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Über dieses Buch

Der Sammelband zum 12. Wissenschaftsforum Mobilität der Universität Duisburg-Essen untersucht das Rahmenthema „Making Connected Mobility Work“. Die Beiträge an den Schnittstellen der betriebswirtschaftlichen und ingenieurwissenschaftlichen Forschung geben dazu einen umfassenden Einblick und zeigen Möglichkeiten auf, wie Unternehmen sich auf die fortschreitende Vernetzung in der Mobilität einstellen können.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Making Connected Mobility Work: Technische und betriebswirtschaftliche Aspekte – Einordnung

Der zehnte „Tagungs“band zu den technischen und betriebswirtschaftlichen Aspekten der Mobilität bietet einen Überblick über Vorträge und Poster, die für das 12. Wissenschaftsforum Mobilität mit dem Rahmenthema „Making Connected Mobility Work“ angenommen waren, aber wegen der Covid-19 Pandemie nicht vorgetragen bzw. vorgestellt werden konnten.

Heike Proff

Mobility Management

Frontmatter

Mobilitätshubs für Berlin: Geschäftsmodelloptionen für Service-Innovationen als Plattformen für lokale Ökosysteme

Im Frühjahr 2019 eröffneten die „Berliner Verkehrsbetriebe (BVG)“ die erste so genannte „Jelbi-Station (Mobilitätshub)“ in Berlin. Leistungen verschiedener Mobilitätsanbieter sind an ausgewählten Frequenzstandorten wie S + U-Bahnhöfen verfügbar und über die neue Jelbi-App buchbar.

Martin Gersch, Michael Bartnik, Gina Genseler

Management von Wertschöpfungsnetzwerken multimodaler Mobilität

Getrieben von Nachhaltigkeitsbestrebungen und neuen technologischen Möglichkeiten vollzieht sich derzeit und in den nächsten Jahren eine Verkehrswende mit den vier konvergierenden Haupttrends Autonomous, Connected, Electric und Shared (ACES), die zu erheblichen qualitativen und quantitativen Veränderungen des Verkehrsgeschehens und zugehöriger Märkte führen werden. Diese Wende äußert sich in unterschiedlichen Ausprägungen und betrifft insbesondere auch die Bereiche der multimodalen und intermodalen Mobilität. Während erstere generell die Nutzung mehrerer Verkehrsmodi innerhalb eines Zeitraumes meint, stellt letztere den Sonderfall dar, bei dem Verkehrsmittelwechsel auf einem Weg von A nach B stattfinden. Ungebrochene Verkehre „von Tür zu Tür“ sind somit auch zu multimodalen Systemen zu zählen, sofern die Wege nicht immer auf die gleiche Weise zurückgelegt werden. Multimodalität erlaubt es, Stärken unterschiedlicher Fortbewegungsmittel zu verbinden, sodass im Gesamtgefüge Emissions- und Staureduzierungen, wirtschaftlichere und sozial förderliche Mobilitätsoptionen sowie nachhaltigere Flächen- und Ressourcennutzungen realisiert werden.

Marco Rehme, Udo Wehner, Steve Rother, Uwe Götze

Das Digitale Dominante Servicedesign – Implikationen für digitale Innovationen im vernetzten Automobil

In Folge der Digitalisierung, einem der bedeutendsten Innovationstreiber des 21. Jahrhunderts, werden ehemals rein physische Produkte um digitale Technologien erweitert (vgl. (Echterfeld und Gausmeier, .International Journal of Innovation Management 22:1–27, 2018), (Yoo, .MIS Quarterly 34:213–231, 2010)). Das ermöglicht digitale Innovationen im Sinne neuartiger Marktangebote wie zum Beispiel Connected-Car-Services (vgl. Bosler et al. (2019)). Etablierte Unternehmen streben mit der Intention einer Wettbewerbsdifferenzierung an, dieses Innovationspotenzial auszunutzen und ihre Produkte um digitale Funktionalitäten zu erweitern (vgl. (Yoo, .MIS Quarterly 34:213–231, 2010), (Echterfeld und Gausmeier, .International Journal of Innovation Management 22:1–27, 2018)).

Micha Bosler, Wolfgang Burr

Management synergetischer Innovation in der Mobilität

Seit Jahrhunderten prägen technische Innovationen die Evolution der Mobilität. Im Wettbewerb darum, den Transport von Menschen und Gütern immer effizienter, schneller und angenehmer zu gestalten, folgt jeder technologischen Weiterentwicklung umgehend die Nächste. Mit der zunehmenden Emanzipation und Individualisierung unserer Gesellschaft, im Zuge welcher ganzheitliche Lösungen anstelle von Produkten in den Vordergrund treten, hält inzwischen jedoch längst eine neue Form des Wandels Einzug in die Branche.

Katharina Schubert, Manuel Ernst, Philipp Feldmann

Synergiepotenziale von Virtual City Twins im Bereich automatisiertes Fahren – Beschleunigung der technischen Entwicklung und Überwindung von Akzeptanzbarrieren

Experten aus Wissenschaft und Praxis gehen davon aus, dass wir noch in diesem Jahrzehnt die Automatisierung von Fahrzeugen erleben werden und sich somit die Art und Weise, wie wir uns fortbewegen, gänzlich verändern wird. Ein wesentlicher Treiber der Automatisierung ist die Steigerung der Sicherheit im Verkehr, bis hin zur „Vision Zero“. Hierbei soll erreicht werden, dass Unfälle im Straßenverkehr gänzlich vermieden werden und die Anzahl an Verkehrstoten und Schwerverletzten auf null gesenkt wird.

