Wie wir morgen mobil sind by Zeitbild Verlag

Juni 2017

59. Jahrgang

W I S S E N

WIE WIR MORGEN MOBIL SIND

DIGITALISIERUNG UND TECHNIK IM UNTERRICHT

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MIT VORBEREITENDEN MATERIALIEN ZUR IAA

VERNETZUNG Wie Fahrzeuge untereinander und mit der Infrastruktur kommunizieren. SEite

AUTOMATISIERUNG Wie automatisiertes Fahren den Verkehr effizienter und sicherer macht. SEite 14

ELEKTRIFIZIERUNG Wie Elektrofahrzeuge ein Baustein der Mobilität von morgen werden. SEite 28

INHALT

4 ZAHLEN UND FAKTEN 6 DIE MOBILITÄT VON MORGEN 8 WIE GEHT VERKEHR OHNE UMWELTBELASTUNGEN? 10 SICHERER UNTERWEGS 12 WIE WIRD DIE INFRASTRUKTUR INTELLIGENTER? 14 GUCK MAL, WER DA FÄHRT 16 GEMEINSAM STANDARDS SETZEN 18 WAS PASSIERT MIT DEN DATEN? 20 ZUKUNFTSJOBS IN DER AUTOMOBILBRANCHE 22 METHODISCHE UND DIDAKTISCHE HINWEISE 24 ZEHN ARBEITSBLÄTTER FÜR DEN UNTERRICHT 34 GLOSSAR, LÖSUNGSHINWEISE, LINKTIPPS

LIEBE LEHRERINNEN, LIEBE LEHRER,

bereits jetzt gestalten Jugendliche ihren Alltag selbstverständlich mithilfe von digitalen Endgeräten, sei es zur Unterhaltung und zur Kommunikation, zur Information oder beim Shopping. Auch wenn sie beruflich oder privat unterwegs sind, werden Smartphone, Tablet und Internet für junge Menschen immer wichtiger. Denn mobil zu sein, bedeutet für sie nicht nur, möglichst unkompliziert zur Schule, zum Ausbildungsplatz oder zu Freunden zu gelangen. Es geht ihnen auch darum, ihre Handlungsräume zu erweitern und neue Wege zu erkunden. So wie sich Lebensformen, Konsumentscheidungen und soziale Beziehungen von Jugendlichen individuell entwickeln, so steigen parallel die Ansprüche an ihre persönliche Mobilität. Digitale Entwicklungen über alle Verkehrsmittel hinweg bieten bereits heute eine Fülle an neuen Möglichkeiten, um noch sicherer, effizienter, angenehmer und individueller mobil zu sein. Um die Ausgestaltung dieser Entwicklungen auf der gesellschaftlichen genauso wie auf der wirtschaftlichen und politischen Ebene findet eine lebhafte öffentliche Diskussion statt, etwa beim Thema Datenschutz. Jugendliche nehmen darauf Einfluss, zum Beispiel indem sie bestimmte Angebote nutzen und andere nicht. Auf einer Exkursion zur IAA Pkw in Frankfurt am Main kann diese Form gesellschaftlicher Teilhabe anschaulich vermittelt werden. An diesem außerschulischen Lernort können Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern Fragen zu unserer Mobilität von morgen stellen und debattieren. Mehr dazu auf den Seiten 23 und 33. Das vorliegende Zeitbild WISSEN soll Sie bei Ihrer Unterrichtsplanung rund um die Themen Vernetzung und Automatisierung, Elektrifizierung und neue Urbane Mobilitätskonzepte unterstützen und Ihren Schülerinnen und Schülern bei der kritischen Auseinandersetzung mit diesen wichtigen Zukunftsfragen eine Hilfe sein. Wir wünschen Ihnen dabei viel Erfolg! Ihr Zeitbild Verlag

Personenverkehr steigt weiter an

Personenbeförderung (Straße) in ausgewählten Ländern in Mrd. Personenkilometern

Beförderte Personen in Mio. 1998 2015

1998

insgesamt

9.493

7.762

2.694

Sicherheitspotenziale von Fahrerassistenzsystemen

29 73

16-24 Jahre

Öffentlicher Motorisierter Straßen- Individualverkehr verkehr

73 10-15 Jahre

Luftverkehr Eisenbahn Quelle: BMVI, Verkehr in Zahlen, 2016

Immer mehr mobile Internetnutzer in Deutschland 2016

194

104 1.000

896

1.714

Indien Deutschland

Quelle: OECD, 2016

2012

1.910

7.947

5.179

4.204

2014

USA

55.205

Weltweit mehr Menschen unterwegs

58.276

ZAHLEN UND FAKTEN

Abstandsregler

Notbremsassistent

Spurhalteassistent

schwere Unfälle mit Personenschaden

Auffahrunfälle mit Personenschaden

Unfälle durch Spurverlassen auf Autobahnen

17 % weniger

28 % weniger

49 % wenige Lkw-

59 94

25-44 Jahre

46 88

45 Jahre plus

22 52

Quelle: Statistisches Bundesamt, 2016

Lichtsysteme

Nachtsichtassistent

Spurwechselassistent

Verkehrstote durch mehr Sicht auf Autobahnen und Landstraßen

tote bei Nacht

beim Spurwechsel

18 % weniger

Quelle: ADAC

6 % weniger Verkehrs- 26 % weniger Unfälle

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Starkes Wachstum für nachhaltige Mobilität bis 2025 (Prognose)

Prognose 2040: Alternative und konventionelle Antriebe gemeinsam (weltweit)

Weltweites Marktvolumen in Mrd. Euro 2013

Benzin

CNG/komprimiert Erdgas-Hybrid

Benzin-Hybrid

LPG/Autogas

Diesel

Plug-in-Hybrid-Benzin

Diesel-Hybrid

BEV/batteriebetriebenes Fahrzeug

CNG/komprimiertes Erdgas

Fuel Cell/Wasserstoff

2025

2013

200 % 2020

2030

315 944 Quelle: BMUB, 2014

Effizienzgewinne durch Vernetzung im Verkehr (Prognose) Kraftstoff- und Zeitersparnisse und weniger Verkehrsstaus durch intelligente Verkehrssteuerung (z. B. Stauvermeidung)

4,4 Mrd. Euro

Quelle: Bitkom/FhG

2040

Quelle: Shell Pkw-Szenarien bis 2040, 2014

Deutschlands Infrastrukturinvestitionen im internationalen Vergleich (2016) in Prozent des BIP

Deutschland

2,0

Frankreich

2,1

USA

2,4

Italien

2,4

Türkei

3,6

Japan

4,0

Südafrika

4,7

China

8,8

Quelle: McKinsey Global Institute, 2016

PERSÖNLICHE KONNEKTIVITÄT – ÜBERALL ONLINE UNTERWEGS Internet im Pkw ist heute nichts Außergewöhnliches mehr – laut einer Umfrage der Unternehmensberatung McKinsey aus dem Jahr 2014 können sich 13 Prozent der befragten Autokäufer in Brasilien, China, Deutschland und den USA die Anschaffung eines Neuwagens ohne Internetzugang nicht mehr vorstellen. Allein in Deutschland sind es nach einer Umfrage der Gesellschaft für Konsumforschung 21 Prozent der Autokäufer, die das Thema „Vernetztes Auto“ als kaufentscheidend einstufen. Die Vorteile liegen auf der Hand: Beifahrer können wahlweise mobil arbeiten oder einfach zu Unterhaltungszwecken im Internet surfen und somit die Reisezeit effizienter nutzen. Über Gesten- und Sprachsteuerung werden auch dem Fahrer in Zukunft viele Funktionen des Internets zuteil.

