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2023 | Book

Towards the New Normal in Mobility

Technische und betriebswirtschaftliche Aspekte

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Auf dem 14. Wissenschaftsforum Mobilität in Duisburg wurde im Juni 2022 über die neue Normalität in der Mobilität mit Durchbruch alternativer Antriebe, verstärkter Digitalisierung und Auswirkungen von COVID-19 diskutiert. Der Tagungsband enthält Beiträge an den Schnittstellen der betriebswirtschaftlichen und ingenieurwissenschaftlichen Forschung, die beim 14. Wissenschaftsforum Mobilität präsentiert wurden, und zeigt Möglichkeiten auf, wie Unternehmen mit der veränderten Mobilität umgehen können.

Table of Contents

Frontmatter

Towards the New Normal in Mobility Management

Frontmatter
Ein Vergleich der Kundenwahrnehmung neuer Fahrzeugantriebe mit Fokus auf Risikoprofile, Vertrauen und Nutzungsbereitschaft

Bei der Dekarbonisierung des Verkehrssektors kommt alternativen Fahrzeugantrieben, allen voran Elektrofahrzeugen, eine Schlüsselrolle zu. Während Politik und Automobilindustrie stark in die Verbreitung von batterieelektrischen Fahrzeugen (BEVs) investieren, geraten Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen (FCEVs) aktuell ins Hintertreffen. In diesem Zusammenhang adressiert diese Studie die Frage, inwiefern individuelle Wahrnehmungen potenzieller Nutzer von Fahrzeugen mit E-Antrieben sich zwischen BEVs und FCEVs unterscheiden und fokussiert dabei psychologische Faktoren, wie Vertrauen und wahrgenommene Risikoprofile. Hierfür wurden Daten mittels eines Szenario-basierten Online-Fragebogens mit 401 Teilnehmenden erhoben und mithilfe von Welch t-Tests ausgewertet. Unsere Ergebnisse zeigen, dass das Vertrauen in die Technologie sowie die Nutzungsintention bei BEVs stärker ausgeprägt sind als bei FCEVs. Hinsichtlich der Risikoprofile aus Kundensicht zeigt sich, dass physische Risiken bei FCEVs stark vertreten sind, während sich bei funktionalen Risiken kein signifikanter Unterschied zeigt, dies aber tendenziell eine Schwachstelle in der Wahrnehmung von BEVs sein könnte. Diese Erkenntnisse erweitern den meist stark technischen und Energieeffizienz-orientierten Vergleich von BEVs und FCEVs um Facetten der individuellen Wahrnehmung aus der Sicht potenzieller Kunden. Dabei erweitert diese Studie die spärliche Literatur zum Vergleich von FCEVs und BEVs und integriert die Wahrnehmung von Vertrauen und Risiko als multidimensionale Konzepte in den Forschungsstrom. Zuletzt werden praktische Implikationen für Hersteller und Politik abgeleitet, wie Unsicherheiten bezüglich neuer Antriebsarten verringert und Kundenpräferenzen adressiert werden können.

Robin Kehl, Jan-Gerrit Grotenhermen, Sören Greve, Gerhard Schewe
Umgang mit Zielkonflikten bezüglich neuer Technologien und Märkte durch plattformbasierte Ecosystems

In diesem Beitrag soll gezeigt werden, dass sich die zunehmenden Zielkonflikte zwischen einerseits notwendigen Investitionen in neue Technologien des vernetzten, autonomen, geteilten und elektrischen Fahrens und in Wachstumsmärkte außerhalb der Triade und andererseits v. a. dem Druck der Kapitalmärkte auf „asset-light“ Strategien mit geringem Kapitaleinsatz, zwar nicht auflösen lassen, aber durch Zusammenarbeit mit Partnern in strukturellen Ecosystems mediiert werden können.

Heike Proff, Stefanie Salmen
Make-or-Buy Strategies of Established Car Manufacturers to Counter the Technological Transformation towards Self-Driving Cars

Accompanied with the emergence of new technologies in the field of autonomous driving (AD), the automotive industry is facing a significant transformation. Alongside the changes in hardware, which are characterized in particular by an increase in electronics, software is assuming ever greater importance as value-adding feature in vehicles and poses new challenges for the research and development (R&D) of automotive firms. Especially car manufacturers have to decide on strategies to develop required competencies and resources or to cooperate with other firms in order to gain access to relevant technologies in this new field. Within this paper we analyze such strategic make-or-buy decisions of established car manufacturers active on the European market to access core AD technologies.

Laura Bischoff, Michael Stephan
Betriebliche Mobilitätsbudgets als Beitrag zur Verkehrswende – Herausforderungen und Umsetzungsmöglichkeiten

Eine Möglichkeit, die Alltagsmobilität von berufstätigen Menschen umweltfreundlicher zu gestalten, ist das Angebot von betrieblichen Mobilitätsbudgets. Den Beschäftigten von Unternehmen wird vom Arbeitgeber ein Budget zur Verfügung gestellt, das für verschiedene öffentlich zugängliche Transportmittel genutzt werden kann. Im Beitrag werden die Rollenmodelle, die die Beteiligten im Rahmen betrieblicher Mobilitätsbudgets einnehmen können sowie die durch die Arbeitgeber zu treffenden Entscheidungen bei der Auswahl und Implementierung derartiger Angebote für die Mitarbeiter diskutiert. Die Ergebnisse einer empirischen Erhebung zu den Ausgestaltungsmerkmalen eines präferierten Mobilitätsbudgets werden vorgestellt.

Markus Schlegel, Ulrike Stopka
Multi-Life-Anwendungen in der Automobilindustrie – Eine Potentialanalyse am Beispiel der Lithium-Ionen-Batterien

Um die Nachhaltigkeit von Produkten zu erhöhen, ist es hilfreich, Produktlebenszyklen zu verlängern (z. B. Fischhaber et al., 2016; Olsson et al., 2018). Dies führt zu einem sparsamen Ressourcenverbrauch und beschleunigt die Markteinführung neuer Technologien durch eine bessere Kostenverteilung in Verbindung mit einem längeren Lebenszyklus (ebd.). Die heute vorherrschenden volumenbasierten linearen Entwicklungs- und Produktionsmodelle stoßen aufgrund zunehmender Ressourcenknappheit und der zunehmenden Internalisierung externer Umweltkosten (z. B. Endres, 2011; EU Green Deal, Europäische Kommission, 2019) an ihre Grenzen.

Arne Jeppe, Robin Pluhnau, Arun Nagarajah, Heike Proff
Das DIPO-Tool zur Wirtschaftlichkeitsanalyse des Einsatzes alternativer Antriebstechnologien in der Logistik

Die Dominanz dieselbasierter Antriebe im Logistiksektor ist unverändert hoch. Vor dem Hintergrund klimapolitischer Ziele und einem wachsenden gesellschaftlichen Bewusstsein für Umweltschutz ist es unabdingbar, dass der Anteil alternativer Antriebstechnologien in Zukunft steigen muss. Für Fuhrparkbetreiber stellt sich neben dem Problem der Auswahl einer bestimmten Technologie (z. B. batterieelektrisch (BEV), hybrid oder Brennstoffzelle) vor allem das Problem der Wirtschaftlichkeit. Besondere Relevanz gewinnt diese Thematik zum einen durch das Anwendungsgebiet der Logistik, das als wettbewerbsintensiv und margenschwach zu charakterisieren ist und zum anderen durch die Schwierigkeiten, einen pragmatisch praktischen Ansatz zu finden, der die Auswahl alternativer Antriebe in der unternehmerischen Praxis unterstützt. Anwendung findet in diesem Projekt ein Excel-Tool unter Verwendung eines teilkostenbasierten Ansatzes mit der Unterscheidung fixer und variabler Kosten, der Berücksichtigung eines maximalen Planungszeitraumes von fünfzehn Jahren sowie der strukturierten Erfassung von Basisdaten (z. B. Kraftstoff- und Energiepreisen), umweltrelevanter Daten wie CO2-Umrechnungsfaktoren und Beispielfahrzeugdaten. Auf Basis dieser Daten wird automatisch ein Kostenvergleich mit grafischer Unterstützung (z. B. Break-even-Chart) erstellt. Das Tool benötigt eine geringe Einarbeitungszeit und kann von Anwendern selbst erweitert oder abgeändert werden. Die Anwendbarkeit dieses Tools wird in dem Kurs Master-Logistik der Hochschule für Wirtschaft und Gesellschaft Ludwigshafen laufend überprüft, indem es als Vorlage für Fallstudien dient. Als besonders vorteilhaft erweist sich neben der kurzen Einarbeitungszeit die Möglichkeit, verschiedene Szenarien (z. B. hinsichtlich der Energiepreisentwicklung) abzubilden und zu analysieren. Als erstes Ergebnis der durchgeführten Fallstudien kann man festhalten, dass es tatsächlich schon Anwendungsfälle gibt, bei denen ein alternativer Antrieb wirtschaftliche Vorteile gegenüber einem Dieselfahrzeug bietet.