Anton Kummert, Tobias Meisen, Michael Krause, David Michalik, Per Kohl

Betriebliche Effizienzgrößen für Ridepooling-Systeme

Ridepooling stellt eine viel diskutierte Mobilitätsform dar. Ad-hoc und in der Regel von mobilen Endgeräten übermittelte Fahrtwünsche einzelner Fahrgäste werden bedarfsgesteuert, fahrplanfrei und vollflexibel zu möglichst effizienten, geteilten Fahrten gebündelt, welche im Regelfall mit Vans oder Kleinbussen durchgeführt werden (siehe Abb. 1). Wenn fahrerlose Fahrzeuge verfügbar werden, dann ist zu erwarten, dass Ridepooling auch wirtschaftlich eine attraktive Mobilitätsform wird. Bei entsprechender Abstimmung auf Hochleistungs-Linienverkehre (S-Bahn, U-Bahn etc.) trägt Ridepooling sogar ein Potenzial in sich, in Ballungsräumen verkehrsentlastend wirken zu können (Friedrich et al. 2016) und in weniger dicht besiedelten Räumen eine günstigere Erschließung zu ermöglichen.

Christian Liebchen, Martin Lehnert, Christian Mehlert, Martin Schiefelbusch

Herausforderungen des fahrerlosen Fahrens auf der Schiene

Der Umgang mit dem Klimawandel, ein wachsendes Verkehrsaufkommen sowie neue technische Möglichkeiten beeinflussen die Ausgestaltung der zukünftigen Mobilität. Vor allem das autonome Fahren gewinnt verkehrsträgerübergreifend immer mehr an Bedeutung. So ist beispielsweise im aktuellen Koalitionsvertrag zur 19.

Albrecht Morast, Nils Nießen

Mobility Engineering

Frontmatter

autoMoVe - Dynamisch konfigurierbare Fahrzeugkonzepte für den nutzungsspezifischen autonomen Fahrbetrieb

Aktuelle gesellschaftliche Megatrends wie die Urbanisierung, führen zu erdrückende Ver-kehrsdichten in den Städten, während der rapid wachsende KEP-Markt (KEP: Kurier-, Ex-press- und Paketdienste) die Situation zusätzlich verschärft. Hieraus ergeben sich neue Anforderungen und Rahmenbedingungen an zukünftige Mobilitätsträger. Um die Mobilitätsbedürfnisse unter den veränderten Rahmenbedingungen auch außerhalb der großen Ballungsgebiete zu erfüllen, bedarf es disruptiver Fahrzeugkonzepte, welche die Attribute Connectivity, autonomes Fahren, Sharing und Elektromobilität (CASE) vereinen. Im Rahmen des vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung geförderten Innovationsverbunds autoMoVe (Dynamisch konfigurierbare Fahrzeugkonzepte für den nutzungsspezifischen autonomen Fahrbetrieb), bestehend aus TU Braunschweig, TU Clausthal und Ostfalia Hochschule, werden modular aufgebaute elektrische und autonome Fahrzeugkonzepte, mit wechselbaren Aufbauten (z. B. für den Personen- oder Gütertransport) entwickelt, deren Rekonfiguration während des Betriebs durch den Nutzer möglich ist. Wesentlich ist hierbei die modulare Fahrzeugarchitektur mit definierten internen und externen Schnittstellen, die es ermöglicht, Komponenten und Funktionen zu modifizieren oder zu ergänzen, um das Fahrzeug an sich ändernde Anwendungen und Betriebsbedingungen anzupassen. Im Rahmen des Beitrags werden das wissenschaftliche Vorgehen des Innovationsverbundes und die folgenden Forschungsschwerpunkte der einzelnen Hochschulpartner sowie deren Synergien beschrieben: Neben der Recherche und Charakterisierung erforderlicher Technologien für die Realisierung des autonomen Fahrbetriebs, bildet ein Szenariomodell den Rahmen für die Ableitung konkreter Anwendungsfälle mittels Requirements Engineering. Hierin erfolgt die Auslegung und Absicherung innovativer und intelligenter Algorithmen für den vernetzten und autonomen Fahrbetrieb. Eine virtuelle Entwicklungs- und Demonstrationsplattform bietet die Basis für die domänenübergreifende, modellbasierte Gesamtsystemkonzipierung sowie -absicherung und dient gleichzeitig zur Validierung der zuvor abgeleiteten interdisziplinären Entwicklungsansätze mechatronischer Teilsysteme und Softwarefunktionen.

Christian Raulf, Or Aviv Yarom, Meng Zhang, Torben Hegerhorst, Tarık Şahin, Thomas Vietor, Xiaobo Liu-Henke, Andreas Rausch, Roman Henze

Auf dem Weg zum hochautomatisierten Binnenschiff – Versuchs- und Leitungszentrum für autonome Binnenschiffe

Für eine hochentwickelte Volkswirtschaft ist ein zuverlässiges und kostengünstiges Verkehrssystem eine wesentliche Grundlage. Dies gilt insbesondere für NRW mit seiner hohen Bevölkerungs- und Industriedichte. Die Binnenschifffahrt ist hierbei ein leistungsfähiger, klimafreundlicher und sicherer Verkehrsträger (Güterverkehr 2017, 2018).