MOBILITÄT VON MORGEN

Autos fahren leise und abgasfrei durch die Stadt; keines fährt zu schnell oder zu langsam. Ein Stau kann so gar nicht erst entstehen. Kein Fahrzeug missachtet eine rote Ampel oder gerät versehentlich auf die falsche Spur. Fahrtzeiten sind auch über lange Strecken – mittels intermodaler Kombination verschiedener Verkehrsmittel – planbar und der Parkplatzsuchverkehr gehört der Vergangenheit an.

Diese Mobilität von morgen wird auch in Deutschland durch die Entwicklung entsprechender Technologien in den Bereichen vernetzte Mobilität, automatisiertes Fahren und intermodale Mobilitätsangebote vorangetrieben. Dabei lassen sich drei Dimensionen unterscheiden.

AUTOMATISIERUNG – VON TECHNISCHER UNTERSTÜTZUNG UND FAHRERLOSEM FAHREN Schon seit Jahrzehnten wird der Fahrer im Auto von automatischen Assistenzsystemen wie etwa dem Antiblockiersystem (ABS) und dem Tempomaten unterstützt. Die serienmäßig verfügbaren Technologien wurden ständig weiterentwickelt und sind heutzutage bereits auf einem sehr hohen Sicherheitsniveau: Von der automatischen Einparkhilfe bis zum Spurhalteassistenten ist das Auto in der Lage, in zahlreichen Fällen einzugreifen und Aufgaben des Fahrers zu übernehmen, um diesen zu entlasten bzw. zu schützen. Die Integration der Systeme erfolgt stufenweise bis hin zum fahrerlosen Fahren. Dies ist keine Science-Fiction-Vision mehr; nach erfolgreichen Tests bei Pkw und Nutzfahrzeugen (Nfz) sind einige Assistenzsysteme bereits im Markt erhältlich. 6

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INTERMODALITÄT – ANS ZIEL MIT FAHRRAD, BAHN UND LEIHWAGEN Besonders in den Großstädten unterstützt bereits heute eine Vielzahl von Apps die Nutzer auf ihren Wegen durch die Innenstädte. Dabei werden die einzelnen Optionen der intermodalen Streckenplanung miteinander verglichen und eine möglichst effiziente Kombination der Verkehrsmittel, wie freefloating Carsharing, Bikesharing, ÖPNV etc., vorgeschlagen. Viele Anwendungen können dabei auf Echtzeitdaten der verschiedenen Verkehrsmittel zurückgreifen und so immer besser die genaue aktuelle Verkehrssituation für die Nutzer abbilden.

ZIE

8 Min.

15 Min.

35 Min.

T AR ST

SCHON GEWUSST? Der Anteil von Elektrofahrzeugen in Deutschland liegt derzeit bei 0,11 Prozent. Bis 2040, so die Prognose der aktuellen Shell-Studie, werden noch fast 50 Prozent der Pkw (unter Berücksichtigung der Hybridantriebe) mit einem Ottomotor ausgestattet sein. Als Trend zeigt sich bereits, dass Elektrofahrzeuge bei Nutzern von Carsharing-Angeboten sehr beliebt sind, denn im freefloating Carsharing-Angebot in urbanen Räumen bringen Elektrofahrzeuge ihre Vorzüge passgenau ein. Damit der Elektroantrieb ein grundlegender Baustein der Mobilität von morgen wird, ist es noch vor der Steigerung der Reichweite vor allem notwendig, die Ladeinfrastruktur deutlich zu verbessern, z. B. die Dichte an Schnell-Ladestationen außerhalb der Ballungsräume. Dafür haben verschiedene Initiativen sowohl lokal als auch deutschlandweit ihre Arbeit bereits aufgenommen.

WIE GEHT VERKEHR OHNE UMWELTBELASTUNGEN?

VERNETZTE FAHRERASSISTENZSYSTEME EFFIZIENZ DURCH INFORMATIONSAUSTAUSCH Intensive Tests in Deutschland und in Europa haben es bereits gezeigt: Der Informationsaustausch von Fahrzeugen mit Verkehrszentralen, anderen Fahrzeugen und der Infrastruktur nahezu in Echtzeit bringt einen hohen Nutzen für den Verkehr. Fahrer werden rechtzeitig vor Hindernissen, Baustellen oder etwaigen Verkehrsverdichtungen gewarnt und erhalten somit die Möglichkeit entsprechend zu reagieren. Neben diesen offenkundigen Effizienzgewinnen gibt es auch andere, auf den ersten Blick weniger augenscheinliche Chancen der Vernetzung. Denkbar wäre beispielsweise, Informationen über die Beanspruchung von Stoßdämpfern anonymisiert weiterzuleiten. Abgenutzte Fahrbahnen oder andere infrastrukturelle Mängel würden sich so schneller identifizieren lassen. Gelder könnten dadurch genau dort investiert werden, wo sie den größten Nutzen erzielen – auch solche Maßnahmen steigern die Effizienz im Verkehr.

Verkehrsteilnehmer sind mithilfe des mobilen Internets inzwischen auch unterwegs in der Lage, ihre Routen detailliert zu planen und ihre Verkehrsmittel entsprechend zu wählen, teilweise diese auch bereits online zu reservieren. Auch auf Seiten der Fahrzeuge kann mithilfe dieser Technologie die Vernetzung untereinander und mit der Infrastruktur ebenfalls voranschreiten. So zeigen Testergebnisse, dass vernetzte Fahrerassistenzsysteme auf Basis von Echtzeitinformationen von Servern oder direkt von intelligenter Infrastruktur doppelten Nutzen erzielen: Sie steigern gleichzeitig Effizienz und Sicherheit des Verkehrs. Der bereits erfolgreich getestete Ampelphasenassistent z. B. übermittelt Informationen von Verkehrsampeln auf Fahrerdisplays. Geschwindigkeitsempfehlungen ermöglichen einen optimalen Verkehrsfluss (grüne Welle); akustische Signale erhöhen die Verkehrssicherheit, indem sie rechtzeitig vor dem Umschalten einer Ampel auf Rot warnen.

Weiterlesen zum Thema „Sharing Economy“! www.zeitbild.de/zukunft-mobilitaet

Carsharing boomt in Deutschland

190.000

262.000

453.000

7.100 5.000

757.000

11.250

1.040.000

13.950

16.100 1.260.000

15.400

17.200 1.715.000

Fahrberechtigte gesamt CS-Fahrzeuge gesamt

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Quelle: Bundesverband CarSharing, 2017

ZWEI MILLIONEN CARSHARING-NUTZER Das mobile Internet wird dabei helfen, den Nutzern die Ressourcen des Mobilitätssystems, z. B. Mitfahrmöglichkeiten, freie Parkplätze oder Sharing-Verkehrsmittel viel effizienter als bisher zu orten und zur Verfügung zu stellen. Mithilfe von Apps vernetzen sich Anbieter und Nutzer beim Carsharing schon heute im digitalen Raum miteinander. Diese Art der Nutzung von Leihwagen boomt in Deutschland: Im Jahr 2017 wird es zwei Millionen Carsharingnutzer geben – das sind mindestens 40 Prozent mehr Teilnehmer als noch im Vorjahr. Die Zahl der Orte in Deutschland mit einem Carsharing-Angebot stieg bis Februar 2017 auf 597. Insbesondere Angebote des freefloating Carsharing liegen im Trend. Nutzer können hierbei Fahrzeuge des jeweiligen Anbieters direkt am Straßenrand ausleihen und nach der Fahrt auf einem beliebigen Parkplatz im Geschäftsgebiet wieder abstellen – das garantiert maximale Flexibilität und vermindert z. B. auch den CO2-Ausstoß, weil unnötige Fahrten vermieden werden. Seit März 2017 wird die weitere Verbreitung von Carsharing-Angeboten durch ein entsprechendes Gesetz gefördert – nun können Kommunen dafür beispielsweise Sonderparkplätze und kostenfreie Parkplätze zur Verfügung stellen.