Stefan Bongard, Stefan Schröder, Simon Kreuzwieser
Reifegradanalyse der Subskriptionsmodelle im deutschen Automobilmarkt

Die Automobilindustrie befindet sich unter dem Einfluss der Informationsökonomie in einem Transformationsprozess, der alle Bereiche des bisherigen Geschäftsmodell erfasst (Boes & Ziegler, 2021). Im digitalen Transformationsprozess der Automobilindustrie in Deutschland betreten nicht nur neue und branchenfremde Wettbewerber den Markt, sondern es werden auch verschiedene Geschäftsmodellinnovationen auf ihre Marktfähigkeit erprobt. Immer mehr etablierte Automobilhersteller, Automobilhandelsbetriebe, Autovermieter aber auch Start-ups starten eigene Online-Plattformen auf denen Autos im Abo, dem sogenannten Subscriptionsmodell angeboten werden.

Helena Wisbert

Towards the New Normal in Mobility Engineering

Frontmatter
Das EPOC Modell – „Equivalence of Product, Organization and Culture“, oder: Die Organisation als Spiegelbild des Produkts

Technologie-basierte «Business-Innovation», d. h. innovative Geschäftsmodelle basierend auf technologischen „Core Skill“ und „Core Competence“ Betrachtungen, haben bereits in den 1990er Jahren an Momentum gewonnen (vgl. Artley et al. 2003). Ebenso begann damals die Globalisierung der Wertschöpfungsketten. Komplexe Produkte und Produktionsprozesse wie Fahrzeuge und deren Bau (Automobile, Luftfahrzeuge etc.) sind als integrative Projekte von Fahrzeugherstellern an nur einem Standort oder in nur einem Land seit damals nicht mehr denk- und machbar.

Gerhard Plasonig
Vergleich der Automatisierung im schienengebundenen Verkehr

Die Digitalisierung schreitet in vielen Bereichen voran und bietet eine Reihe von Chancen und Potenzialen. Auch im schienengebundenen Verkehr werden immer mehr Prozesse automatisiert. Hierbei sollen die Verkehrsmittel langfristig ohne das Mitwirken eines Menschen Personen befördern und Güter transportieren. Bereits seit Jahren entspricht bei U-Bahnen eine fahrerlose Betriebsdurchführung dem Stand der Technik. Neue U-Bahn und Metro Systeme werden daher in der Regel für einen fahrerlosen Betrieb ausgelegt. Anders ist dagegen die Ausgangssituation bei den übrigen innerstädtischen schienengebundenen Verkehren sowie bei der Eisenbahn. Dort ist weiterhin ein Fahrer für die sichere Durchführung der Fahrzeugbewegungen verantwortlich. Zahlreiche Faktoren stehen hier einem fahrerlosen Betrieb derzeit noch entgegen.

Albrecht Morast, Nils Nießen
FLAIT-Train: Eine zukunftsorientierte, bedarfsgetriebene Alternative zu Schienenfahrzeugen im Stadtverkehr

Als wichtige öffentliche Verkehrsmittel zeichnen sich die schienengebundenen Verkehrsmittel U-Bahn und Straßenbahn durch viele Vorteile in ökonomischer und ökologischer Hinsicht aus. Insbesondere tragen sie im urbanen Bereich zur Verbesserung der Nachhaltigkeit und Lebensqualität bei (Bok & Kwon, 2016).

Shen Wang, Thomas Weber, Dieter Schramm
Nutzbarkeitsuntersuchung von Unterflurschränken bei induktiven Ladesystemen für Elektrofahrzeuge im urbanen Raum

Die Anzahl der Neuzulassungen von Elektroautos wächst laut des Kraftfahrt-Bundesamt seit 2016 exponentiell und dementsprechend steigt der Bedarf an Lademöglichkeiten (vgl. KBA 2022). Durch die Installation von Ladesäulen/ Schaltschränken bei konduktiven Ladesystemen bzw. Schaltschränken bei induktiven Ladesystemen wird das Stadtbild nachträglich sowie nachhaltig geändert. Hinzu kommt die Platzierung der Ladesäulen bzw. Schaltschränke, die keine Behinderung für jegliche Verkehrsteilnehmer (Fußgänger, Fahrradfahrer, Taxifahrer, Busfahrer usw.) darstellen dürfen, die sich an die vorhandenen Ver- sowie Entsorgungseinrichtungen (Leitungen, Rohre, Schächte) orientieren sowie ins Stadtbild integrieren lassen müssen. Dementsprechend schwierig gestaltet es sich oftmals, einen optimalen Platz für eine Ladesäule bzw. einen Schaltschrank in Kooperation mit der Stadtverwaltung und dem Betreiber zu finden. In diesem Paper wird zu Beginn das Anwendungsszenario, aus dem die Problematik hinsichtlich der Integration von Schaltschränken in das Stadtbild resultierte, vorgestellt. Zunächst werden einmal die allgemeinen Anforderungen, die ein Unterflurschrank erfüllen sollen, definiert. In einem weiteren Schritt werden die Planung und der Bau eines solchen Ladesystems mit der zusammenhängenden Genehmigungsverfahren betrachtet. Abschließend fließen die gewonnenen Erkenntnisse in einen Kosten-Nutzen-Vergleich verschiedener Schaltschranktypen (überflur und unterflur) zur bereits existierenden induktiven Lademöglichkeit.

Amelie David, Benedikt Schmülling, Steven Stroka, Norman Haußmann, Markus Clemens
Ein Ansatz zur Bestimmung der eingetragenen Energien in die Reifenoberfläche eines PKWs

Die Kontaktfläche zwischen Reifen und Fahrbahn ist die einzige Möglichkeit im Regelbetrieb für PKWs, energetisch mit ihrer Umgebung zu interagieren, wenn von Systemen abgesehen wird, die die Aerodynamik des Fahrzeugs aktiv beeinflussen können. Diese Schnittstelle bedarf also besonderer Aufmerksamkeit in Anbetracht des Fahrzeugs als dynamisches System. Die aktuelle wirtschaftliche und politische Entwicklung im Hinblick auf die zunehmende Anzahl von automatisierten Fahrfunktionen und die Forderung nach autonomen Fahrzeugen geht mit der Notwendigkeit enormer Datenmengen und schnellstmöglicher Prozessierung einher.

Ingmar Kranefeld, Frédéric Etienne Kracht, Michael Unterreiner, Dieter Schramm
Experimentelle Untersuchung von Einflussparametern auf die EMV Eigenschaften von Power Line Communication und Automotive Ethernet Systemen im redundanten Betrieb für sicherheitskritische Fahrfunktionen

Mit der zunehmenden Automatisierung von sicherheitskritischen Fahrfunktionen ist es unabdingbar, dass die funktionale Sicherheit der für den Fahrbetrieb notwendigen Systeme stets gewährleistet werden kann. Ein möglicher Ansatz hierzu ist der Einsatz redundanter Kommunikationssysteme wie automotive Ethernet (100BASE-T1, 1000BASE-T1), Power Line Communication (PLC) oder CAN XL. Dabei wird neben einem „Hauptkommunikationssystem“ (mindestens) ein weiteres, davon unabhängiges System verwendet, welches im Fehlerfall des Hauptsystems die Kommunikation übernimmt und sicherheitskritische Daten von z. B. Sensoren an die entsprechenden Steuergeräte weiterleitet.

Sebastian Jeschke, Marcel Olbrich, Michael Kleinen, Munadel Jaradat, Jörg Bärenfänger
Nachhaltige Antriebstopologien für bisher dieselbetriebene Rangier- und Streckenlokomotiven – Varianten und Herausforderungen auf dem Weg zum Paradigmenwechsel

Der Klimawandel stellt global eine der zentralen Herausforderungen für die Menschheit dar. Einen erheblichen Treiber stellt der Ausstoß von Treibhausgasen (CO2, CH4, etc.) dar, welche die Geschwindigkeit des Klimawandels beschleunigen. Die Betrachtung der Emittenten nach Sektoren zeigt, dass der Transport von Personen und Gütern im Jahr 2020 einen Anteil von 21,76 % der weltweiten Emissionen (zum Vergleich Deutschland: 20,1 %) verursacht hat. Um das erklärte Ziel der Klimaneutralität zu erreichen, stellt der Verkehr einen geeigneten Eingriffspunkt dar.