Frédéric Etienne Kracht, Maximilian Jarofka, Niko Maas, Jan Oberhagemann, Rupert Henn, Dieter Schramm

Wirtschaftlichkeitsmodell zur Gesamtkostenbetrachtung von mobilen Maschinen unterschiedlicher Antriebskonzepte

Die ambitionierten Klimaziele der Europäischen Union, die eine Klimaneutralität bis zum Jahre 2050 anstreben, erfordern strategische Maßnahmen, um den bestehenden Ausstoß klimaschädlicher Emissionen zu senken, (Europäische Europäische Kommission. (2018). Ein sauberer Planet für alle. Eine Europäische strategische, langfristige Vision für eine wohlhabende, moderne, wettbewerbsfähige und klimaneutrale Wirtschaft). Neben der Minderung von klimaschädlichen Emissionen besteht weiterhin die Notwendigkeit, den Ausstoß von Luftschadstoffen zu reduzieren. Eine Handlungsmöglichkeit besteht im Bereich der Mobilität in einem Wandel von etablierten fossilen Antriebskraftstoffen wie Diesel hin zu alternativen Kraftstoffen mit geringerem Emissionsausstoß.

Daniel Jaspers, Patrick Driesch, Dieter Schramm

Modulare Validierung simulierter Sensorsysteme für interagierende Digitale Zwillinge

Digitale Zwillinge als virtuelle Abbilder physischer Systeme finden zunehmend Anwendung im Entwicklungsprozess sensorbasierter Fahrerassistenzsysteme und autonomer Fahrzeuge. Sie ermöglichen nicht nur eine frühzeitige Verifikation anhand virtueller Prototypen, sondern erlauben gleichzeitig die funktionale Absicherung des entstehenden Gesamtsystems anhand dynamisch simulierter Szenarien. Dies erfordert statistisch gesehen mehr als 6,62 Mrd. gefahrene Kilometer (Wachenfeld and Winner 2015), die hinsichtlich Zeit, Kosten und Testabdeckung allein mit realen Testfahrten nur schwer zu erreichen und für jede Änderung des Systems zu wiederholen sind.

Jörn Thieling, Jürgen Roßmann

Kundenorientierter digitaler Entwurfsprozess zur Entwicklung und Produktion eines individuellen Last-Mile Elektrofahrzeugs

Fahrzeuge für die sog. letzte Meile sind wesentlicher Bestandteil von innerstädtischen Logistikkonzepten (vgl. Gumpert und Wiese 2017) und für die individuelle Mobilität. Bei der individuellen Mobilität können Nutzer idealerweise direkt zwischen verschiedenen Verkehrsmitteln wechseln – eine Möglichkeit hierfür ist ein balancierendes Zweiradfahrzeug (vgl. Segway®) in Leichtbauweise. Durch eine kundenspezifische Entwicklung und Produktion ist es möglich solche Fahrzeuge genau für den individuellen Nutzer auszulegen und so die Handhabbarkeit und den Platzbedarf zu optimieren.

Johannes Burkhart, Theresa Breckle, Matthias Merk, Ralf Stetter, Markus Till

A Suggestion Towards Improving Electric Vehicle Fast Charging

Fast charging of electric vehicles is considered a key step to improve the market receptivity of electric mobility. However, fast charging poses new development challenges, as traction batteries need to be able to handle the high charge current and the thermal management system is required to control excess heat caused by the charge current and the internal resistance of the battery. Based on the requirement of high charging powers, that are currently approaching 350 kW, the excess heat must not rise any further due to the limitations of the thermal management system and the resulting safety issues of an overheating battery. The constant voltage-constant current (CC-CV) charge algorithm is currently considered the standard charge protocol, but this research indicates that a change of this protocol should be performed in order to improve fast charging. This work focusses specifically on the boost-charge (BC) protocol, which has been tested against the CC-CV protocol and proven to be able to reduce the charge time by around 7 %, while not causing a significant temperature increase of the battery cell. Due to charge rate limitations specified by the cell manufacturer of the tested cell, not all desired charge tests could be performed. Therefore, a Simulink simulation was developed and verified, in order to make predictions about further improvements of the protocol as well as the application of higher charge currents. Based on these findings it is suggested to further research different charge protocols to improve fast charging.

Simeon Kremzow-Tennie, Friedbert Pautzke, Haydar Mecit, Tobias Scholz, Benedikt Schmuelling

Personenschutz bei induktivem Laden von Fahrzeugbatterien – numerische Simulationsverfahren zur Bestimmung der elektromagnetischen Körperexposition

(Hybrid-)Elektrische Fahrzeuge haben einen zunehmenden Anteil am Straßenverkehr. Daher sind die Entwicklung sowie der Einsatz flexibler Ladesysteme für Autobatterien von wachsender Bedeutung. Induktive Ladesysteme ermöglichen das kabellose Laden mit Leistungen von bis zu einigen 101 kW (vgl. Li et al. 2015).