ELEKTROMOBILITÄT Derzeit sind in Deutschland 45 Millionen Fahrzeuge mit konventionellen Antrieben (Otto, Diesel, Hybrid) unterwegs. Hier sinken die Emissionen durch den Einsatz verschiedener technologischer Neuentwicklungen seit Jahren. Neben dem Otto- und Dieselmotor sind auch eine Reihe von Alternativen wie komprimiertes (CNG) oder verflüssigtes (LNG) Erdgas, Wasserstoff und Elektroantrieb verfügbar. Im urbanen Raum mit kurzen Distanzen zwischen Abfahrt- und Zielort eignet sich besonders der Einsatz von elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugen. Derzeit sind rund 65.000 Elektrofahrzeuge in Deutschland unterwegs – eine noch überschaubare Größe (Stand: Anfang Juni 2017). Die Bundesregierung hat mit der „Kaufprämie für E-Autos“, der Kfz-Steuerbefreiung sowie Sonderparkflächen und der Mitbenutzungsmöglichkeit von Busspuren Anreize für den Kauf von Elektrofahrzeugen geschaffen. Wenn zukünftig alle Elektrofahrzeuge auch mit Strom aus Erneuerbaren Energien betrieben werden, kann die Elektromobilität einen wichtigen Beitrag zu einem möglichst umweltfreundlichen Verkehrskonzept leisten.

SICHERER UNTERWEGS

Neben der Effizienz steigt mithilfe vernetzter und automatisierter IN DER SPUR BLEIBEN Funktionen auch die Verkehrssicherheit; die Zahl der Verkehrsunfälle In modernen Neuwagen ermit Todesfolge geht seit Jahren kontinuierlich zurück. Grund dafür fassen u. a. Kameras die jeist auch die wachsende Anzahl an technischen Fahrerassistenzweilige Verkehrssituation. systemen. Sie unterstützen Fahrer passiv, durch Hinweise, Der Bordcomputer wertet die und aktiv, indem sie korrigieren. Viele dieser Systeme Bilder anschließend innerhalb werden bereits seit Jahren serienmäßig eingesetzt, von Sekundenbruchteilen aus. wie etwa passive Einparkassistenten, andere wie Mithilfe von Objekterkennung beispielsweise der aktive Spurhalteassistent werden Verkehrszeichen ausfinsind vergleichsweise neu. Und auch die dig gemacht und auf einem Display Systeme für Unfallfolgenminderung, eingeblendet. Geschwindigkeitsbegrenzungen sind dadurch beispielsweise immer wie der ecall, können bei Unpräsent. Über Sensoren werden relevante fällen die Rettungszeiten Daten geliefert, um die Position des Fahrzeugs verkürzen und damit innerhalb der Fahrbahn festzustellen. Droht das Leben retten. Fahrzeug, ungewollt die Fahrbahn zu verlassen, wird der Fahrer vom Spurhalteassistenten in verschiedenen Stufen akustisch, haptisch und visuell gewarnt. Eine Weiterentwicklung dieser Funktion ist die aktive Variante. Hierbei gibt das System Lenkimpulse, um das Fahrzeug zwischen den Fahrbahnmarkierungen zu halten, wenn Fahrer nicht auf die Warnungen reagieren.

Unfallursachen bei Unfällen mit Personenschaden

21,2 Sonstiges menschliches Fehlverhalten

8,6 Fehler beim Abbiegen, Wenden, Rückfahren, Ein- und Ausparken

Alkoholeinfluss

3,3

Falsche Straßenbenutzung

6,7

Nicht angepasste Geschwindigkeit

12,8

Ungenügender Abstand

13,8

Fehler beim Überholen

3,7

1,5 Falsches Verhalten gegenüber Fußgängern 8,1 Straßenverhältnisse 1,2 Witterungseinflüsse 4,7 Hindernisse und sonstige Unfallursachen Quelle: Statistisches Bundesamt

Nichtbeachten der Vorfahrt

14,5

Weiterlesen zum Thema „Sicherheit im Verkehr“! www.zeitbild.de/zukunft-mobilitaet

BREMSEN IM NOTFALL Viele Unfälle im Straßenverkehr entstehen durch zu enges Auffahren und das Nicht-Einhalten eines angemessenen Sicherheitsabstandes – im Notfall ist es dann häufig zu spät. Nicht alle Menschen reagieren schnell und entschlossen genug. An dieser Stelle setzen Notbremsassistenzsysteme unterstützend an: Durch Kameras und weitere Sensoren ermittelt das Fahrzeug permanent den Abstand zu den vorausfahrenden Fahrzeugen und überwacht eine mögliche Kollisionsgefahr. Wenn Fahrer keine Aktivitäten zeigen, werden sie akustisch, haptisch oder visuell gewarnt. Erfolgt weiterhin keine menschliche Reaktion, wird – je nach Systemauslegung und Entfernung – eine Teil- oder Vollbremsung durchgeführt. Pkw haben heute eine Vielzahl an radar- oder lasergestützten Kollisionswarnsystemen oder Notbremssystemen unterschiedlicher Ausprägung an Bord. Dabei wird in Unfallvermeidung oder Folgenminderung nach einem Unfall unterschieden.

ECALL: UNFALLFOLGENMINDERUNG DURCH NOTRUFSYSTEM Kommt es trotz höherer Fahrzeugsicherheit zu einem Unfall, so steht das Notrufsystem ecall zur Verfügung. Ab Frühjahr 2018 wird das System EU-weit zur Pflicht in Neuwagen. Sensoren schätzen bei Unfällen automatisch die Schwere des jeweiligen Crashs ab. Wenn beispielsweise ein Airbag ausgelöst wurde, setzt das System automatisch einen Notruf mit den exakten GPS-Daten ab. So wissen Rettungsassistenten und Einsatzfahrzeuge sofort, wo und in welcher Fahrtrichtung sich das betroffene Fahrzeug befindet – fehlende oder falsche Ortsangaben durch unter Schock stehende Beteiligte können dadurch verhindert werden. Experten schätzen, dass dieses System jährlich bis zu 2.500 Menschenleben in der EU retten kann. Entscheidend dabei ist, dass parallel zum Einbau in die Fahrzeuge auch die Rettungsleitstellen ausgerüstet und für ecall vorbereitet sind.

Rückgang der Verkehrsunfälle mit Todesfolge in Deutschland

1.684.604

1.392.007

13.041

2.585.191

2.411.271

2.015.575

19.193

2 .3 5 0 .2 2 7

Anzahl der Unfälle Anzahl der Getöteten

7.906 7 .5 0 3

3.684

3.214

1970 1980 1990 2000 2010 2016 Quelle: Statistisches Bundesamt

WIE WIRD DIE

INFRASTRUKTUR INTELLIGENTER? 12

Die Vorteile der Vernetzung in Bezug auf Effizienz, Umweltschutz und Sicherheit lassen sich nur dann sinnvoll nutzen, wenn der Ausbau der Infrastruktur mit den technischen Fortschritten einhergeht. Hier ist insbesondere die Politik gefragt, in die AusrĂźstung der Infrastruktur zu investieren. Dass der Ausbau einer intelligenten Verkehrsinfrastruktur sich lohnen kann, fĂźhrt das Beispiel Singapur vor Augen.