Julian Franzen, Jannis Sinnemann, Udo Pinders
Herausforderungen für die Stromversorgungsnetze

Setzt man die regionalen Betrachtungsräume der Akteure für die Installation neuer Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge in Bezug, so wird eine Diskrepanz deutlich. Problematisch sind jedoch die Zeitkonstanten der Elektromobilitätsentwicklung auf der einen Seite und der Netzausbaumaßnahmen, der Netzplanung und der Netzbetriebsmittel auf der anderen Seite. Zusätzlich ist Umfang und Verteilung der Elektromobilität, sowohl räumlich als auch in Bezug auf die Spannungsebene derzeit noch von nicht bekannten oder prognostizierbaren Faktoren abhängig, sodass in Korrelation mit den langen Nutzungs- und Abschreibungsdauern eine langfristig sinnvolle Ausbauentscheidung derzeit kaum getroffen werden kann. Die Netzplanung wird also zu einer komplexen Optimierungsaufgabe, da auch in absehbarer Zukunft ein gegenläufiger Effekt nicht zu erwarten ist.

Carsten Graeve, Hendrik Vennegeerts
Kipppunktanalyse von vorstädtischen Netzstrukturen hinsichtlich des Integrationspotentials an Ladeinfrastruktur anhand des Gleichzeitigkeitsfaktors für Elektromobilität

Die verfügbaren Reichweiten von E-Kfz decken den alltäglichen privaten Mobilitätsbedarf. Mit einem steigenden Marktanteil an Elektrokraftfahrzeugensteigt der Bedarf von sowohl privaten als auch öffentlichen Lademöglichkeiten. Die Integration von Ladeinfrastruktur für Elektromobilität stellt Verteilnetzbetreiber vor die Herausforderung, bestehende und zukünftige Netze entsprechend dieser Lasten zu planen, zu führen und zu betreiben. Dieser Beitrag stellt daher das Integrationspotential an Ladeinfrastruktur in fünf exemplarischen vorstädtischen Niederspannungsnetzen anhand verschiedener Szenarien zur Wahl der belasteten Netzknoten heraus, sofern die vorhandenen Leitungen und Transformatoren bis an ihre betrieblichen Bemessungsgrenzen genutzt werden. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf dem Gleichzeitigkeitsfaktor für private Elektrofahrzeuge, um Ladeflexibilitäten und deren Auswirkungen auf den maximal möglichen Durchdringungsgrad abzubilden.

Manuel Wingenfelder, Lutz Hofmann
Smarte Ladesäulen | Netz- und Marktdienliches öffentliches Laden

Stand 01.01.2022 sind in Deutschland 618.460 elektrisch angetriebene KFZ zugelassen. Insgesamt sind derzeit 48.540.878 KFZ zugelassen, was einer Elektromobilitätsquote von ca. 1,2 % entspricht. Derzeit werden Elektromobile über Ladestationen oder Steckdosen mit dem Stromnetz verbunden und üblicherweise mit der vollen Ladekapazität des Anschlusses aufgeladen, bis das Batteriemanagementsystem des Fahrzeugs abhängig vom Ladezustand der Batterie die Ladeleistung reduziert.

Dominik Stollenwerk, Till Franzke, Florian Maurer, Sebastian Reinkensmeier, Kim Franken, Philipp Tambornino, Florian Haas, Christian Rieke, Andreas Hermanuz, Jörg Borchert, Thomas Ritz, Volker Sander

Towards the New Normal in Urban Mobility

Frontmatter
Mobilitätsveränderungen durch Corona und Homeoffice

Das Coronavirus, auch COVID-19 genannt, wurde erstmalig in der chinesischen Stadt Wuhan im Dezember 2019 entdeckt. Menschen erkrankten an schweren Lungenentzündungen. Das Virus breitete sich weltweit enorm aus. Am 11.03.2020 wurden weltweit mehrere Fälle mit dem Corona Virus bestätigt.

Jacqueline Veyry, Katja Rösler
Stadtgesundheit als Baustein der Mobilitätswende – Wie beeinflusst die gebaute Umwelt ein nachhaltiges und bewegungsförderndes Verhalten?

Städte und Gemeinden beinhalten komplexe Mikrokosmen, in denen Menschen mit unter schiedlichen Bedürfnissen und Möglichkeiten leben: die Stadt bestimmt mit ihrer baulichen Gestalt und Funktionalität die Räume für individuelle Mobilität, mit Einfluss auf Gesundheit und Lebensqualität der gesamten Bevölkerung. Dabei stellen die Einflüsse der gebauten Umwelt auf die Gesundheit und das Mobilitätsverhalten einen wichtigen Forschungsgegenstand dar – vor allem im Kontext des Klimawandels, zunehmenden Extremereignissen und der Pandemie. Um diesen interdisziplinären Zusammenhang zu erforschen, wurde am imobis eine themenübergreifende Empirie konzipiert und mit 500 Personen in Essen als Online-Befragung durchgeführt. Befragung durchgeführt.

Kerstin Kopal, Dirk Wittowsky
Seilbahnsysteme für eine integrierte und nachhaltige Stadtmobilität

Dieser Beitrag entwickelt anhand eines Fallbeispiels Hypothesen, warum wohlfahrtsteigernde Innovationen unterbleiben und die sozial-ökologische Transformation trotz einer hohen Dringlichkeit kaum voranschreitet. Das Fallbeispiel ist der Vorschlag, eine urbane Seilbahn in der Stadt Bochum einzuführen. In vielen deutschen Städten wird oder wurde der Bau von Seilbahnen diskutiert, jedoch wurde bis auf die Ausnahme Koblenz bisher kein Konzept realisiert. In diesem Beitrag werden mögliche Hindernisse systematisiert und beschrieben. Das Ziel ist es, eine Grundlage für eine empirische Untersuchung zu schaffen, die die Relevanz der möglichen Hindernisse bewertet.

Michael Roos, Marvin Siegmann
Nutzerevaluation eines vernetzten, multimodalen Mobilitätskonzeptes für ländliche Räume – Erkenntnisse aus Befragungen in der Erzgebirgsregion

Innovative Mobilitätskonzepte versprechen nicht nur eine neue Normalität in der urbanen Mobilität, sondern auch eine verbesserte mobile Daseinsvorsorge und gesteigerte Lebensqualität in ländlichen Kommunen. Im BMBF-geförderten Projekt „Smarte Mobilitätsketten im ländlichen Raum“ des „Smart Rail Connectivity Campus“ wurde ein multimodales, aus verschiedenen Modulbausteinen aufgebautes Mobilitätskonzept für die Erzgebirgsregion entwickelt, welches aufbauend auf vorhandenen Infrastrukturen den SPNV und ÖPNV vor Ort stärken und sinnvoll ergänzen sowie die ökologische, ökonomische und soziale Nachhaltigkeit des ländlichen Verkehrs verbessern soll. Im vorliegenden Beitrag werden die verschiedenen Konzeptbausteine für ein ländliches Mobilitätssystem und deren Zustandekommen über das Projektdesign sowie den angewendeten Methodenmix erläutert.

Marco Rehme, Nadine Rauh, Julia Döring, Udo Wehner, Sebastian Mach, Uwe Götze
How smart is Smart Mobility? – Smart-City-Mehrwerte und -Potenziale für die Mobilität der Zukunft

Der Begriff ‚Smart City‘ ist politisch, medial und in der kommunalen Praxis omnipräsent. Zugleich zeigte Dameri bereits 2013 auf, wie unterschiedlich der Begriff der ‚smarten‘ Stadt genutzt wird: Die Bedeutungen reichen von der intelligent-wissenschaffenden über die digital-vernetzte und die technozentrierte bis zur nachhaltigen und zur lebenswerten Stadt. Daran knüpft dieser Beitrag an, wenn er den folgenden Fragen nachgeht: Was bedeutet eine ‚smarte‘ Stadt aktuell für Entscheidungsträger*innen? Darauf aufbauend: Welche Mehrwerte und Potenziale hat ‚Smart City‘ für die Mobilität der Zukunft? Dafür wird zunächst die Bedeutungsvielfalt des ‚Smart-City‘-Begriffs per Dokumentenanalyse aufgezeigt und in einem ‚Smart-City‘-Bedeutungsmodell strukturiert. Auf dieser Grundlage werden anschließend zwei ‚Smart-Mobility‘-Fallbeispiele aus den Forschungsprojekten ‚Reallabor Digitale Mobilität Hamburg‘ und ‚Reallabor Schorndorf‘ betrachtet. Dabei zeichnen sich Mehrwerte und Potenziale von ‚Smart City‘ für die Mobilitätsentwicklung ab. Schließlich werden Handlungsempfehlungen formuliert, wie diese bestmöglich ausgeschöpft werden können.