Markus Clemens, Norman Haußmann, Martin Zang, Robin Mease, Benedikt Schmülling, Amelie Burkert, Alexander Popp, Myrel Tiemann

Störgrößenkopplung hocheffizienter Halbleiterschalter in elektrifizierten Fahrzeugen auf symmetrische Kommunikationsleitungen

Um die Energieeffizienz von Elektrofahrzeugen zu steigern kommen im Umrichtersystem zunehmend Leistungshalbleiter auf Basis von Siliziumkarbid oder Galliumnitrid zum Einsatz. Diese können die Betriebsspannung deutlich schneller schalten und reduzieren damit die elektrischen Verluste der leistungselektronischen Komponenten. Ein weiterer Trend zur Effizienzsteigerung ist die Erhöhung der Batteriespannung beispielsweise von 400 V auf 800 V.

Sebastian Jeschke, Jan Loos, Michael Kleinen, Marc Maarleveld, Jörg Bärenfänger

Connectivity in Urban Mobility

Frontmatter

upBUS – Nahtlose Mobilität zwischen Bus und Seilbahn am Beispiel des Düsseldorfer Medienhafens

Die zunehmende Massenmotorisierung und ansteigender Wohlstand standen jahrelang in einem kausalen Zusammenhang, sodass erstere überwiegend positiv konnotiert wurde. Inzwischen geht die umfangreiche Nutzung privater Personenkraftwagen im städtischen Kontext jedoch mit mannigfaltigen Problemen einher. Die verkehrsinduzierten Belastungen umfassen bspw. Lärm- und Schadstoffemissionen oder Kapazitätsengpässe. Diese Belastungen führen zu wirtschaftlichen Verlusten und zu einer Verringerung der Lebensqualität in Ballungszentren.

Tobias Meinert, Dominik Berndt, David Bierbüsse, Eduard Heidebrecht, Mauricio Chaves-Vargas, Renato Negra, Kai-Uwe Schröder

VOM SPIEL ZUM LAB ZUR APP – ÖKOSYSTEMENTWICKLUNG IM PROJEKT MAAS L.A.B.S

Der Beitrag untersucht Herausforderungen und Lösungsansätze in der kooperativen Entwicklung von intermodalen Mobilitätsangeboten (ÖPNV plus Sharing) in kleinen und mittleren Großstädten am Beispiel Potsdams. Er zeigt Werkzeuge und Wege, unterschiedliche Akteur*innenperspektiven im Planungsprozess konstruktiv zusammenzuführen und Konzepte für Mobilitätsangebote gesellschaftlich, geschäftlich und technologisch robust zu gestalten. Er betrachtet das BMBF-geförderte Projekt MaaS L.A.B.S., welches als Living Lab einen nutzer*innenzentrierten Ansatz verfolgt. Strukturell geht der Beitrag von drei Feldern der MaaS-Ökosystementwicklung aus, zeigt zugehörige Methoden, analysiert deren spezifische Qualitäten und skizziert Übertragbarkeiten. Die drei Felder sind: (1) eine Akteur*innenanalyse einhergehend mit dem Serious Gaming-Format „Your Private MaaS“, (2) der Living Lab-Ansatz als zentraler Handlungsrahmen und (3) die iterative IT-Systembild- und Plattformentwicklung. Der Text versteht sich als methodische Gesamtschau auf ein komplexes inter- und transdisziplinäres Forschungs- und Entwicklungsprojekt. Er überschreitet die Disziplingrenzen zwischen Informationswissenschaften, Mobilitätsforschung, Transformationsdesign und Technologieentwicklung.

Christian Berkes, Antje Michel, Michael Ortgiese

Virtuell in die Mobilität von morgen abtauchen – Akzeptanz urbaner Mobilitätslösungen

Die stetig wachsende Bevölkerung in Städten, die daraus entstehende erhöhte Mobilitätsnachfrage, begrenzte Landflächen und hohe Infrastrukturkosten, die eine Erweiterung des Strassennetzwerkes erschweren, bringen das Verkehrssystem an die Grenzen. Da ausserdem die heutige, autozentrische Mobilität zum grössten Teil noch auf Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren basiert, entstehen neben Staus und Unfällen auch Lärmbelastung und Emissionen, was insgesamt zu einer verringerten Lebensqualität führt.

Mirjam West, Rebecca Näf, Andrea Del Duce, Raphael Hoerler, Onur Yildirim

Das Mobilitätssystem des Ruhrgebiets im Lock-In

Das Mobilitätssystem befindet sich in einem Krisenzustand. Einerseits steigt die Nachfrage nach Mobilität in der Bevölkerung. Die Menschen wollen und müssen privat und beruflich mobil sein.

Michael Roos, Florian Lewalder

Mikromobilität und Mobility-as-a-Service – Eine Simulation möglicher Beiträge zur Mobilitätswende

In Zeiten des voranschreitenden Klimawandels sowie internationaler Klimaabkommen, welche auf eine nachhaltigere Zukunft abzielen, verfehlt der deutsche Transportsektor die geplanten Emissionsverringerungen deutlich. Jedoch versprechen vielfältige neue Technologien einen nachhaltigen Verkehr der Zukunft: Insbesondere Mikromobilität und Mobility-as-a-Service erfuhren zuletzt im wissenschaftlichen als auch gesellschaftlichen Diskurs vermehrt Aufmerksamkeit. Trotzdem existieren derzeit wenig empirische Befunde, welche den Nachhaltigkeitsanspruch der Technologien methodisch fundiert belegen.