Singapur zeigt mustergültig, wie sich Investitionen in die Infrastruktur bezahlt machen können. Zwischen 1990 und 2013 hat sich die Bevölkerung des Stadtstaats von 3 auf 5,4 Mio. Einwohner nahezu verdoppelt; dabei steht Singapur in etwa die Fläche der Stadt Hamburg (1,8 Mio. Einwohner) zur Verfügung. Neben einem gut ausgebauten ÖPNV ist insbesondere die intelligente Infrastruktur ein Grund dafür, dass Singapur mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 27 km pro Stunde im weltweiten Vergleich großer Metropolen (z. B. London: 16 km/h) eines der funktionstüchtigsten Verkehrssysteme aufweisen kann. Ein automatisches City-Maut-System, die Erfassung der Verkehrssituation über Kameras, die automatische Übermittlung der Verkehrsdaten an Taxis und ein elektronisches Parkleitsystem – viele dieser Einfälle aus Singapur finden in europäischen Städten wie Mailand, Stockholm oder Oslo inzwischen Nachahmer. Singapur ist aber schon einen Schritt weiter: In den Plänen

der Stadtentwickler finden sich wie selbstverständlich der flächendeckende Einsatz mit Solarenergie betriebener Stromzapfsäulen sowie das Sammeln und Weiterleiten wichtiger Echtzeit-Informationen über den Verkehr für einen Zugewinn an Verkehrssicherheit. Für diese Vision sind Investitionen in die Infrastruktur unabdingbar. Singapur hat das passende Investitionsklima: In einer Studie der Beraterfirma EC Harris wird die Stadt als weltweit attraktivste Metropole für Investitionen in die Infrastruktur bezeichnet. Deutsche Städte befinden sich nicht unter den Top Ten – hier mangelt es mancherorts an entsprechender gesellschaftlicher und politischer Unterstützung. Mehr noch: Es fehlt bereits an den zwingend benötigten Investitionen in die Instandhaltung des Straßennetzes – allein für die Bundesfernstraßen veranschlagt das Bundesverkehrsministerium 8 Mrd. Euro. Die tatsächlichen Aufwendungen beliefen sich im Durchschnitt der letzten zehn Jahre jedoch nur auf 5,2 Mrd. Euro.

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GUCK MAL,

WER DA FÄHRT

* Erster autonom fahrender Elektrobus in Berlin – auf einem Testgelände.

Das automatisierte Fahren ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Mobilität der Zukunft, die ohne Unfälle, Staus und Umweltbelastungen Personen und Güter sicher, effizient, stressfrei und komfortabel transportiert. Das ist keine Science-Fiction, sondern wird bereits heute anhand von Prototypen getestet. Die deutsche Automobilbranche setzt dabei sowohl auch auf evolutionäre als auch revolutionäre Technologieentwicklung. Auf welchem Weg man sich dabei dem automatisierten Fahren nähert, geben nicht nur Entwickler und sorgfältig abwägende Verbraucher vor, sondern auch Wissenschaft, Politik und Gesellschaft. Vor dem Einsatz innovativer Technologien müssen wie in allen zukunftsorientierten Feldern, kontinuierlich diverse Rahmenbedingungen, nicht zuletzt auch Gesetze, mit dem technisch Möglichen abgeglichen werden.

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DIE EVOLUTIONÄRE TECHNOLOGIEENTWICKLUNG Seit vielen Jahren werden Stück für Stück, analog zur IT-Entwicklung, innovative, auf Serienreife getestete Assistenzsysteme in die Fahrzeuge eingebaut bzw. vorhandene effektiver miteinander vernetzt. Dadurch können Fahrzeugfunktionen entwickelt werden, die zunehmend Teile der Fahraufgabe übernehmen und somit den Fahrer in über- und unterfordernden Situationen unterstützen. Schon heute entlastet der Stauassistent den Fahrer im Stopand-go-Verkehr auf der Autobahn oder der Parkassistent beim Rangieren und Manövrieren.

VON DER FAHRERASSISTENZ ZUM AUTOMATISIERTEN FAHREN Weitere technische Lösungen werden peu à peu in die vorhandene Verkehrssituation und Infrastruktur integriert. Dies wird eine schrittweise Weiterentwicklung der Fahrerassistenz über automatisierte Fahrfunktionen bis hin zu fahrerlosem Fahren ermöglichen: Seit vielen Jahren hat der Fahrer die Möglichkeit, Fahrerassistenten zu aktivieren. Diese muss er bisher überwachen – und in kritischen Situationen selbst das Fahrgeschehen übernehmen (er übersteuert die Assistentenfunktion). Im nächsten bzw. zweiten technologischen Entwicklungsschritt (automatisiertes Fahren) wird ein System im Fahrzeug die aktivierten Fahrassistenten überwachen und den weiterhin aufmerksamen Fahrer in Situationen, in denen es selbst seine Funktionsgrenzen erreicht, mit einem Zeitpuffer zum Eingreifen auffordern. Erst im dritten Schritt (autonomes Fahren) wird das System des SCHON GEWUSST? Fahrzeugs die Fahraufgabe in allen Situationen beherrschen. Erst dann wird der Fahrer zum Passagier. Seit langem arbeiten Automobilhersteller und Zulieferer in Deutschland an Modellen für DIE REVOLUTION AUF DER STRASSE: das automatisierte Fahren. Im Mai 2017 hat der AUTONOMES FAHREN Bundesrat einer Aktualisierung des Straßenverkehrsgesetzes zugestimmt und Regelungen zum zukünftigen Neben diesem evolutionären Ansatz bei der Entwicklung von Pkw Fahren von Autos mit hoch- und vollautomatisierter setzt die deutsche Automobilbranche auch auf die sogenannte Fahrfunktion verabschiedet. Danach können automatisierte revolutionäre Technologieentwicklung: Hier steuert die Entwicklung Fahrfunktionen zur Fahrzeugsteuerung verwendet werden, von Fahrzeugen direkt und ohne Zwischenschritte auf das fahrerlose „wenn der Fahrzeugführer besonders geregelte Pflichten Fahren zu. Prototypen – Pkw, Busse & Co – dieses Forschungszur unverzüglichen Wiederaufnahme der Fahrzeugsteuestrangs unterscheiden sich meist optisch von herkömmlichen rung beachtet“. Geregelt sind in dem Gesetz auch Fahrzeugen, sowohl in ihrer außergewöhnlichen Karosserie, die eine Haftungsfragen. Damit zusammenhängend ist die Fülle an technischem Equipment birgt, als auch in ihrer neuartigen Frist für die Speicherung von Daten des FahrGestaltung des Innenraums. Diese wird möglich, weil – und das ist die geschehens von geplant drei Jahren auf sechs eigentliche Revolution – das Lenkrad fehlt und die Fahrerposition an Monate abgesenkt worden, es sei denn, das sich nicht mehr vorhanden ist. Dann werden alle Insassen Beifahrer beim Auto war in einen Unfall verwickelt. fahrerlosen Fahren. Passagiere steigen ein, geben ihr Ziel an und werden vom Fahrzeug dorthin gebracht. Das Eingreifen von Menschen ist während der Fahrt zu keinem Zeitpunkt vorgesehen. Diese Fahrzeuge werden bei ihrer Markteinführung in der Lage sein müssen, schlichtweg alle Szenarien fehlerfrei im Griff zu haben. In verschiedenen Testgebieten werden in Deutschland erste autonom fahrende Fahrzeuge in der Praxis eingesetzt. 15

GEMEINSAM

STANDARDS SETZEN

Vernetztes und automatisiertes Fahren setzt gemeinsame Standards, Schnittstellen und Regeln voraus. Ohne – möglichst international geltende – Vereinbarungen kann es zu einem Sammelsurium aus unterschiedlichen Teillösungen kommen – das wäre ineffizient und kostspielig. Politik, Wissenschaft und Wirtschaft entwickeln seit Jahren in Deutschland im Rahmen verschiedener Pilotprojekte gemeinsame Lösungen. Deutschland soll damit Leitanbieter und Leitmarkt für vernetzte und automatisierte Fahrzeuge werden.

