterwegs und kommen wie alle anderen flächendeckend zum Einsatz, wenn sie für den Strassenverkehr homologiert sind.
Alles klar soweit, jetzt müssen Sie mir noch den Begriff «homologiert» erläutern.
Homologiert bedeutet, «für den Strassenverkehr zugelassen». Das ist, zumindest was die zugelassene Automatisierungsstufe «Level 4» bei Bussen über 3.5 Tonnen Gesamtgewicht angeht, noch nicht in Sichtweite. Ich hatte neulich Kontakt mit einem grossen Fahrzeug- und Maschinenbaukonzern. Dort hiess es, dass man in engem Kontakt mit den Behörden stehe und situativ über das weitere Vorgehen der Entwicklung der verschiedenen Systeme bezüglich der Zeitachse und den Investitionen entscheide. Man hütet sich quasi davor, etwas am Gesetz «vorbei» zu entwickeln respektive die gesetzlichen Anforderungen technologisch weit zu übertreffen. Es kann jedoch sein, dass man auf gewissen, spezifischen Strecken schon früher die Genehmigung, mit einem höheren Automatisierungsgrad fahren zu dürfen, erhält.
«China befindet sich unter anderem im Bereich des öffentlichen Verkehrs in vielen Städten noch immer im Aufbau, es ist dort einfacher, diese Technik von Anfang an in die Infrastruktur einzubauen.»
Welche Voraussetzungen müssen für eine Zulassung erfüllt sein?
Die Versicherungsfragen geben auf jeden Fall zu grossen Diskussionen Anlass. Aber auch Hürden in der Kommunikation, der Gesetzgebung und in der Technologie sowie der Nachweis, dass solche Fahrzeuge sicher sind, müssen überwunden und erbracht werden. Wie interagiert das Fahrzeug mit Fussgängern, anderen Fahrzeugen und wie mit der Infrastruktur? Signalampeln sind, zumindest Stand heute, noch ein Problem. Wie weiss beispielsweise der «self-e»-Kleinbus, dass es rot ist? Hier muss die Infrastruktur noch stark miteinbezogen werden. Am Beispiel der Ampeln werden diese ausgerüstet und senden Signale an das Fahrzeug. Nebst dieser Kommunikation kommunizieren in Zukunft auch die Fahrzeuge selber miteinander und geben so die entscheidenden Informationen weiter. Weiter muss ein redundantes System vorhanden sein, das heisst, wenn ein System ausfällt, sichert das andere im Hintergrund ab.
Ist dies dann der «State of the Art» der autonomen Fahrtechnik?
China zum Beispiel prüft den Ansatz, dass vieles in die Infrastruktur integriert wird – mit Sensoren. Mit diesem spannenden Ansatz müssen die Fahrzeuge nicht mit teurer und hochmoderner Technik aufgerüstet werden. Da signalisiert der Sensor etwa, dass die Strasse vereist ist. Allerdings befindet sich China unter anderem im Bereich des öffentlichen Verkehrs in vielen Städten noch immer im Aufbau, es ist dort einfacher, diese Technik von Anfang an in die Infrastruktur einzubauen. Vielmehr verfolgt man jedoch, vor allem in der westlichen Welt, den Ansatz, die Technik und all die Sensoren direkt ins Fahrzeug einzubauen, sodass dieses dann die Info an andere Fahrzeuge weitergeben kann.
Der heilige Gral, wenn man so will, ist also der Sensor?
Nicht nur der Sensor, sondern auch Kameras und Laserscanner müssen quasi die menschlichen Sinne ersetzen. Das funktioniert am besten, wenn alle Komponenten zusammen arbeiten
Und da wäre natürlich noch das zentrale Problem: Wie weiss das Fahrzeug überhaupt, wo genau es hin muss?
Im Falle des im Laufe des Gespräches erwähnten «self-e» muss die zu befahrene Strecke beim ersten Mal abgefahren werden, um die Strecke und Umgebung zu «kartographieren». Das Fahrzeug kann dann nur auf dieser Strecke mit den bestehenden Hindernissen fahren, quasi wie ein horizontaler Fahrstuhl. Dieses Vorgehen und die Technik darf jedoch nicht mit der Technologie von Waymo und dem Ansatz der Automobilindustrie verglichen werden, bei welchen die Fahrzeuge streckenunabhängig fahren. In den derzeitigen ÖV-Tests kommen nur einfache und für den Anwendungsfall geeignete Strecken in Frage. In Hamburg zum Beispiel ist es ein optimaler Strassenverlauf rund um die Hafencity, auf welchem vorerst, nebst vielen anderen Tests, die Ampelerkennung, Fussgängerstreifen, Vortrittsregelungen etcetera getestet werden. Ein weiterer möglicher Ansatz, den Bus zu automatisieren, ist, dass das Fahrzeug erst mal voll für die Strasse zugelassen daherkommt und zu Beginn wie ein herkömmliches Busmodell vom Buschauffeur gesteuert wird. Gleichzeitig lernt es die Strecken und die Objekte kennen, die zuvor klassifiziert wurden, was in der Fachwelt als der «deep learning»-Ansatz bezeichnet wird. Dies erlaubt es dem Fahrzeug nach gewisser Zeit, immer mehr Situationen automatisiert zu fahren.