Alexandra Bensler, Melanie Weber, David Freiberg, Kathrin Karola Viergutz
Role of Energy Management Systems (EMS) in the Development of Eco Cities: A System Oriented Review Introducing an Agent Perspective

The permeation of electric/hybrid-electric vehicles in the transportation sector will increase the transition of energy demand from fuel supply systems to grid-based systems for power support. Challenges in electrified transport ecosystem development are multifaceted. Today energy systems are developed for vehicles as independent and isolated units, nevertheless, the view of eco-cities as smart energy flow systems have opened new perspectives. In the future the overall energy demand has to be considered, relying on uncertain consumer behaviors, the eco-energy production generating from the city’s assets as well as non-renewable resources and storages allowing additional and smooth power flow. The dependency on production constraints has to be considered. Finally, energy transfer relies on various mechanisms to share energy within the overall system. To guide the energy flow towards demand satisfaction and grid stability it becomes obvious that information and communication technologies are needed. Through a systematic review and analysis, this paper aims to highlight the goals of smart city development from the perspective of electrical sources and sinks (mainly the transportation sector), the principal options to store and to control energy flows with respect to the power grid, the electric utilities, fleet operators, and electric vehicles. The paper formulates a multi-agent system problem to describe the role of the entities which are assumed as agents maximizing the renewable energy options and minimizing the energy losses. This can be utilized by considering scenarios of multiple agents working in co-ordination with each other and with the environment taking into account system interactions and constraints.

Imene Benrabia, Bedatri Moulik, Dirk Söffker
Individualization of Public Transport – Integration of Technical and Social Dimensions of Sustainable Mobility

In order to follow the 1.5 degree path of the Paris Climate Agreement, drastic greenhouse gas reduction measures are needed in the transport sector. The potential of public transport and new mobility services to reduce transport-related greenhouse gas emissions cannot yet be fully exploited, especially in rural regions. This paper presents the concept of an innovative mobility system, called NeMo.bil, that intends to fill the gap between individual and public transport to create a demand-oriented and sustainable mobility offer. The concept is based on convoy formation of autonomously driving lightweight vehicles serving the first and last mile and a larger towing vehicle carrying enough power and energy to move the convoy over longer distances at higher speeds. This combination of two different vehicles, intelligently controlled by a digital ecosystem, aims to significantly increasing energy, resource and cost efficiency. Based on an analysis of previous approaches for innovative mobility solutions, the concept is derived from a technical and sociological perspective and its potential for reducing energy demand is calculated.

Moritz Ostermann, Jonathan Behm, Thorsten Marten, Thomas Tröster, Johannes Weyer, Kay Cepera, Fabian Adelt
Shared Spaces im öffentlichen urbanen Raum – die Verschiebung von öffentlichen und privaten Grenzen in Begegnungszonen

Die Struktur und Gestalt der Städte befinden sich seit jeher in einem ständigen Wandel. Anforderungen und Bedürfnisse an Städte werden durch kulturelle und technische Entwicklungen, aber auch durch äußere Einflüsse immer wieder neu formuliert, sodass Städte einer laufenden Transformation unterzogen sind. Die Veränderungen der Städte werden durch unterschiedliche Faktoren beeinflusst. Vor allem Mobilität hat einen großen Einfluss auf Transformation, da sie die Stadtstruktur und bauliche Gestalt moderner Städte maßgeblich prägt.

Marie Brell
Eine GIS-gestützte Übertragung chinesischer Bündelungsstrategien des KEP-Segments am Beispiel Berlins

Die zunehmende Bedeutung des Paketmarktes für die Versorgung der Städte ist ein weltweit zu beobachtendes Phänomen. Länderspezifisch unterschiedliche Rahmenbedingungen führen zu einer unterschiedlichen, Organisation der letzten Meile in den Städten. Der vorliegende Beitrag untersucht die nationalen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen des Paketmarktes in Deutschland und China und zeigt auf, welche Potenziale bestehen, wenn chinesische Bündelungsansätze in Deutschland angewandt werden. Dazu werden Lieferkonzepte aus Suzhou (China) auf Berlin GIS-gestützt übertragen und die Fahrleistungen und Emissionen im Vergleich zum Basisszenario ermittelt.

Marian Schlott, Tim Holthaus, Jan Kuchhäuser
Analyse von On-Demand ÖPNV als Bahnhofszubringerverkehr im urbanen und ländlichen Raum

Dieser Beitrag zeigt die Durchführung und die Ergebnisse von simulationsbasierten Wirkungsanalysen, die das DLR vorgenommen hat. Gegenstand sind On-Demand-Verkehre, welche als Zu- und Abbringerverkehre für den SPNV eingesetzt werden. Zur Analyse der simulierten Szenarien wurden Indikatoren der Angebotsqualität, des Betriebsaufwands und der Kosten ermittelt und den Szenarien vergleichend gegenübergestellt.

Benedikt Scheier, Filiz Kurt, Evnika David, Tim Ole John

Towards the New Normal in IT for Mobility

Frontmatter
Digitale Transformation und Integration im Automotive Aftersales

Globale Megatrends wie der Klimawandel, ein sich änderndes Kundenbild und die steigende technische Komplexität, aber auch politische Konflikte und damit einhergehende Sanktionen sind nur einige treibende Faktoren, welche direkte Auswirkungen auf die Automobilindustrie und deren Akteure haben. Insbesondere das Aftersales-Geschäft ist mit rund einem Fünftel der Gesamtumsätze der Branche eine wichtige Säule. Ein Ansatz zur Lösung dieser Herausforderung ist die digitale Transformation und Integration, welche sich als der gezielte interne und externe Wandel des Denkens und Handelns von Unternehmen durch technologische Entwicklungen und moderne Arbeitsmethoden zusammenfassen lässt. Im Rahmen dieser Ausarbeitung werden Lösungsansätze für den Aftersales dargestellt.

Carsten Krause, Lei Wei, Viviana Ortiz, Ing Frank Lobeck
NFT (Non-Fungible Tokens) – Ein Boost für unsere heutigen Ökosysteme oder nur ein Hype?

In unserer heutigen Geschäftswelt sind sie nicht wegzudenken: Ökosysteme. Hoch komplex und wenig interoperabel bedürfen sie einer neuen technologischen Basis. Der Trend um Blockchain-basierte Non-fungible Token (NFT) als eindeutige Besitz-, Authentizitäts- und Autorisierungsnachweise könnte Abhilfe schaffen. Sie können Herausforderungen heutiger Ökosysteme lösen und Geschäfte über Unternehmens- und Ökosystemgrenzen fördern.

Katarina Preikschat, Alexander Bödeker, Moritz Maurer, Patrick Sührer, Tien Manh Nguyen, Jan Wehinger, Christian Laesser
Integrated Bicycle and Public Transit Routing for InnaMoRuhr

The goal of the InnaMoRuhr research project is the development of an integrated and sustainable mobility concept for the University Alliance Ruhr. To support the field trials of the project that are scheduled to take place in 2022 and 2023, we have been developing a web-based application that matches the available mobility options with the specific needs of university employees and students living and working in the Ruhr area. From a technical perspective, our application resembles an integrated and highly configurable multi-modal route planner that highlights the environmental impact of possible route choices. In the context of InnaMoRuhr, integrating ubiquitous bike sharing services, such as “metropolradruhr”, with the public transportation network operated by the members of the Verkehrsverbund Rhein-Ruhr (VRR) is especially promising, since it enables travelers to cover large distances with public transportation while replacing potentially time-consuming walks or infrequent connections to remote trip destinations with short rides on inexpensive and emission-free rental bikes. In this paper, we discuss our approach for integrating bicycle and public transit routing. Thereby, we develop a model for trips between rental stations and we extend the RAPTOR algorithm for public transit routing such that it can leverage the model to efficiently compute optimal multi-modal alternatives. To validate the integration, we discuss different scenarios computed using the resulting system that demon-strate the potential to reduce the trip duration without causing additional emissions.

Marcus Handte, Lisa Kraus, Matteo Zella, Pedro José Marrón, Heike Proff
Leveraging Distributed Ledger Technology for Decentralized Mobility-as-a-Service Ticket Systems

Mobility-as-A-Service (MaaS) is a concept for combining different transport modes, including diverse mobility services, while facilitating their use through customer centricity (e.g., pay-as-you-go tariffs, unified interfaces). MaaS platforms offer access to different mobility services of various providers via MaaS ticket systems. IT governance of current ticket systems is largely assigned to central organizations that guide decisions on the ticket system design, modalities, and the participation of mobility providers. Mobility providers depend on decisions of system providers, which can cause discrimination of competitors in MaaS ticket systems and limit flexibility for customers. By distributing decision rights to multiple mobility providers, IT governance for MaaS ticket systems can be decentralized so that dependencies on single providers are reduced.Distributed Ledger Technology (DLT) can be suitable to technically support such decentralization. However, DLT causes new challenges (e.g., regarding confidentiality, cost, latency, and maintainability), which question the viable use of DLT in real-world deployments of MaaS ticket systems. We present a preliminary sociotechnical model of a decentralized ticket system, point out technical challenges for using DLT in decentralized ticket systems based on common requirements for MaaS platforms, and describe exemplary solutions to address these challenges. Thereby, we contribute to a better understanding about the viable use of DLT in MaaS ticket systems. Our results indicate that the use of Trusted Execution Environments (TEEs) is especially promising to increase performance and confidentiality. We outline future research directions regarding the applicability of TEEs in real-world MaaS ticket systems.