ZUKUNFTSLABOR AUTOBAHN Ein Beispiel für eine solche Kooperation ist das „Digitale Testfeld Autobahn“. Das Bundesverkehrsministerium hat das Testfeld im September 2015 auf der Bundesautobahn 9 in Bayern eingerichtet – als technologieoffenes Angebot für Wirtschaft und Forschung. Seither erforschen Fahrzeughersteller, IT- und Telekommunikationsunternehmen im Realbetrieb Technologien des vernetzten und automatisierten Fahrens. Das Testfeld zwischen München und Nürnberg gilt als weltweit einzigartig. In Deutschland werden derzeit über ein halbes Dutzend weiterer digitaler Testfelder eingerichtet oder bereits genutzt – sowohl auf Autobahnen als auch in komplexen Verkehrssituationen auf den Landstraßen und im Stadtverkehr.

Vehicle-to-VehicleKommunikation Fahrzeuge warnen sich z. B. gegenseitig vor Veränderungen des Bodenbelags, wenn sie unerwartet bremsen müssen oder eine Kollision der Fahrzeuge droht.

PROJEKTE AUF DER A9 Die Erprobung automatisierter Fahrsysteme im Realbetrieb: Dazu fahren hochautomatisierte Autos selbstständig auf dem „Digitalen Testfeld Autobahn“. Auch Lkw-Platoons, bei denen mehrere Trucks vom ersten Fahrzeug aus ferngesteuert werden, sind unterwegs; n die zentimetergenaue Erfassung des „Digitalen Testfelds Autobahn“ als digitale HD-Karte, mit der automatisierte Fahrzeuge hochpräzise über die Fahrbahn gesteuert werden können; n die Erprobung des künftigen Mobilfunkstandards 5G zur Vehicle-to-Vehicle-Echtzeitkommunikation: Dafür wird entlang der Strecke die modernste Mobilfunk-Infrastruktur errichtet, um die Reaktionszeiten auf den MillisekundenBereich zu reduzieren; n die Ausstattung der Strecke mit modernster Radar Sensorik: Damit werden hochpräzise Echtzeit-Daten zu Verkehrsfluss, Verkehrsdichte, Geschwindigkeit und Fahrverhalten gewonnen.

Ampelphasen-Assistent Bei der Annäherung an eine Ampel informiert der Assistent den Fahrer, mit welcher Geschwindigkeit eine grüne Welle erreicht werden kann. Zusätzlich wird das Kreuzungsschema angezeigt.

Zentrale

Quelle: BMVi

StandortInformationsdienste Standortbezogene Informationen betreffen z. B. Wetter, Veranstaltungen oder Parkhäuser, die den Fahrer über freie Parkplätze informieren. Einsatzfahrzeug-Warnung Einsatzfahrzeuge sind nicht immer eindeutig zu lokalisieren. Wenn sich ein Rettungswagen nähert, werden Fahrer darüber informiert, wo sich das Einsatzfahrzeug befindet und aus welcher Richtung es kommt.

SCHON GEWUSST? simTD hat umfassend gezeigt, dass die Vehicle-to-X-Technologie Marktreife erreicht hat. Der regelmäßige Austausch von Informationen zwischen Fahrzeugen und anderen Verkehrsakteuren wird in Zukunft zu den Routineaufgaben von Fahrzeugen gehören. Bei einem flächendeckenden Einsatz dieser Technologie könnten laut Schätzungen der simTD–Projektpartner jährlich Unfallkosten bis zu 6,5 Mrd. und Umweltfolgekosten in Höhe von 4,9 Mrd. Euro eingespart werden. Die notwendigen Investitionen in die Infrastruktur belaufen sich demgegenüber auf 1-2 Mrd. Euro – aus jedem investierten Euro könnten also bis zu 8 Euro volkswirtschaftlicher Nutzen gezogen werden.

Hinderniswarnung Nähert sich das Fahrzeug einem Hindernis, informiert und warnt es den Fahrer situationsgerecht. Der Warnzeitpunkt wird anhand von Entfernung und Geschwindigkeit berechnet.

Ampelschaltung Die Lichtsignalanlage erhält von herannahenden Fahrzeugen relevante Informationen wie Position und Geschwindigkeit. Anhand dieser Daten veranlasst die Anlage die optimale Ampelschaltung.

Straßenwetterwarnung Wetterdaten aus Messstationen und Fahrzeugen ermöglichen es, Wettergefahren frühzeitig zu erkennen.

Stationen

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V2I V2X V2V V2B ERFOLGREICH STANDARDS GESETZT Fahrzeuge, die sich gegenseitig vor Hindernissen warnen, eine kommunizierende Infrastruktur, die über Baustellen oder Geschwindigkeitsbegrenzungen informiert – all das wurde im Feldversuch simTD im Rhein-Main-Gebiet erfolgreich getestet. Nach sorgfältiger und intensiver Planung kommunizierten 2012 ein halbes Jahr lang 120 Fahrzeuge auf Testfahrten über Vehicle-to-X-Systeme miteinander und mit der Infrastruktur. Getestet wurde beispielsweise die Funktion „Elektronisches Bremslicht“: Hierbei wird der Fahrer von weit vorausfahrenden Fahrzeugen, die sich außerhalb seines Sichtfelds befinden, über starke Bremsmanöver gewarnt. Dadurch erhöht sich die zur Verfügung stehende Reaktionszeit und Unfälle können verhindert werden. An dem Feldversuch haben Automobilfirmen, Forschungseinrichtungen, Telekommunikationsunternehmen und Kommunen gleichermaßen mitgewirkt.

INTERNATIONALE AUSSTRAHLUNG Baustelleninformationen Der Fahrer erhält Informationen über die Länge der Baustelle sowie Grund und Dauer der Bauarbeiten. Zudem sieht er Verkehrslage und Baustellenschema auf Basis der Bewegungen vorausfahrender Fahrzeuge.

Verkehrszeichen-Assistent Der Fahrer wird über gültige Verkehrszeichen einschließlich Wechselverkehrszeichen wie Tempolimits und Einschränkungen durch Baustellen informiert.

Elektronisches Bremslicht Das elektronische Bremslicht warnt den Fahrer frühzeitig bei der Gefahrenbremsung eines vorausfahrenden Fahrzeugs und unterstützt, wenn die Sicht eingeschränkt ist.

Aufbauend u. a. auf den Ergebnissen von simTD wurde im Jahr 2014 das internationale Projekt DRIVE C2X in sieben europäischen Modellregionen durchgeführt. Mit 200 Fahrzeugen wurden insgesamt 1,5 Mio. Testkilometer absolviert. Die positiven Ergebnisse von simTD konnten bestätigt werden – die Vehicle-to-X-Technologie hat ihren Nutzen für die Sicherheit und die Umwelt unter Beweis gestellt. Es konnte anhand der Tests beispielsweise gezeigt werden, dass das Einspielen von Informationen zu Tempolimit oder Wetter auf ein Display des Fahrers – bei einer flächendeckenden Verbreitung der Technologie – die Anzahl der schweren Verkehrsunfälle und damit auch potenziellen Todesopfer bei Verkehrsunfällen um bis zu 23 Prozent senken kann. 17

WAS PASSIERT

MIT DEN DATEN?