Verfolgen auch die VBZ diesen Deep-Learning-Ansatz?
Das kommt auf den Anbieter und seine Technologie drauf an. Im Moment beobachten wir den Markt und verfolgen die Strategie, Zürich als attraktives Testfeld zu nutzen und gemeinsam mit Partnern Erkenntnisse zu gewinnen, mit welchen ein sinnvolles Produkt mit einer möglichst hohen Automatisierungsstufe entwickelt und betrieben werden kann. So nehmen wir zum Beispiel die Strecke gewisser Linien mit der Kamera auf und analysieren diese betreffend der Möglichkeit auf eine mögliche Automatisierung. Momentan wollen wir wissen, was technisch möglich und in erster Linie sicher ist. Ziel ist auch eine Analyse der Kundenakzeptanz und die Untersuchung von neuen Geschäfts- und Betreiber-Modellen.
Mit was für Leuten stehen die VBZ dabei in Kontakt?
Solche, wie sie zum Beispiel an einer SmartSuisse, der Strategiekonferenz zum Thema «Smart City» in der Schweiz oder auch auf internationalen Gremien und Fachtagungen anzutreffen sind. Leute aus der Industrie, Technik, Wirtschaft und Politik, Zukunftsforscher von Herstellern und Vertreter anderer ÖV-Unternehmen. Es hat sich ein Umfeld entwickelt. Mit einem realen Entwicklungsprojekt in Zürich (analog beispielsweise Hamburg, Wien, Genf) kommt man immer mehr in diese Szene rein, knüpft Kontakte, tauscht Wissen aus, erhält Informationen aus erster Hand und macht grosse Fortschritte.
Alleine mit der Teilnahme an oder dem «Einsitz» in Projekten sowie durch Begleitstudien zum Thema «Wie sieht das Autonome Fahren in 30 Jahren aus?» kann man die notwendigen Erfahrungen im Hinblick auf die Mobilität der Zukunft und die neue Rolle des ÖV-Anbieters als Mobilitätsanbieter nicht machen. Man muss Allianzen eingehen, gemeinsam an einen Tisch sitzen. Auch innerhalb von Stadt und Kanton. Wir arbeiten eng mit dem Tiefbauamt, der Dienstabteilung für Verkehr, dem ZVV und unserer Leitstelle sowie den Fahrzeug- oder Systemlieferanten zusammen.
Was bedeutet das «Autonome Fahren» für unsere Mitarbeitenden?
Technische Entwicklungen hatten schon immer das Potenzial, bestehende Strukturen und Arbeitsprofile zu verändern. Die Erfahrung hat aber gezeigt, dass mit der technischen Entwicklung neue Aufgaben entstehen.
Das klingt durchaus positiv, doch viele Mitarbeiter haben, wohl nicht ganz zu Unrecht, auch eine Menge Respekt vor solchen Entwicklungen und Innovationen. Wie kann das Unternehmen da helfen?
Um bei der Gestaltung der zukünftigen Mobilität eine aktive Rolle einzunehmen, müssen die VBZ ihre Mitarbeitenden in den Prozess des Lernens und den Umgang mit der neuen Technologie einbinden und gemeinsam zukunftsfähige Lösungen entwickeln.
Blicken wir uns noch ein bisschen in dieser Zukunft um: Gibt es noch andere innovative Ansätze nebst dem Autonomen Fahren?
Weitere Ansätze wären da verschiedene Car-Sharing- respektive Ride-Sharing-Angebote in Verbindung mit einem «on demand»-Service. Da bestellt der Fahrgast nach seinem Bedürfnis den Bus beziehungsweise die potenzielle Mitfahrgelegenheit. Diese kommt so schnell, wie es der Algorithmus berechnet. Letzterer eruiert, wie auf effiziente Weise so viele Personen wie möglich auf der Strecke abgeholt und ans Ziel gebracht werden können. Die Firma Moia macht das beispielsweise bereits in Hamburg, in San Francisco ist es unter anderem die Firma Chariot. Die Tendenz von solchen Angeboten ist steigend. Level 5 wäre dann natürlich, dass der Bus selbständig hinfährt.