Marc Leinweber, Niclas Kannengießer, Hannes Hartenstein, Ali Sunyaev
Mobility and Trust in Algorithms: Attitude of Consumers towards Algorithmic Decision-making Systems in the Mobility Sector

Algorithmic decision-making systems are becoming increasingly prominent in the mobility sector through navigation systems, autonomous driving vehicles, infrastructure management and even through their implementation in customer services. However, the advancements in mobility will only be successful if they are accepted and adopted by the majority of the public. In this paper, we test the perception of public towards algorithmic decision-making systems and their willingness to delegate the task within the mobility sector using a factorial survey approach. Unlike the standard one-factor-at-a-time survey analysis, factorial survey gives us an opportunity to test the perception of trust through various dimensions including personality, task and algorithm related factors, spread over different levels. For example, each participant is given a series of scenarios consisting of a combination of dimensions; with every new scenario in the series, the levels of the dimensions are changed. This allows us to reduce internal biases of the participants by affiliating them to the scenario and thus increasing the internal and external validity of our results. Our results indicate that consumers are less algorithm averse when they have more information about the algorithm (increased transparency), when they have some control over the algorithm, when the algorithm has higher accuracy in performing the task and when it is characterized by the ability to learn. Our findings could act as a starting point for a discussion on ways in which consumer trust in algorithmic decision-making systems can be improved.

Jessica Römer, Zunera Rana, Jörn Sickmann, Thomas Pitz, Carina Goldbach
Das semantische Internet: Die Brücke zwischen physischen und digitalen Gütern

Durch das am 16. Juli 2021 verabschiedete Lieferkettengesetz, auch Sorgfaltspflichtengesetz genannt, soll die internationale Menschenrechtslage verbessert werden. Um dieser Anforderung Folge zu leisten, wird mehr Transparenz über die Herkunft von Vorprodukten der Wirtschaftsakteure im unternehmerischen Handeln erwartet. Dabei ist die rechtliche Legitimität eines elektronischen Frachtbriefs (E-Frachtbrief), engl. ‚electronic Bill of Lading‘ (kurz eB/L), von fundamentaler Bedeutung für das Digitalisierungsvorhaben in der Warenwirtschaft.

Alexander Goudz, Henrik Sanchez-Gonzalez
Untersuchung immersiver VR-Inhalte zur Steigerung der Nutzerakzeptanz für automatisierte Mobilität

Der Mobilitätssektor befindet sich derzeit in einem tiefgreifenden technologischen Wandel, der von vier verschiedenen Entwicklungen beherrscht wird. Diese lassen sich unter dem Akronym „CASE“, zusammengesetzt aus den Anfangsbuchstaben der Begriffe Connectivity, Autonomous, Shared und Electric, zusammenfassen.Neben der Elektrifizierung und Vernetzung von Fahrzeugen ist die Automatisierung derzeit einer der größten Enabler für die zukünftige Mobilität, welcher insbesondere im Hinblick auf die Steigerung der Sicherheit im Verkehr, bis hin zur „Vision Zero“, ein großes Potenzial zugeschrieben wird.

Per Kohl, David Michalik, Michael Krause, Anton Kummert
Stage Prediction of Traffic Lights Using Machine Learning

Motorized road traffic is the dominant source of greenhouse gas (GHG) emissions in the German and the pan-European transport sectors. Traffic jams and stops in front of traffic lights are causing avoidable increased emissions from motorized traffic. As various research has shown, the usage of Green Light Optimal Speed Advisory (GLOSA) systems promises to reduce the fuel consumption of motorized vehicles, with a corresponding reduction in GHG emissions in front of signalized intersections.Click or tap here to enter text.

Kevin Heckmann, Lena Elisa Schneegans, Robert Hoyer

Towards the New Normal in the Automotive Value Chain

Frontmatter
Optimierung der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge anhand von Energieszenarien am Beispiel der Stadt Duisburg

Das Laden einer steigenden Anzahl von Elektrofahrzeugen wird sich auf die Stromnachfrage auswirken. Insbesondere die Platzierung und Kapazität von Ladestationen beeinflusst, wann Fahrzeuge geladen werden können. Zukünftig soll der Zeitpunkt der Energienachfrage zudem flexibilisiert und an das Dargebot der erneuerbaren Energieträger angepasst werden. Elektrofahrzeuge können aufgrund ihrer hohen Speicherkapazität und Ladeleistung einen entscheidenden Beitrag zur Stabilisierung des Stromdargebots leisten. Die Flexibilität und das Potenzial der Fahrzeuge sind dabei auch von der verfügbaren Ladeinfrastruktur abhängig. Diese wird oft auf kommunaler Ebene geplant oder durch Förderprojekte beeinflusst. Das zeitlich variierende Energiedargebot spielt bei der Planung oft eine untergeordnete Rolle. Daher wird ein Modell zur Optimierung der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge anhand von Energieszenarien vorgestellt, das unterschiedliche Entwicklungen der zukünftigen Energieerzeugung, insbesondere durch die Nutzung erneuerbarer Energiequellen, sowie darauf abgestimmte Verteilung der Ladeinfrastruktur abbildet. Neben dem strategischen Ausbau der Infrastruktur berücksichtigt das Modell auch kurzfristige Aspekte, wie die zeitliche und geografische Verteilung von Lasten durch das Ladeverhalten der Elektrofahrzeuge. Ergebnisse von Modellrechnungen können eine Grundlage schaffen, um Standortentscheidungen zu unterstützen und das Potential einer auf das Energiedargebot angepassten Ladeinfrastruktur darzustellen. Eine Fallstudie zur Ausbauplanung der Stadt Duisburg verdeutlicht den Einfluss, den die Berücksichtigung des Energiedargebots bei der Standortplanung haben kann.

Marcel Dumeier, Jutta Geldermann
Transformation von Flotten für eine klimafreundliche Mobilität – Ein Planungsansatz zur Unterstützung von Akteuren des ÖPNV

Das Klimaschutzgesetz fordert eine erhebliche Reduzierung der Treibhausgasemissionen des Verkehrssektors. Als zielführende Maßnahmen gelten der Ausbau des öffentlichen Verkehrs als auch die Transformation der Flottenzusammensetzung zuungunsten konventioneller, fossiler Kraftstoffe. Mit der Clean Vehicle Directive sind Mindestanforderungen an die Beschaffungsquoten von Fahrzeugen mit alternativen Kraftstoffen und Fahrzeugen die weniger als 1 g CO2/km ausstoßen für öffentliche Aufgabenträger festgeschrieben. Dadurch entsteht für Unternehmen des Öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV), welche zu den öffentlichen Aufgabenträgern zählen, ein unmittelbarer Zwang für eine Flottentransformation. Im vorliegenden Beitrag wird ein Werkzeug für die Planung einer Flottentransformation für den ÖPNV vorgestellt. Dafür wird ein Gemischt-Ganzzahliges Modell vorgestellt, welches die Transformation der Flotte als auch die erforderlichen Anpassungen des Depots berücksichtigt und eine durchgehende Erhaltung des Mobilitätsangebots sicherstellt. Ein illustratives Beispiel verdeutlicht die Funktionalität des Ansatzes und dient der Validierung. In der von uns durchgeführten Fallstudie vergleichen wir die Ergebnisse unseres Planungsansatzes mit solchen, die die Anpassung des Depots vernachlässigen.

Marco Karig, Christian Weckenborg, Thomas S. Spengler
CO2-orientierte kurzfristige Absatzplanung von Herstellern leichter Nutzfahrzeuge

Im Mittelpunkt dieses Beitrags steht die Analyse des Spannungsfeldes zwischen der Maximierung von Ergebnisbeiträgen und der Minimierung von CO2-Flottenemissionen in der kurzfristigen Absatzplanung von Herstellern leichter Nutzfahrzeuge. Hierzu wird ein Bezugsrahmen entwickelt, der darstellt, wie sich Entscheidungen der kurzfristigen Absatzplanung bezogen auf die zu verkaufenden Modelle, Varianten und optionalen Eigenschaften auf Ergebnisbeiträge und CO2-Flottenemissionen auswirken. Darüber hinaus werden wichtige Restriktionen diskutiert, wie etwa verfügbare Produktions- und Logistikkapazitäten sowie potenzielle Marktbedarfe einzelner Modelle, Varianten und Ausstattungsoptionen, die den Entscheidungsraum der kurzfristigen Absatzplanung einschränken. Der Bezugsrahmen wird auf ein exemplarisches Fallbeispiel angewendet, um aufzuzeigen, wie alternative Absatzpläne mit ähnlichen CO2-Flottenwerten zu unterschiedlichen Ergebnisbeiträgen führen können und vice versa. Auf Basis des Fallbeispiels lassen sich wichtige Hebel der kurzfristigen Absatzplanung im Kontext des CO2-Managements bei Herstellern von leichten Nutzfahrzeugen identifizieren. Dieser Bereich wird in der umfangreichen Literatur zur CO2-Emissionsreduktion in der Automobilindustrie bisher weitgehend vernachlässigt.