Wenn wir zukünftig nahtlos – sprich: effizienter, bequemer und sicherer – unsere Strecke von A nach D über B und C planen, werden wir zunehmend digitale Medien und Dienste nutzen. Somit werden von A nach D mehr Daten aus unterschiedlichen Quellen miteinander verknüpft als bisher. Einerseits bietet das vernetzte und automatisierte Fahren bislang ungenutzte Potenziale für Unfallvermeidung, Energieeffizienz und Emissionsreduzierung, andererseits birgt es aber mehr Optionen für Zugriffe von Dritten auf die entsprechenden Daten. Integrität und Sicherheit von Fahrzeug und Fahrer müssen jedoch auch zukünftig jederzeit garantiert sein. Die digitale Entwicklung stellt alle Beteiligten vor die Herausforderung, Datennutzung und -sicherheit im Verkehr zukunftsfähig und diskriminierungsfrei gesetzlich zu regeln. Für diejenigen Daten, die im Fahrzeug selber entstehen (fahrzeuggenerierte Daten) haben Hersteller und Zulieferer in Deutschland einen gemeinsamen Vorschlag entwickelt. Dessen Basis ist und bleibt der Mensch, der verantwortungsbewusst entscheidet, welche Daten er empfängt und sendet, egal, ob er als Fußgänger, Fahrgast oder als Fahrer unterwegs ist.

FAHRZEUGGENERIERTE DATEN Das moderne Fahrzeug mit durchschnittlich über 80 Steuergeräten verarbeitet eine große Menge an Informationen, Tendenz steigend. Die meisten dieser Daten werden im laufenden Betrieb nur für einen kurzen Zeitraum genutzt und verlassen das Fahrzeug nicht. Die vergleichsweise wenigen fahrzeuggenerierten Daten, die aus dem Auto heraus „over the air“ übermittelt werden, lassen sich gemäß ihrer Nutzung in vier Kategorien einordnen (Datennutzungskategorien), wobei die Daten der ersten drei Kategorien anonymisiert bereitgestellt werden. Erst die vierte Kategorie ist personenbezogen und damit für den Datenschutz relevant. Die Daten der vier Kategorien dienen folgenden Zwecken:

1. Zur Verbesserung der Sicherheit im Straßenverkehr können Daten vom Hersteller eines Fahrzeugs z. B. der Polizei oder der Feuerwehr zur Verfügung gestellt werden; 2. für verschiedene Serviceangebote, z. B. für Wetter-Apps: Im Fahrzeug generierte Daten wie z. B. Standort und Scheibenwischerautomatik können aggregiert werden, um Nutzern mitzuteilen, dass es an einem bestimmten Ort regnet; 3. um Teile des Fahrzeugs und den bisherigen Kundendienst zu verbessern; 4. für Services, die eine Identifikation des Kunden oder des Fahrzeugs notwendig machen: Der Nutzer kann dabei selber bestimmen, wer diese Daten erhalten darf, z. B. durch seine Unterschrift in einem Vertrag oder Bestätigung einer Anfrage des Serviceanbieters direkt im Fahrzeug.

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DAS AUTO IST KEIN SMARTPHONE Das Fahrzeug unterscheidet sich hinsichtlich Sicherheitsund Schutzrelevanz ganz klar von anderen digitalen Plattformen, wie z. B. Smartphone, Tablet & Co. Für Safety (Verkehrssicherheit) und Security (Schutz gegen Hackerattacken von außen) gelten bereits im Entwicklungsprozess von modernen Fahrzeugen für alle Beteiligten die höchsten Standards. Um digitale Schnittstellen zu schützen, wird der direkte Zugriff auf das Fahrzeug durch Dritte während der Fahrt zukünftig nicht möglich sein. Die Datenverbindungen des Fahrzeugs werden verschlüsselt und multiple Firewalls installiert, um die Integrität des Fahrzeugs und die Sicherheit seiner Nutzer sicherzustellen. Somit werden fahr- und sicherheitsrelevante Funktionen im Auto von anderen Bereichen wie Infotainment-Systemen strikt getrennt.

DATENSCHUTZPRINZIPIEN Die Automobilbranche in Deutschland hat seit 2014 gemeinsame Datenschutzprinzipien für vernetzte Fahrzeuge erarbeitet: Auf der Basis von Transparenz, Selbstbestimmung und Datensicherheit haben Fahrzeugnutzer demnach stets die Möglichkeit, sich zu informieren, welche Daten in ihrem Fahrzeug erhoben werden und warum. Außerdem können sie jederzeit Dienste deaktivieren und gespeicherte Daten löschen.

DATEN ALS WIRTSCHAFTSGUT FÜR DEUTSCHLAND Fahrzeuge und Mobilitätskonzepte zügig und zukunftsfähig weiterzuentwickeln, wird für den Wirtschaftsstandort Deutschland wettbewerbsrelevant bleiben. Mit steigender Konnektivität entscheiden auch die Verfügbarkeit und die Analysekompetenz von digital prozessierbaren Informationen über die Innovationskraft neuer Angebote und Geschäftsfelder. In Zukunft kann der Wert von Daten neue Dimensionen annehmen. Die in Fahrzeugen generierten Daten können und werden neue Geschäftsfelder und Innovationen hervorbringen, die auf die deutsche Wettbewerbsfähigkeit im internationalen Vergleich Einfluss haben werden. Im Fahrzeugbereich spielt daher der Zugang zu Daten, bei höchsten Sicherheitsstandards, eine entscheidende Rolle. Schon heute ermöglichen fahrzeuggenerierte Daten Innovationen entlang der automobilen Wertschöpfungskette: n beispielsweise werden in der Produktentwicklung mit ihrer Hilfe fehlerhafte Teile frühzeitig erkannt; n bei der Produktion werden Fahrzeug-Komponenten anhand der Kundenprofile angepasst; n im Service erfolgt die Wartung auf Basis der jeweiligen Echtzeitdaten des Fahrzeugs; n während der Nutzung berücksichtigt die Fahrzeugnavigation das aktuelle Fahr-, Straßen- und Verkehrsprofil.

Datennutzungskategorien Kategorie 1

Kategorie 2

Kategorie 3a

Kategorie 3b

Kategorie 4

Daten zur Verbesserung der Straßenverkehrssicherheit

Daten für markenübergreifende Services

Daten für markenspezifische Services

Daten für die Komponentenanalyse und Produktoptimierung

Personenbezogene Daten

Verkehrssicherheitsrelevante Daten

Nicht differenzierende Fahrzeugdaten

Differenzierende und für den OEM (Hersteller) IP-relevante Fahrzeugdaten

Differenzierende und für den OEM sowie Zulieferer IP-relevante Fahrzeugdaten

„Recht auf Zugriff“ nur für zur Datenverarbeitung durch Gesetz, Vertrag oder Einwilligung befugte Parteien

Daten z. B. für öffentliche Verkehrsleitzentralen

Diskriminierungsfreier Datenzugriff für Dritte#2 #3

OEM oder vom OEM beauftragter Partner

Vom Kunden ausgewählte/r Partner

Feuerwehr, Polizei, ...

Produkt

Händler, Tochterges.

Produkt

Kunde

Der Kunde#1 wird über die Nutzung der Daten informiert. Die OEMs werden dem Kunden Entscheidungsmöglichkeiten, die er jederzeit widerrufen kann, zur Verfügung stellen, es sei denn, die betreffende Funktion ist gesetzlich angeordnet. #1 Der Begriff „Kunde“ wird hier einheitlich verwendet und ist weit zu verstehen. Je nach Kontext sind hiermit Fahrer, Halter oder Nutzer gemeint. #2 Beteiligung an diesem Konzept und die technische Umrüstung des Fahrzeugs können vom OEM nicht verlangt werden. #3 Die Leitprinzipien sind bei der Nutzung des definierten Dateninterfaces zu beachten. Die Nutzung des Interfaces schließt Rechte und Pflichten mit ein.