Marlon Philipp, Fabian Adelt, Johannes Weyer

Barrieren beim Umstieg vom Individualverkehr auf den öffentlichen Personennahverkehr: Ein Mobilitätsexperiment zum Pendleralltag im Ruhrgebiet

Die Verkehrswende hin zu umwelt- und gesundheitsschonenderer Mobilität ist nicht nur eine große technische Aufgabe, sondern auch eine gesellschaftliche Herausforderung. Sie kann nur gelingen, wenn viele Menschen ihr Verhalten ändern, zukünftig häufiger auf das Auto verzichten und dafür die öffentlichen Verkehrsmittel nutzen. Bisher ist eine solche Verhaltensänderung breiter Bevölkerungsgruppen jedoch nicht abzusehen; das Auto ist weiterhin das meistgenutzte Verkehrsmittel in Deutschland (Nobis und Kuhnimhof 2018). Das gilt auch in Metropolregionen wie dem Ruhrgebiet, in dem das Netzt des öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) vergleichsweise gut ausgebaut ist.

Christiane Lübke, Stefanie Hanke, Markus Weimar

Erfordernisse zur Integration von Fahrentscheidungen in die urbane Güterverkehrsmodellierung

In der Güterverkehrsmodellierung wird das menschliche Fahrerverhalten nicht verhaltenssensitiv abgebildet. Bisher wurde in Abhängigkeit der Vorgaben des Verladers davon ausgegangen, dass der logistische Akteur (z. B. Spedition, Transportdienstleister) die Logistikplanung vornimmt und an die Fahrer/Fahrerinnen weitergibt.

Felix Kreuz, Felix A. Dreger, Nora Stahn, Carina Thaller, Gerhard Rinkenauer, Uwe Clausen

Digitalizing Connected Mobility

Frontmatter

Strategische Planung von Fahrzeugflotten – Ein Bezugsrahmen und seine Anwendung am Beispiel der Elektrifizierung der Fahrzeugflotte der Polizei Niedersachsen

Vor dem Hintergrund der Dekarbonisierung des Straßenverkehrs stehen strategische Entscheider und Flottenplaner in privatwirtschaftlichen Organisationen und der öffentlichen Hand vor großen Herausforderungen. Diese ergeben sich insbesondere aus der Notwendigkeit zur Festlegung einer Strategie hinsichtlich der zukünftigen Flottenzusammensetzung unter Einbeziehung von alternativen Antriebstechnologien. Elektrifizierte Antriebstechnologien wie Plug-in-Hybrid- (PHEV) und batterieelektrische Fahrzeuge (BEV) können zu einer lokalen Schadstoffsenkung beitragen und verkehrsbedingte Treibhausgasemissionen reduzieren.

Kerstin Schmidt, Mark Mennenga, Olga Pronobis, Sina Quidde, Marcel Sander, Malte Schäfer, Oliver Suckow, Rico Wiersig, Christoph Herrmann, Michael Kurrat, Ferit Küçükay, Thomas S. Spengler

Strategische Platzierung von Elektrofahrzeug-Ladestationen auf der Grundlage geografisch aufgelöster Fahrmuster und energiesystembezogener Faktoren

Im Jahr 2018 hat der Strom- und Verkehrssektor hat in Deutschland rund 60 % der $$CO_{2}$$ C O 2 -Emissionen verursacht (Crippa et al. 2019). Durch den Einsatz neuer Stromerzeugungstechnologien konnten die $$CO_{2}$$ C O 2 -Emissionen des Stromsektors um 24 % im Zeitraum 1990–2018 auf 468 g CO2 pro kWh im Jahr 2018 gesenkt werden. Im gleichen Zeitraum sanken die Emissionen im Verkehrssektor um 1,5 %.

Marcel Dumeier, Jutta Geldermann

Circular E-Cars – Kreislaufkonzepte für die Mobilität der Zukunft

In den nächsten Jahren wird ein massiver Zuwachs von Elektrofahrzeugen auf den Straßen erwartet. 2018 wurden weltweit erstmals mehr als 2 Mio. Elektroautos zugelassen, bis zum Jahr 2030 wird mit insgesamt 30 Mio. Fahrzeugen gerechnet.

Philipp Dräger, Bernd Friedrich, Dominik Joest, Achim Kampker, Kim Kreisköther, Damien Latacz, Peter Letmathe, Paul Sabarny, Dirk Uwe Sauer

Manipulierbare KI – Ein unüberwindbares Hindernis für die Sicherheit autonomer Fahrzeuge?

Autonom fahrende Autos gelten als eine der größten kommenden Entwicklungen für die Mobilität und den Verkehr der Zukunft. Eine flächendeckende Einführung und Nutzung erfordern ein hohes Maß an Zuverlässigkeit der selbstfahrenden Fahrzeuge. Insbesondere die visuelle Sensorik und Bilderkennung autonomer Fahrzeuge sind von entscheidender Bedeutung, um eine sichere Verkehrsführung zu gewährleisten.