Till Uhlich, Karsten Kieckhäfer
Status Quo der Digitalisierung von KMU im Ruhrgebiet – Eine quantitative Erhebung im Weiterbildungsverbund WIN 4.0

Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) haben Schwierigkeiten in der frühzeitigen Identifikation von Technologietrends, der Bedarfsanalyse zugehöriger Kompetenzen und der systematischen Ableitung passender Weiterbildungsmaßnahmen. Insbesondere KMU in der Mobilitätsbranche sind durch den disruptiven Transformationsprozess der Branche betroffen. Im Rahmen des Projektes WIN 4.0 – Weiterbildungsplattform für Industrie 4.0-Technologien – wird ein Weiterbildungsverbund im Ruhrgebiet geschaffen, der KMU durch eine enge Zusammenarbeit mit Bildungsmarktakteuren für den sicheren Umgang mit neuen Technologien befähigen soll. Im Rahmen dieses Beitrags werden zunächst bestehende Technologie-Trend-Radare und Studien bezüglich relevanter Industrie 4.0-Technologien untersucht. Dies Ergebnisse werden über eine Befragung regionaler KMU erweitert. Es zeigt sich, dass unzureichende Datenschnittstellen und die Qualifikation der Mitarbeiter die größten Barrieren in der Nutzung neuer Technologien darstellen und die größten Chancen in einer Flexibilisierung der Unternehmensprozesse und der strategischen Unternehmensentwicklung gesehen werden. Mit Ausnahme der Nutzung von Cloud-Lösungen ist der Einsatz von Industrie 4.0-Technologien als gering einzuschätzen. Für die Ausbildung eines WBV im Ruhrgebiet ergibt sich, dass Datenkompetenzen von Beschäftigten der KMU systematisch ausgebaut werden müssen und daher Angebote benötigt sind, die diese fördern.

Tobias Drees, Arun Nagarajah
Transformationsprozesse: Akzeptanz der Elektrifizierung von Unternehmensflotten

Die Automobilindustrie befindet sich in einem Transformationsprozess. Die Wertschöpfungsnetzwerke und Produktionsprozesse werden durch die Elektrifizierung der Antriebe, die Einführung autonomer Fahrfunktionen oder das Aufkommen neuer Mobilitätsdienstleistungen tiefgreifend verändert (vgl. Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz 2022). Gesetzliche Vorgaben ändern sich in Folge von Klimaveränderungen.

Carina Büttner
Auf dem Weg zu 15 Mio. E-Autos bis 2030
Was muss getan werden, um das Angebot an die anspruchsvollen Bedürfnisse der jungen deutschen Verbraucher in Bezug auf E-Mobilität anzupassen?

Die Mobilität in Deutschland und der Welt verändert sich. Dies betrifft auch und im Besonderen die Automobilindustrie und das Automobil selber. Es lassen sich drei Haupttrends identifizieren (vgl. Schuh et al. 2019): 1) die Digitalisierung, führt zu smarten Produkten und Dienstleistungen und verlangt nach Flexibilität; 2) die Automatisierung, als Ergebnis der Digitalisierung, verändert die Produktion, Infrastrukturen und aus Kundensicht auch die Verwendung des Automobils; sowie 3) die Elektrifizierung, eine neuartige Antriebstechnologie, welche in ihrer Einführungsphase zu Bedürfnisbefriedigungsdefiziten führt.

Christian Lucas
Fairer Wandel für Arbeitnehmer*innen in der Automobilindustrie?

Der Wandel hin zur Elektromobilität bedeutet für die Beschäftigten in der Automobilindustrie eine tiefgreifende Transformation. Insgesamt steht ein Abbau von Arbeitsplätzen bevor, der mit einer Verlagerung ihrer geografischen Verteilung und mit neuen Qualifikationsanforderungen einhergeht. Neue Arbeitsplätze entstehen zum Teil in neuen Unternehmen, die nicht gewerkschaftlich organisiert sind, nicht der Tarifbindung unterliegen und keine etablierten betrieblichen Mitbestimmungsstrukturen vorweisen. Inwieweit der Wandel hin zur Elektromobilität fair gestaltet wird, ist aktuell Gegenstand von Auseinandersetzungen zwischen Management, Betriebsräten und Gewerkschaften, die vielerorts konflikthaft, aber auch mit Konzepten, die unter Beteiligung der Arbeitnehmer*innen entwickelt wurden, ausgetragen werden.

Virginia Doellgast, Ian Greer, Anja Kirsch
Plug-in Hybrid und die Fehlanreize bei Firmenwagen

Die Gesellschaft hat es sich zur wichtigen Aufgabe gemacht, im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung auch die nachhaltige Mobilität der Menschen fortzuentwickeln. Diese setzt sich aus dem öffentlichen Personenverkehr und dem privaten sowie geschäftlichen Individualverkehr zusammen. Im Bereich der Unternehmensflotten zeigt sich die Besonderheit, dass wenige Personen über verhältnismäßig viele Fahrzeuge entscheiden.

Roland Vogt, Timo Mörtl
Das Stuttgarter Logistik Modell als Beitrag für eine urbane Mobilität

Ein bedeutender Teil des Verkehrsaufkommens in Großstädten entfällt auf den Wirtschaftsverkehr. Das am Institut für Fördertechnik und Logistik (IFT) der Universität Stuttgart entwickelte Stuttgarter Logistik Modell zielt darauf ab, einen Beitrag zur Optimierung der urbanen Logistik zu leisten.

Robert Schulz, David Korte, David Pfleger
Evaluating the Effects of a Decentralized Waterborne Container Transportation Service from the Perspective of an Inland Waterway Transport Hub

Inland waterway transportation (IWT) already has a high level of performance, especially in the hinterland traffic of seaports. In waterborne container traffic, particularly the metropolitan areas along the Rhine are primarily served by conventional, large, and regularly operating vessels. Large cargo volumes are transshipped and handled at each terminal along the Rhine.

Cyril Alias, Jonas zum Felde, Dieter Gründer, Sven Severin, Frank Eduardo Alarcón Olalla
CargoTube – ein klimaneutraler Logistikansatz

Die durch die Logistik verursachten Luftschadstoffemissionen (NOx), Treibhausgasemissionen (CO2), Feinstaubemissionen (PM) und Lärm-/Lichtemissionen führen systemisch zu einer reduzierten Lebensqualität in urbanen Räumen. Industriestandorte werden bevorzugt durch LKW-Verkehre versorgt, liegen aber durch die zunehmende Urbanisierung und das Wachsen großer Metropolen vermehrt in innerstädtischen Bereichen. Die Transformation der Transportlogistik über externe Logistik-Hubs mit einer individuellen Direktverbindung (CargoTube), insbesondere zu Großbetrieben, könnte intensive Lieferverkehrsbelastungen minimieren.

Thomas Schüning, Lukas Eschment, Heiko Duin, Thomas Nobel, Walter Neu
Dynamically Configurable Autonomous Vehicles for Urban Cargo Transportation

According to current automotive trends, future mobility solutions will be characterized by a high degree of automation, interconnectivity and -modality, and locally emission-free powertrains. New usage models also based on an increased willingness from people to share a vehicle or the journey itself will enable highly flexible and innovative concepts, which enable different usage capabilities, like people or cargo transport, during different times of the day.