App Entw icklerin

forFachin in er matik

Cloud er e in g En

Socia lMedi a Bera ter

Mech troni akerin

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Indu s mec trie- hanik er

ZUKUNFTSJOBS IN DER AUTOMOBILINDUSTRIE

Die Automobilbranche in Deutschland ist sowohl mit „Industrie 4.0“ als auch durch die weiter zunehmende Vernetzung von Fahrzeugen mit anderen Akteuren Teil der digitalen Revolution. Die Digitalisierung wandelt dabei die Anforderungen an Fahrzeuge und ihre Entwicklungs- und Produktionsprozesse rasch – z. B. nimmt der Anteil an Elektronikkomponenten beständig zu. Da auch in Zukunft Fahrzeuge deutscher Hersteller in aller Welt gefragt sein werden, wird die Automobilbranche weiterhin viele gut ausgebildeten Fachkräften benötigen. Neben den klassischen Berufsausbildungen werden Einsteigern auch neue Berufsbilder angeboten. 20

obilAutom nn a kaufm

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AUTOMOBILINDUSTRIE WÄCHST Die deutsche Automobilbranche ist vielschichtig: Konzerne, Mittelständler, Familienunternehmer, Startups, Hersteller und Zulieferer beschäftigen rund 808.000 Mitarbeiter. Seit

Jahren gibt es einen Beschäftigungszuwachs, da dieser Wirtschaftsbereich weltweit auf Wachstumskurs ist. Dies wird sich laut einer Studie der Unternehmensberatung McKinsey aus dem Jahr 2016 in den kommenden Jahren auch nicht ändern. Bis 2030, so die Prognose, wird die Zahl der Fahrzeugverkäufe global jährlich um 4,4 Prozent zunehmen.

Software Engineering. Sie ergänzen die etablierten Studiengänge Fahrzeugtechnik, Bionik, Mechatronik, Verkehrstechnik/-planung und Elektrotechnik/Sensorik. Darüber hinaus bietet auch der Bereich Forschung und Entwicklung in mittelständischen Zulieferunternehmen interessante berufliche Perspektiven.

AUSBILDUNGEN FÜR IT-INTERESSIERTE

EINSTIEG IN DIE AUTOMOBILINDUSTRIE

SCHON GEWUSST? Mit über 808.000 Beschäftigten (Jahresdurchschnitt 2016) konnte die deutsche Automobilindustrie gegenüber 2015 einen Zuwachs um rund 15.500 Arbeitsplätze verzeichnen. Der Jahresumsatz der deutschen Automobilindustrie betrug 2016 rund 405 Mrd. Euro (10 Prozent mehr als 2014). Nach Japan, China und den USA bleibt Deutschland die viertgrößte Automobile produzierende Nation.

Wertschöpfungsanteil der Elektronik im Pkw Wertschöpfungsanteil Elektronik und Software Wertschöpfungsanteil Rest

Ausbildungsplätze in der Automobilindustrie sind immer mehr auf digitale Aspekte der Fahrzeuge und der Mobilität zugeschnitten: Zum einen erwerben die Auszubildenden in den klassischen Berufsbildern wie Mechatroniker, Elektroniker etc. Zusatzqualifizierungen im Bereich IT. Zum anderen erhalten die angehenden IT-Profis wie Fachinformatiker in ihrer Ausbildung Zusatzqualifizierungen, wie z. B. als Elektrofachkraft.

Die Breite an Berufsausbildungen in der Automobilindustrie ist groß. Klassische Ausbildungen wie Karosserieund Fahrzeugbaumechatroniker/-in werden genauso angeboten wie Ausbildungen mit digitaler Perspektive, z. B. Automobilinformatiker/-in. Da die Berufsbilder bei Herstellern und Zulieferern zunehmend komplexer werden, entstehen auch immer neue Studiengänge wie z. B. Automotive

Automobilindustrie als Vorreiter bei Forschung und Entwicklung in Deuschland Verarbeitendes Gewerbe insgesamt: 52.903 Mio. Euro + 7 % zum Vorjahr

Automobilbranche

21.741 Mio. Euro

Sonstige Branchen

+ 12 % zum Vorjahr

1990

2014

Chemie

3.846 Mio. Euro

+ 6 % zum Vorjahr Pharmazie

3.999 Mio. Euro - 1 % zum Vorjahr

% 50

+ 10 % zum Vorjahr

10.033 Mio. Euro

Prognose 2020 Quelle: PricewaterhouseCoopers/BMBF, 2016

19 7

8 11

Maschinenbau

5.634 Mio. Euro

± 0 % zum Vorjahr

14 Elektroindustrie

7.650 Mio. Euro

+ 2 % zum Vorjahr

Quelle: Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft, 2017

DIDAKTISCHE HINWEISE Die Mobilität von morgen wird geprägt durch technische Innovationen in den Bereichen Vernetzung und Automatisierung, Elektrifizierung und neue Urbane Mobilitätskonzepte. Eine digitale Revolution der Mobilität und die damit einhergehenden Dienstleistungen betreffen Schülerinnen und Schüler persönlich in ihrem Lebensumfeld. Das vorliegende Zeitbild WISSEN nimmt Entwicklungen rund um das Fahrzeug in den Fokus und ist auch zur Vorbereitung auf eine Exkursion zur diesjährigen IAA in Frankfurt am Main geeignet. Mithilfe der Arbeitsblätter können die Schülerinnen und Schüler die in den Lehrplänen verankerten inhaltsbezogenen und prozessbezogenen Kompetenzen am konkreten Beispiel der Themen Mobilität, Digitale Gesellschaft, Urbanisierung, Datenschutz, Erneuerbare Energien etc. erarbeiten. Sie können wirtschaftliche und technologische Prozesse nachvollziehen, deren Zusammenhänge verstehen und sowohl in aktuelle ökologische als auch in politische Diskussionen einsteigen. Außerdem kann das vorliegende Material sie unterstützen, eigene Verhaltensweisen zum nachhaltigen Umgang mit Ressourcen (z. B. beim Mobilitätsverhalten) zu reflektieren.

EINSATZRAHMEN Das vorliegende Magazin ist hauptsächlich für den Einsatz in der Sekundarstufe II sowie in beruflichen Schulen gedacht. Der Magazinteil auf den Seiten 4 bis 21 gibt Ihnen Hintergrundinformationen für die folgenden Arbeitsblätter, die zur Bearbeitung durch Schülerinnen und Schüler konzipiert sind. Beim Einsatz im Unterricht bietet sich eine arbeitsteilige Organisation in Kleingruppen an. Die inhaltliche Aufbereitung für eine Ergebnispräsentation kann durch die Recherche zusätzlicher Informationen umfassend gestaltet werden.