Marko Kureljusic, Erik Karger, Frederik Ahlemann

Fahrzeugklassifizierung mittels Stereokamera – Untersuchung und Weiterentwicklung eines Prototyps unter Einsatz von künstlichen neuronalen Netzen, Deep Learning und Bildverarbeitung

In den letzten Jahren gewann eine intelligente Infrastruktur immer mehr an Bedeutung. Ein wichtiger Bestandteil davon ist die Erfassung und Klassifizierung von Fahrzeugen. Während hierzu in der Vergangenheit vornehmlich Laserscanner genutzt werden, kommen mittlerweile immer mehr optische Systeme zum Einsatz. Gegenstand dieser Arbeit ist der Prototyp eines Sensors zur Fahrzeugklassifizierung auf Basis einer Stereokamera in Kombination mit einem künstlichen neuronalen Netz. Im Rahmen dieser Arbeit wird der vorhandene Prototyp in Betrieb genommen, eine Datenbasis für Training und Test des neuronalen Netzes erstellt und der Prototyp getestet. Des Weiteren wurden Methoden erarbeitet, um die Klassifizierungsgüte zu steigern. Die Arbeit ist in drei Themenkomplexe gegliedert. Zu Beginn wird durch Vorverarbeitung des durch die Stereokamera generierten Tiefenbildes versucht, die Qualität der Daten zu verbessern. Anschließend werden Methoden zur Merkmalsextraktion diskutiert, um dem neuronalen Netz optimale Eingangsdaten zu übergeben. Zuletzt wird auf das neuronale Netz eingegangen und es werden die Möglichkeiten und Grenzen des Prototyps diskutiert.

Christoph Mühleiß, Tilmann Faul, Di Hu, Ralf Wörner

E-Mobility: Kunden begeistern durch die Vorteile einer modularen Backend-Generation

Ziel diese Papers ist es, Entwickler und IT-Strategen bei Automobilherstellern und IT-Dienstleistern zu motivieren, Backendsysteme mit geteilter und skalierbarer Architektur aufzubauen, um mit dem Wachstum in E-Mobilität mithalten zu können und flexibel auf variable Anforderungen der Fahrer von E-Autos (E-Kunden) reagieren zu können.

Joffrey Mabuma, Gerhard Hagenauer

Capturing and Analyzing Mobility Patterns using the Maptology Platform

The first step towards improving complex systems is to observe them in order to gain a thorough understanding of the potential effects of changes. In the context of urban mobility this usually entails the study of representative mobility patterns (Pan et al. 2013; Lin et al. 2014; Zhang et al. 2017).

Marcus Handte, Lisa Kraus, Lukas Zeymer, Pedro José Marrón

Bewertung des Fahrverhaltens mittels Radgeschwindigkeiten

Moderne Fahrzeuge haben eine Vielzahl von Sensoren über die Fahrzeugdaten erhoben werden können. Dies bildet die Grundlage für digitale Dienste und Anwendungen. Ein Beispiel dafür sind Telematik-Tarife von Kfz-Versicherungen, bei denen das Fahrverhalten anhand von Fahrzeugdaten bestimmt wird. Bei diesen Versicherungstarifen führt eine sichere Fahrweise zu einer Kostensenkung.

Marian Waltereit, Torben Weis

Unternehmensindividuelle Preise für den Sendungstransport durch LKW

In diesem Beitrag wird ein moderner Ansatz zur Berechnung eines Preises für den innerdeutschen Transport von Teilladungen vorgestellt. Das Vorgehen generiert einen individuellen Preis für Fahrten einzelner Transportunternehmen, welcher Besonderheiten wie Erfahrung und Fristeinhaltung berücksichtigt.

Martijn de Kat, Michael Mederer, Björn Piepenburg

International Organization of Connected Customer Solutions

Frontmatter

Connected Urban Mobility: Einsatz Künstlicher Intelligenz zur Koordination von Lastenrädern in der Last Mile Logistik

Die Logistikbranche in Deutschland wächst seit Jahren kontinuierlich. Mit ihr steigt auch die Anzahl der Sendungen und Auslieferungen durch Kurier-, Express- und Paketdienste (KEP-Dienste) (vgl. Muschkiet und Schückhaus 2019, S. 357). Auch für die nächsten Jahre ist ein Wachstum der Paketmengen prognostiziert (vgl. Statista 2019a, 2019b).

Matthias Klumpp, Volker Gruhn, Marc Hesenius, Patrick Schwarz

Nachhaltige Paketauslieferung mit Mikro-Depots

Aufgrund eines zunehmenden Trends zur Urbanisierung leben heute mehr Menschen in Städten als zu irgendeinem anderen Zeitpunkt zuvor. Nach einem Bericht der Vereinten Nationen lag die urbane Bevölkerung in 2014 bei 54 %.

Carsten Deckert, Klaus Stodick, David Hertz-Eichenrode

Interdisziplinäre Empfehlungen für eine gebündelte Paketzustellung

Im Projekt DeinDepot wurde eine Potenzialanalyse zur Umsetzung eines zentralen Depots mit dem Ziel einer umweltfreundlichen und gebündelten Auslieferung von Paketen auf der letzten Meile durchgeführt. Im Vergleich zu diversen Praxisprojekten, welche in Folge unzureichender Vorabanalysen wieder eingestellt werden mussten, wurden in DeinDepot interdisziplinäre Herausforderungen identifiziert.