Lars Everding, Iqra Aslam, Christian Raulf, Or Aviv Yarom, Jannis Fritz, Sven Jacobitz, Torben Hegerhorst, Christian Pethe, Tarık Şahin, Jannes Iatropoulos, Thomas Vietor, Andreas Rausch, Xiaobo Liu-Henke, Roman Henze
SmartParks-City-Hubs – Das City- und Regio-Logistik-Netzwerk der Zukunft

Das Paper stellt Inhalte und Teilergebnisse zu neuen City-Logistikkonzepten des Projektes Smart Park-City-Hubs (SPaCiH) vor, wobei das Kernziel des Projektes in der nachhaltigen Versorgung von Städten und dem ländlichen Raum besteht. Hierzu werden systematisch die Bereiche Technik und Organisation in Richtung Nachhaltigkeit untersucht. Dabei werden Synergiepotenziale durch Kooperationen, die Zusammenführung von Mobilität, Ver- und Entsorgung, dem kombinierten Verkehr und integrierte Smart-City-Konzepte erschlossen. Im Netzwerk von im Projekt entwickelten, untereinander vernetzten, außerstädtischen SmartPark-Logistik-Hubs werden Güter umgeschlagen, gebündelt, regional produziert und Dienstleistungen erbracht. Wie die SPaCiHs untereinander möglichst durch Bahn und Binnenschiff vernetzt werden können, stellt dieser Beitrag dar. Im SPaCiH werden Güter mittels neuer und neuartiger Unternehmenskooperationen gebündelt und auf der letzten Meile auf nachhaltige Verkehrsträger verlagert. Über diesen Weg werden sie in die städtischen Netzwerke eingesteuert und über innovative und integrierte Last-Mile-Logistikkonzepte verteilt. Bündelungseffekte, welche hier durch Transportzusammenführung und Umschlag in den SPaCiHs entstehen, werden modelliert. Transportbedürfnisse zwischen Unternehmen werden mittels einer neu entwickelten, digitalen Plattform kommuniziert, zusammengeführt und physisch im SpaCiH umgeschlagen. Der Fokus liegt dabei auf der nachhaltigen Umstrukturierung der Verkehrsströme durch die Vernetzung von physischen Hubs und virtueller, flexibler Infrastruktur für neue Geschäftsmodelle der Cityversorgung. Als wichtiges Element einer effizienten City-Logistik stellt sich eine Standardisierung von Ladungsträgern und Boxen heraus.

Holger Beckmann, Rebecca Ries

Towards the New Normal in Mobility – weitere Aspektes

Frontmatter
Neue Wertschöpfungsstrukturen und zukunftsfähige Lieferketten vor dem Hintergrund der Transformation in der Automobilwirtschaft

Die Lieferketten und Wertschöpfungsstrukturen in der deutschen Automobilindustrie verändern sich derzeit drastisch. Sowohl kurzfristige Störungen (bspw. die Covid-19-Pandemie) als auch langfristige Entwicklungen (die Transformation zur Elektromobilität) haben signifikanten Einfluss auf die Ausgestaltung zukünftiger Hersteller-Lieferanten-Beziehungen. Hohe internationale Verflechtungsgrade bei kritischen Materialien und Komponenten führen zu neuen strategischen Abhängigkeiten und Risiken in den globalen Lieferketten der Automobilindustrie, die deshalb widerstandsfähiger gestaltet werden sollten.

Benjamin Frieske, Sylvia Stieler
Zahlungsbereitschaft von Studierenden für ein universitäres, integriertes und nachhaltiges Mobilitätsangebot

Studierende sind Pioniere der Verkehrswende. Das Potenzial integrierter Mobilität ist trotz der überwiegenden Multimodalität dieses Kundensegments unerforscht. Eine Möglichkeit, integrierte Mobilität digital anzubieten und dabei das Mobilitätsverhalten zu mehr Nachhaltigkeit zu bewegen ist Mobility-as-a-Service. Dabei gilt vor allem die Zahlungsbereitschaft die wichtigste Determinante der Diffusion dieser digitalen Mobilitätslösung. Dieser Beitrag untersucht die Zahlungsbereitschaft für Mobility-as-a-Service von Studierenden sowie die nutzenmaximierende Gestaltung von Mobility-as-a-Service. Dafür wurde eine Conjoint-Analyse mit 1165 Studierenden durchgeführt.

Lisa Kraus, Heike Proff, Pedro José Marrón, Marcus Handte
Die Wahl von Innovationsprojekten bei langfristiger radikaler technologischer Veränderung – the NPV trap

Bei langfristigen radikalen technologischen Veränderungen werden neue und etablierte Geschäftsmodelle oftmalig parallel ausgeübt. Proff und andere definieren Geschäftsmodelle als Kombination von fünf Wahlentscheidungen, die wiederum fünf Geschäftsmodellkomponenten abbilden. Die Entscheidung über die Ressourcenallokation ist eine dieser Entscheidungen. Bei langfristigen radikalen technologischen Veränderungen spielt diese Ressourcenallokation eine besondere Bedeutung, da etablierte und neue Geschäftsmodelle häufig um begrenzte liquide Mittel konkurrieren. Mit Blick auf organisationale Trägheit sowie den teilweise emergenten Charakter von Strategien sind bewusste, strategisch geprägte Geschäftsmodellentscheidungen gerade zu Beginn radikaler technologischer Veränderungen in der Unternehmenspraxis wahrscheinlich weniger bedeutend. Demgegenüber ist zu vermuten, dass die Prozesse der Unternehmen zur Auswahl von Innovationsprojekten die Entscheidungen zur Ressourcenallokation bei neuen und etablierten Geschäftsmodellen oftmals implizit bedingen. Die Entscheidungsgrundlage der Wahl von Innovationsprojekten bilden häufig Kapitalwertvergleiche. Solche einfachen Kapitalwertmethoden haben allerdings „the potential to severely undervalue a development project’s contribution to the firm”. Der Beitrag diskutiert daher verschiedene Alternativen zu einfachen Kapitalwertmethoden bezüglich ihrer Eignung zur Unterstützung der Ressourcenallokation bei radikalen technologischen Veränderungen.

Benjamin Jung
Autos im Abo als neue Normalität

Ein Auto lediglich nutzen, statt es zu besitzen: Dieser Gedanke ist im Rahmen von Leasingmodellen eigentlich schon zur Normalität geworden. Mit dem Auto-Abo aber etabliert sich seit einigen Jahren ein Alternativkonzept, welches dem Leasing Kunden streitig macht und so diese Normalität neuordnet. Dieser Beitrag liefert Ansätze, welche Motive und Anforderungen den Kunden zugrunde liegen, zeigt auf, wie Anbieter diese nutzen können und bildet eine erste Grundlage für eine vertiefende Auseinandersetzung mit den Kundenbedürfnissen im Markt und zeigt Handlungsfelder für Abo-Anbieter auf.

Thorsten Liebehenschel, Max Köppl, Robert Genrich
Heute verwendete AGV-Typen

Heutzutage hat sich die Verbreitung von Automatisierung und mobilen Geräten mit der Ankündigung von Industrie 4.0. In Ungarn und in der Region Nordungarn gibt es eine steigende Nachfrage nach Robotisierung und Automatisierung. Bei der Gestaltung eines Logistikprozesses sollte die Modernisierung immer ein Ziel sein.

Ákos Cservenák
The New Normal Out of Home: Mobile Marketing und Out of Home-Werbekommunikation mit dem „Post-Corona Homo Mobilis“

Das Marketing und die Out of Home-Werbekommunikation für Dienstleistungen und Produkte wurden in den Jahren 2020 und 2021 ebenso wie die gesellschaftliche Mobilität durch die COVID-19-Pandemie („Corona“) erheblich beeinflusst. Aufgrund von pandemiebedingten Limitierungen für Waren- und Serviceangebote von Unternehmen und massiv gesunkenem Mobilitätsverhalten fehlten insbesondere in den Lockdown-Phasen 2020 und 2021 absatz-, umsatzund werberelevante Käufer und Konsumentenzielgruppen in urbanen Zentren und Agglomerationsräumen. Die werbungtreibende Wirtschaft und einzelne Unternehmen reagierten darauf mit verändertem Werbeverhalten und reduzierten Werbeinvestitionen bei Mobile Marketing, Außen- und Verkehrsmittelwerbung.

Michael Kleinjohann
Von aufgestoßenen Türen: Urbane Mobilitätskulturen in der Digitalen Transformation – Die Coronapandemie als Katalysator für eine neue Mobilität unter Lebensälteren?