Wie sehen, nebst den Versicherungsfragen, die Herausforderungen der Zukunft aus Ihrer Sicht aus?
Im Kontext von Zukunftstechnologie ist natürlich auch die Cyber-Kriminalität ein Thema. Vielleicht verkündet so ein Auto irgendwann: «Überweise mir 1000 Stutz, sonst fahre ich in die Wand hinein». Das bereitet mitunter schon etwas Kopfzerbrechen.
Werden wir künftig überhaupt noch so viel unterwegs sein, wie wir es heute sind?
Natürlich wird sich auch die Gesellschaft sowie die ganze Arbeitswelt ändern. Eventuell wird man in einigen Jahren gar nicht mehr so viel pendeln, sondern von zu Hause aus arbeiten oder man pendelt ausserhalb der Stosszeiten, da dann das Angebot attraktiver ist. All die technischen Innovationen sollten ja aber auch dazu dienen, die Umwelt und den Weg der Menschen von A nach B einfacher zu gestalten und Unfälle zu verhindern. Bezüglich Entlastung von Alltagsaufgaben lassen Volvo und andere Hersteller beispielsweise bereits heute als Extraservice Einkäufe in den Kofferraum des parkierten Autos liefern. Was in die Einkaufstüte kommt, meldet vielleicht demnächst der Kühlschrank per App, Menüvorschläge inklusive.
Spielen Sie für uns noch rasch Nostradamus: Wie wird unsere westliche Verkehrswelt in 50 Jahren aussehen?
Schwierig zu sagen. In 50 Jahren… lassen Sie es mal 20 Jahre sein… Wenn wir denken, dass sich die Zahl der Einwohner in den Städten drastisch erhöhen wird und alle irgendwie mobil sein wollen, wird momentan versucht, durch geschickte Car- und Ride-Sharing-Modelle auf «on demand»-Basis die Städte vor noch mehr Fahrzeugen und Verkehr zu schützen. Es sollten auch mehr alternative Fortbewegungsmittel zur einfachen Verfügung stehen (Leihvelos beispielsweise). Denkbar ist das Szenario, dass wir keine Autos mehr besitzen. Nur noch das Gerät, welches die Möglichkeiten der verschiedenen Arten der Fortbewegung aufzeigt. In der Stadt sind wir auch in Zukunft auf ein hochbelastbares Kernnetz mit fixem Linien-Angebot angewiesen. So können viele Leute mit geringstem Platzbedarf transportiert werden. Aus Sicht des Transportunternehmens geht es schlussendlich darum, nachhaltige und bequeme Mobilitätslösungen zu erschwinglichen Preisen zu bieten.
Ist das Ihre persönliche Zukunftsvision, oder stützen Sie sich auf aktuelle Erkenntnisse?
Es gibt Ansichten, welche besagen, dass im Jahre 2040 rund 90 Prozent aller autonomen Fahrten durch Robotaxis erfolgen und der autonom fahrende Anteil bei 50 bis 70 Prozent liegt. Am meisten Sinn macht das Modell in der Stadt, wenn man die Fahrten teilt. Heute ist das Auto aber oft noch ein Statussymbol. Man schaue in verschiedene Grossstädte. Da gibt es Spuren, in denen während der Rush-Hour nur Autos mit mindestens drei Insassen fahren dürfen. Was passiert? Die Leute nehmen lieber den Stau in Kauf und sitzen alleine im Auto. Die Schmerzgrenze ist noch nicht erreicht.
*René Krieger startete sein Berufsleben mit einer Lehre als Fahrzeugschlosser. Danach absolvierte er die Fachhochschule in Biel in Automobiltechnik. Auf seinem Werdegang arbeitete er während vielen Jahren in der deutschen Automobilindustrie, wo er als Projektleiter für die Seitenverglasung des Porsche Panamera, bei der Firma Hörbiger für Getriebe-Synchronisationen für Audi und bei der Firma Mann + Hummel in Ludwigsburg als Key Account Manager für die Flüssigfiltration von Volvo Trucks zuständig war. Die Szene der «Autonomen Fahrzeuge» betrat er anno 2017 als Projektleiter in Bern. Dort war er zuständig für den späteren Betrieb und die Beschaffung von autonomen Fahrzeugen und leitete unter anderem den Abschluss eines Projekts für wasserstoffbetriebene Busse, bevor er schliesslich zu den Verkehrsbetrieben Zürich stiess.
- Mit «Self-e» die Mobilität der Zukunft erfahren
- Wie wir die Mobilität der Zukunft mitgestalten
- «Self-e» bewegte während gut zwei Wochen die VBZ
*dieser Artikel erschien erstmals am 20. August 2018.