Dominic Hofmann, Tobias Hagen, Petra K. Schäfer, Kai-Oliver Schocke, Domenik Henning Wendt, Felix Bergold, Sabine Scheel-Kopeinig, Dana Stolte

Designing a Decentralized Waterborne Container Transportation Service using Small Inland Vessels

Nowadays, a competitive and sustainable economy requires cost- and resource-efficient, reliable, safe, and environmentally friendly transportation. Existing resources are to be used efficiently in order to prevent the transportation sector becoming a bottleneck of the economic development of a region or country.

Cyril Alias, Lea Pusch, Dieter Gründer, Lennart Dahlke, Helmut Broß, Ole Heerwagen, Jonas zum Felde

Autonome Quartierszustellung im Spannungsfeld zwischen Fahrzeugtechnik und Logistik

Ziel des vorliegenden Beitrags ist es, das Spannungsfeld zwischen der logistischen Effizienzsteigerung auf der „letzten Meile“ im städtischen Güterverkehr durch den Einsatz autonomer Fahrzeuge einerseits und technischen Herausforderungen beim Praxiseinsatz derartiger Fahrzeuge andererseits zu diskutieren.

Raoul Zöllner, Tobias Bernecker, Mihai Kocsis

Einstellungen gegenüber dem integrierten Mobilitätskonzept Mobility-as-a-Service und den individuellen Mobilitätslösungen

Einstellungen gegenüber dem Konsum haben sich, zum Teil aufgrund ökologischer und sozialer Bedenken, in den letzten Jahren verändert, sodass der kollaborative Konsum eine immer attraktivere Alternative zu früheren Konzepten darstellt.

Josip Jovic

Wahrnehmung und Akzeptanz von Predictive Maintenance-Systemen zur Defektvermeidung in Automobilen

Die Automobilindustrie und ihre etablierten Geschäftsmodelle stehen durch neue Wettbewerber, alternative Antriebsarten, autonome Fahrtechnologien und sich wandelnde Kundenwünsche vor großen Herausforderungen.

Jan-Gerrit Grotenhermen, Dennis Grimm, Gerhard Schewe

Die Individualverkehr-Mobilitätslücke (IVML) als Hürde auf dem Weg zu einer höheren Nutzungsrate des ÖPNV unter besonderer Berücksichtigung der Corona-Pandemie

Es gibt eine Vielzahl von Argumenten und Beweggründen, die für eine verstärkte Nutzung des öffentlichen Verkehrs (ÖPNV) sprechen. Zwei Beispiele aus dem Frühjahr 2020 sollen exemplarisch veranschaulichen, welche Maßnahmen zur Förderung des öffentlichen Verkehrs dabei ergriffen werden können.

Stefan Bongard

Posterbeiträge

Frontmatter

Geschäftsmodellinnovation im Kontext der Ecosystembetrachtung

Der vorliegende Beitrag befasst sich mit der Konzeption eines Frameworks, um das Management von Systeminnovationen im Kontext von Ökosystemen auf Marktebene zu organisieren. Zunächst wird ein kurzer konzeptionell definitorischer Überblick über Ökosysteme und Geschäftsmodelle gegeben. Fortführend wird ein generisches Geschäftsmodellframework erarbeitet, dass den Notwendigkeiten einer systemischen Innovation Rechnung trägt. Dabei wird ein Bezug hergestellt, was die Ökosystembetrachtung für konkrete, systemische Innovationen wie beispielsweise der Elektromobilität leisten kann und welche Faktoren in der Realität bei der Umsetzung des Konzeptes beachtet werden müssen.

Stephan Melchert

Die Interaktion von Spezifität und Unsicherheit bei der Entscheidung über die Unternehmensgrenze – Das Beispiel der Automobilindustrie im Übergang in die Elektromobilität

Die Entscheidungen eines Unternehmens zwischen Fremdbezug (über den Markt) und Eigenfertigung (im Unternehmen) in Bezug auf die in der jeweiligen Industrie relevanten Aktivitäten bedingen die Unternehmensgrenze. Zurückgehend auf Williamson wird der Fremdbezug auch als Nutzung der Governance-Form Markt und die Eigenfertigung als Nutzung der Governance-Form Hierarchie bezeichnet. Kapitalbeteiligungen, Joint Ventures, Allianzen etc.

Benjamin Jung

Modulares Regelungskonzept für die reproduzierbare Fahrzeugführung in Prüfszenarien

Die fortschreitende Entwicklung hochautomatisierter Fahrfunktionen führt langfristig zu einer Steigerung der Verkehrssicherheit und -effizienz. Sowohl durch die Industrie als auch durch akademische Institutionen wurden in den letzten Jahren eine Vielzahl prototypischer Umsetzungen hochautomatisierter Fahrfunktionen vorgestellt. Für den Übergang zu einem serienreifen Produkt ist es notwendig, die Zuverlässigkeit dieser Funktionen geeignet nachzuweisen.

Dominik Guth, Sebastian Reicherts, Dieter Schramm, Christian Schmuck

E-Scooter und Kleinstfahrzeuge – Fluch oder realistische Mobilitätslösung

Seit dem 15. Juni 2019 dürfen E-Scooter offiziell auf deutschen Straßen fahren. Aber auch andere Kleinstfahrzeuge der Fahrzeugklasse L (zulassungsfreie und zulassungspflichtige Krafträder mit 2 bis 4 Rädern, z. B. Renault Twizy) sind stark im Kommen. Sie erscheinen als eine ideale Antwort sowohl für die CO2 Problematik, aber auch für die Park- und Verkehrsraumproblematik im urbanen Raum. Nicht zuletzt erscheinen diese Fahrzeuge auch als eine Antwort auf die Last Mile Problematik.