Mobilität ist eine der wichtigsten Voraussetzungen gesellschaftlicher Teilhabe. Digitale Technologien, die im Kontext Mobilitätswende derzeit stark gefördert werden, bieten enormes Potenzial für die Erhaltung von Teilhabe bis ins hohe Lebensalter, stoßen unter Lebensälteren jedoch auf Bewertungsmuster einer Mobilitätskultur, in der die Technologie Auto als praktisch synonym mit Mobilität gesetzt wird. Zudem ist eine Nutzungsbedingung digitaler Mobilitätstechnologien die Anwendung von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT). Nutzungsmöglichkeiten von IKT sind einerseits noch immer ungleich verteilt. Andererseits wird die längst vollzogene Einbettung digitaler Technologien in den Alltag Lebensälterer im gegenwärtigen Diskurs um neue Mobilität nur unzureichend beachtet und reflektiert. Entscheidend für die Nutzung bestimmter Mobilitätsformen und -technologien sind demnach, neben vorhandenen Ressourcen und Fähigkeiten, die individuellen und gesellschaftlichen Bewertungs- und Klassifikationsmuster. Das Ziel dieser Arbeit ist eine Rekonstruktion von Bewertungspraktiken von Lebensälteren hinsichtlich ihrer Mobilitätsgewohnheiten sowie ihrer Motive und Motivationen im Umgang mit digitalen Technologien vor dem Hintergrund von gesellschaftlichen Strukturen und deren Wandel, im speziellen dem gegenwärtigen Entwicklungstrend von Mobilitätstechnologien in der digitalen Transformation. Hierzu wurden Expert*innen und Senior*innen zwischen 67 und 80 Jahren interviewt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Kontaktbeschränkungen in der Corona-Pandemie als Katalysator einer Entwicklung deuten lassen, in der eine wahrgenommene Anpassungsnotwendigkeit an eine sich wandelnde Welt, unter Lebensälteren in einer positiv empfundenen Befähigungsperspektive münden kann – wie eine einmal aufgestoßene Türe. Die Erkenntnisse werden abschließend hinsichtlich einer Mobilitätswende diskutiert, die die Erfahrungen aus der Corona-Pandemie positiv aufgreifen kann.

Alexander Engel, Lars Puleikis, Kathrin Krosch
Shared Mobility für jüngere und ältere Nutzer:innen – Potenziale, Akzeptanz- und Hemmnisfaktoren

Technologische Disruption und Urbanisierung prägen als Megatrends die zukünftige Mobilitätslandschaft maßgeblich. Hinzu kommen Herausforderungen, die aus dem Bevölkerungswachstum und der Überalterung der Bevölkerung, insbesondere in ländlichen Gebieten, resultieren.

Sarah Schwindt, Philip Joisten, Nina Theobald, Jakob Neumaier, Bettina Abendroth
Strategische Ausrichtung und Nutzerakzeptanz als Schlüsselfaktoren bei der Einführung automatisierter und vernetzter Mobilitätslösungen

Die Neugestaltung des bestehenden Verkehrssystems ist von großer Bedeutung. Eine zunehmende Automatisierung und Vernetzung der Mobilität eröffnet zahlreiche Chancen zur Überwindung bestehender Herausforderungen und zur Lösung heutiger Mobilitätsprobleme. Die Anforderungen sind dabei sehr individuell und unterscheiden sich durch Faktoren, wie unter anderem durch die bestehende infrastrukturelle Ausstattung, die Besiedlungsdichte oder die Entfernung zum Stadtzentrum. Der vorliegende Beitrag beleuchtet und vergleicht den Aktivitäts- und Ambitionsgrad im Bereich der automatisierten und vernetzten Mobilitätslösungen von Groß- und Mittelstädten in Nordrhein-Westfalen.

Saskia Gehrt, Per Kohl, Michael Krause
Auswirkungen infrastruktureller Maßnahmen autonomer/hochautomatisierter Buslinien auf die Wirtschaftlichkeit

Durch autonomes Fahren eröffnet sich die Möglichkeit, die menschliche Mobilität, wie Sie bis heute erlebbar war und ist, disruptiv zu verändern. Der Weg zu dem definierten Zielbild eines smarten und vernetzten Verkehrs sowie die damit einhergehenden Herausforderungen der Vernetzung aller Verkehrsteilnehmenden, werden aktuell in der Forschung und Entwicklung angegangen, (vgl. Ertrac in Connected, Cooperative and Automated Mobility Roadmap, 2021.) um die derzeit (noch) bestehenden Unklarheiten, beispielsweise hinsichtlich der Technik der Fahrzeuge und der Fahrzeugumgebung, zu klären. Eine dieser bestehenden Unklarheiten lässt sich zu einer einfachen Frage zusammenfassen: Braucht autonomes Fahren zusätzliche Unterstützung von der Infrastruktur?

Maria-Despina Makri, Daniela Schneider, Sebastian Krüger, Ralf Wörner
Anforderungen an Digitale Identitäten von Mobilitätsträgern in einer Sharing-Economy

An der University of Applied Sciences in Mittweida wird im Projekt Mobility 4All ein Mobilitätssharing-Konzept für den ländlichen Raum auf Basis der Blockchain-Technologie entwickelt. Dieses hat den Anspruch, nachhaltig, sicher, sozial, bezahlbar und an den Klimaschutzzielen der Bundesrepublik Deutschland ausgerichtet zu sein. Als ausschlaggebende Faktoren für den erfolgreichen Betrieb eines solchen Konzepts werden die operativen Kosten sowie die Akzeptanz durch die Nutzer angesehen.

Ralf Hartig, Alexander Knauer, Clemens Fröhlich, Christina Kolb, René Härtel
Bedürfnisorientierte Interieur-Auslegung anhand relevanter Nutzergruppen als Teil nutzergerechter automatisierter Shuttlebusse

Eine nutzerzentrierte Vorgehensweise bei der Entwicklung gemeinschaftlich genutzter, automatisierter Mobilitätskonzepte kann die Erfolgswahrscheinlichkeit hinsichtlich der späteren Akzeptanz erhöhen. Dennoch wird der Individualisierung des Fahrzeuginterieurs von automatisierten Shuttlebussen und der damit verbundenen Beachtung verschiedener Nutzerbedürfnisse bei der Innenraumgestaltung nicht ausreichend Aufmerksamkeit zuteil. Am Beispiel eines Expertenworkshops zeigt dieser Beitrag, dass eine zumindest grundlegende Berücksichtigung individueller Nutzergruppen mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich und sinnvoll ist.

Fabian Schlichtherle, Miriam Schäffer, Natàlia Tiñena Torres, Wolfram Remlinger
Empirische Analyse der Effekte der COVID-Impfung auf die Nutzung des ÖPNV in Deutschland: Führt die Immunisierung zurück in die Normalität?
Tobias Hagen, Marco Sunder
Public Transport Prioritization in Consideration of Congestions
Eduard Hepner, Josua Duensing, Chao Zhao, Robert Hoyer
User Behaviour Analysis of Public Charging Infrastructure for Electric Vehicles

Electromobility has been chosen by decision makers in industry and politics as the path to decarbonise transport. For owners of such electric vehicles, a key requirement is an adequate charging infrastructure. To best service their customers, charge point operators need an understanding of their customer groups’ requirements. This paper analyses a large dataset of customer information and clusters them into the three groups “resident”, “commuter”, and “opportunity user” based on their behaviour patterns. Clustering is done in an unsupervised manner and with the number of clusters being determined based on the data. The boundaries between customer groups are blurry as users may show multiple characteristics, but clustering results are stable across multiple iterations and clustering algorithms. Most customers use no more than three charging stations that are within 10 km to each other. Residents consume the highest amount of energy while opportunity users consume the highest amount of energy per connected time.

Christopher Hecht, Bei Luo, Jan Figgener, Dirk Uwe Sauer

Schluss

Frontmatter
Towards the New Normal in Mobilily Technische und betriebswirtschaftliche Aspekte – Schlussbetrachtung

Nachdem auf dem 3. Wissenschaftsforum 2011 drei Entwicklungstrends der zukünftigen Mobilität begründet wurden, auf dem 4. Wissenschaftsforum 2012 daran anknüpfend untersucht wurde, wie diese Trends Realität werden könnten, auf dem 5. Wissenschaftsforum 2013 darüber diskutiert wurde, welche weitreichenden Innovationen in der Mobilität notwendig werden,

Heike Proff
Towards the New Normal in Mobility: Technische und betriebswirtschaftliche Aspekte – Einordnung

Die Themen des 14. Wissenschaftsforums Mobilität spannen einen Bogen von der neuen Normalität im Mobilitätsmanagement über Mobilitätstechnologien, urbane Mobilität und IT für die Mobilität bis zu Ansatzpunkten einer neuen Mobilität in der Wertschöpfungskette. Sie nehmen Diskussionen auf dem 3. bis 11. Wissenschaftsforum Mobilität 2011 bis 2019 auf (vgl. z. B. Proff, 2022, S. 1–8 bezogen auf: Proff u. a. 2012 und 2013; Proff, 2014 und 2015; Proff/Fojcik 2016 bis 2018 und Proff, 2019), sowie Beiträge für das 12. und 13. Wissenschaftsforums Mobilität.

Heike Proff
Erratum zu: Leveraging Distributed Ledger Technology for Decentralized Mobility-as-a-Service Ticket Systems
Marc Leinweber, Niclas Kannengießer, Hannes Hartenstein, Ali Sunyaev
Metadata
Title
Towards the New Normal in Mobility
Editor
Heike Proff
Copyright Year
2023
Electronic ISBN
978-3-658-39438-7
Print ISBN
978-3-658-39437-0
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-39438-7

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