Katja Rösler, Jacqueline Veyry

Potenziale und Herausforderungen autonomer E-Mobilitätsdienstleistungen in ländlichen Räumen

Zahlreiche Aktivitäten bezüglich der Entwicklung autonomer Fahrzeuge und der hierdurch ermöglichten neuartigen Mobilitätsdienstleistungssysteme konzentrieren sich stark auf urbane Verkehre und Autobahnverkehre (Boennec und Rémy; Nicolaï, Isabelle; Da Costa, Pascal,.Transport Policy 83:13–25, 2019).

Lennart Christian Johnsen, Frank Meisel

Akzeptanz und Marktpotenziale von Fahrerassistenzsystemen in einer alternden Gesellschaft

Die weltweiten Verkaufszahlen von Automobilen zeigen, dass der Automobilmarkt insgesamt und insbesondere in den Triade-Märkten stagniert. Dies zwingt die Automobilunternehmen, neue Marktchancen zu suchen.

Timo Günthner

Zusammenspiel der Blockchain und der Künstlichen Intelligenz in der Logistik – Zukunftsaussichten und Potenziale

Die Logistik-Branche ist mit zahlreichen Herausforderungen konfrontiert, darunter steigenden Kundenanforderungen, sich verändernden Geschäftsfeldern und einem steigenden Einfluss neuer Technologien. Vor diesem Hintergrund gewinnt die Digitalisierung in der Branche eine zunehmende Bedeutung und Innovationen wie die Blockchain und die Künstliche Intelligenz werden im Transportwesen eingeführt. Die Blockchain stellt ein dezentrales Transaktionssystem dar, welches einen sicheren Datenaustausch ohne Vermittler ermöglicht.

Alexander Goudz, Yusuf Kücük, Viktor Fuchs

Erarbeitung von Simulationsszenarien und Entwicklung eines Pooling-Algorithmus für SUMO mit TraCI zur Bewertung von On-Demand-Mobilitätskonzepten

On-Demand-Mobilitätskonzepte sehen die Bündelung unterschiedlicher Fahrtwünsche vor. Die daraus resultierende dynamische Route kann während der Fahrt an weitere, von anderen Fahrgästen vorgebrachte Fahrtwünsche angepasst werden.

Kathrin Karola Viergutz

Logistisch-Medizinisches Coworking zur Gestaltung von interaktiven Versorgungsketten in der Notfallversorgung

Der Referentenentwurf zur Reform der Notfallversorgung in Deutschland löst kontroverse Diskussionen aus. Vorgelegt wurde dieser durch den Bundesgesundheitsminister Jens Spahn im Januar 2020.

Monika Sütterlin, Ning Wang-Görgens, Frank Marrenbach, Bernd Noche, Ulrich-Klaus Fetzner

Satellite Mobility Hub als Konzept einer vernetzten urbanen Mobilität

Die EU‐Kommission hat das Ziel festgelegt bis 2030 die Treibhausemissionen um mindestens 40 % gegenüber dem Stand von 1990 zu reduzieren.

Inna Morozova, Ines Klugius, Ralf Wörner, Gabriele Scheffler

Analyse und monetäre Bewertung von Geschäftsfelderweiterungen in der Medienlogistik

Der fortschreitende Nachfragerückgang bei Printmedien, insbesondere bei regionalen Tageszeitungen, in Kombination mit steigenden Personalkosten in der Zustellung, führt zu einer Erhöhung der Zustellkosten pro Zeitungs-Sendung. Zur Abfederung dieser Effekte erweitern Medienlogistiker zunehmend ihre Geschäftsfelder um komplementäre Leistungen.

Christian Vollrath, Bernd Nieberding

Fahrzeitermittlung im städtischen Raum mittels Google API

Die Entwicklung von modernen und innovativen Mobilitätslösungen, wie dem autonomen Kleinbus, hat neue Strukturen im öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) ermöglicht, wie sie auch schon z. B. in der Stadt Monheim zum Einsatz kommen (Stegemann 2020), um den Mobilitätsansprüchen wirtschaftlich und nachhaltig gerecht zu werden und gleichzeitig eine höhere Sicherheit und Lebensqualität zu gewährleisten.

Lukas Spengler, Marc Gennat

Reisewiderstandsbestimmung mit automatisierter Umsteigeerkennung

Das SWK E2 – Institut für Energietechnik und Energiemanagement an der Hochschule Niederrhein unterstützt das Krefelder Nahverkehrsunternehmen SWK Mobil GmbH, ein Tochterunternehmen der Stadtwerke Krefeld AG, bei der Durchführung des Forschungsprojektes Potenzialbestimmung für autonome Fahrzeuge im ÖPNV und Aufbau eines multimodalen Verkehrsangebots. In diesem Projekt sollen die Potenziale einer Verschmelzung vorhandener ÖPNV-Infrastruktur mit ergänzenden zukünftigen autonomen Kleinbussen untersucht werden. Der Ansatz des Forschungsvorhabens ist

Marius Madsen, Marc Gennat
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