DIE ARBEITSBLÄTTER AB 1: AB 2: n AB 3: n AB 4: n AB 5: n AB 6: n AB 7: n AB 8: n AB 9: n AB 10: n n

Die digitale mobile Welt von heute In Zukunft mehr intermodal unterwegs Intelligente Mobilität von morgen – ein Rollenspiel Durch Vernetzung effizienter parken Elektromobilität im Visier Assistent, bitte übernehmen Sie! Keine Science-Fiction: Automatisiertes Fahren Welche Arten von Vernetzung gibt es im Verkehr? Smart Mobility – Simulation einer Anhörung Sie Die IAA Pkw als außerkönnen dieses schulischer Lernort Zeitbild WISSEN in Frankfurt kostenlos als PDF hier herunterladen: www.zeitbild.de

LEHRPLANANBINDUNG

Zum Themenbereich „Mobilität von morgen – Vernetzung und Automatisierung, Elektrifizierung und neue Urbane Mobilitätskonzepte“ lassen sich Bezüge zu den Lehrplänen der Sekundarstufe II herstellen: Geografie | Raumprägende Faktoren und raumverändernde Prozesse, Ressourcen und Nachhaltigkeit, Verkehrsinfrastruktur eines Verdichtungsraums, Urbanisierung Wirtschaft/Politik | Ökologie und wirtschaftliches Wachstum, Wirtschaftspolitische Ziele, Globalisierung und Unternehmensstandort Deutschland Physik/Technik | Alternative Energiegewinnung, Kraftfahrzeugtechnologie, Sensorik Informatik | Praktische Softwareentwicklung, MenschMaschine-Interaktion, Datenschutz und Datensicherheit Gesellschaftskunde | Gesellschaftlicher Wandel, Informationsgesellschaft, Politische Interessenkonflikte, Wirtschaft und Gesellschaft

LERNZIELE UND KOMPETENZEN Die Schülerinnen und Schüler sollen ... ... den gesellschaftlichen Wandel im Zusammenhang mit digitalen Nutzungsmöglichkeiten im Bereich Mobilität beschreiben und erklären. ... sich mit aktuellen Herausforderungen von Mobilitätsprozessen auseinandersetzen und Lösungsansätze erarbeiten. ... sich mit den Themen Datennutzung und Datenschutz auseinandersetzen und unterscheiden können, welche Arten von Daten entstehen und welche Richtlinien bei ihrer Verwendung zum Einsatz kommen. … Möglichkeiten zur Gestaltung nachhaltiger Mobilitätsprozesse in der Stadt, zwischen den Städten und außerhalb von urbanisierten Räumen erarbeiten. ... ihr eigenes Mobilitätsverhalten im Hinblick auf die Nutzung digitaler Techniken reflektieren. ... die Weiterentwicklung technischer Systeme im Zusammenhang mit Sicherheits- und Umweltfragen sowie hinsichtlich der Effizienz beschreiben und beurteilen. ... Herausforderungen, die eine weitere Digitalisierung von Mobilitätsprozessen mit sich bringt, kritisch reflektieren. ... vielfältige Informationsquellen bei der Bearbeitung der Themen nutzen. ... Informationen strukturiert für eine Ergebnis-Präsentation aufbereiten.

Methodenanbindung | Die Exkursion zum „Lernort IAA“ nach Frankfurt am Main kann für Schülerinnen und Schüler mit Aufgaben im Rahmen eines Projekttages oder für eine Facharbeit, ein Referat, eine Gruppenarbeit etc. verbunden werden. Das Magazin kann Lehrkräfte dabei unterstützen, einen Besuch auf der Internationalen Automobil-Ausstellung (IAA) mit Ihren Schülerinnen und Schülern im Unterricht vorzubereiten. Lehrkräfte sind mit ihren Klassen und Kursen aller Altersstufen und Schulformen willkommen, die IAA als außerschulischen Lernort kennenzulernen und für ihre individuelle Unterrichtsgestaltung zu nutzen. Die IAA ist die umfassendste Leistungsschau der Automobilbranche. In Frankfurt am Main präsentieren die Aussteller aus aller Welt aktuelle Innovationen für einen effizienten klimaund umweltfreundlichen sowie sicheren Personenverkehr.

i Anmeldung über die Lehrkräfte erhalten be ierten on einen stark reduz IAA-Schulklassenakti n und Kurse. Eintritt für ihre Klasse hulklassen unter www.iaa.de/sc Mehr Informationen Bildung | Im Rahmen der IAA können aktuelle weltwirtschaftliche, gesellschaftliche und technologische Strömungen entdeckt und komplexe Zusammenhänge im Bereich Mobilität anhand aktueller Praxisbeispiele vermittelt werden. Auch eine Recherche für die Themenfindung bei Facharbeiten und Referaten bietet sich an. Weiterhin können Klassen und Kurse ausstellende Unternehmen aus ihrer Region auf der IAA besuchen und sie auf den Messeständen, anders als bei Betriebsbesichtigungen, als repräsentative Arbeitgeber vor internationalem Messepublikum kennenlernen. Ausbildung | Als „Mobiles Klassenzimmer“ kann im Rahmen der IAA die individuelle Berufs- und Ausbildungsorientierung angestoßen werden. Im direkten Gespräch kann an den Ausstellerständen ein erster Kontakt zur Entscheidungsfindung und zu Bewerbungswegen geknüpft werden – teilweise sind auch praktische Erfahrungen möglich. Forschung | Technologische und prozessuale Neuentwicklungen der Aussteller sind vor Ort als Exponate frei zugänglich: Sie ermöglichen Schülerinnen und Schülern unmittelbare Erfahrungen mit anwendungsorientierter nachhaltiger Wissenschaft. Diese Erfahrungen sind trotz der aktuell möglichen Einbindung von Medien oft nicht im selben anschaulichen Maße im Unterricht möglich.

Fünf Kernthemen, drei Event-Formate | Die New Mobility World (NMW) ist das globale Zukunftslabor der IAA. Dort treffen sich Vertreter aus Politik und Wirtschaft sowie Technologie-Spezialisten, die die Mobilität von morgen mithilfe disruptiver Innovationen prägen. Das Ziel der NMW ist es, die Zukunft der Mobilität branchenübergreifend voranzubringen. Die NMW bietet an verschiedenen Orten auf dem Messegelände Jugendlichen die Möglichkeit, die Automobilbranche und viele neue Mobilitäts-Startups im Sinn des Wortes zu begreifen und die im Unterricht kennengelernten Sachverhalte praktisch zu sehen, zu erproben und zu reflektieren. Die Schülerinnen und Schüler können mithilfe dieses Unterrichtsmaterials Antworten rund um die fünf zentralen Themen der IAA/NMW finden: vernetztes Fahrzeug, automatisiertes Fahren, Elektromobilität, Urbane Mobilität und Mobilitätsdienste. Ebenfalls lassen sich auf Basis dieser Praxiserfahrungen schulische Projekte bearbeiten und alltagsbezogene Aufgabenstellungen finden, die den Unterricht variabler machen. Die fünf Kernthemen werden sowohl auf den Ständen der Aussteller erfahrbar als auch in drei Event-Formaten: New Mobility World PARCOURS (Agora und Halle 3.1) Auf den Teststrecken und Demonstrationsbereichen (drinnen/draußen) werden innovative Fahrzeuge vorgeführt und Fahrerlebnisse vermittelt. New Mobility World HALL (Halle 3.1) | Junge und etablierte Player unterschiedlicher Branchen präsentieren sich mit ihren Messeständen in klar gegliederten Themenparks. New Mobility World FORUM (Halle 3.1) | Pioniere der zukünftigen Mobilität kommen miteinander und mit ihrem Publikum in einen lebhaften Austausch bei Keynotes, Panels und Diskussionen. HALL und FORUM finden konzentriert vom 14. bis 17.09. in Halle 3.1 statt, der PARCOURS auf der Agora bis zum 24.09.2017. Weitere Informationen unter www.iaa.de/nmw Auf dem Arbeitsblatt 10, Seite 33, finden Sie für Ihre Schulklasse fünf Aufgabenstellungen, die Grundlage der IAA-Exkursion sein können.

GoIng – Workshops zur Berufsorientierung für die gymnasiale Oberstufe | Schülerinnen und Schülern der gymnasialen Oberstufe bieten die GoIng Informationsveranstaltungen auf der IAA die Möglichkeit, den Berufszweig der Ingenieurinnen und Ingenieure der Automobilbranche kennenzulernen. Professoren, Studenten und Praktiker erläutern die Bandbreite der Ingenieurstudiengänge rund um Fahrzeuge und Mobilität. Zudem erklären Personaler auf den Messeständen die Einstiegsmöglichkeiten in Unternehmen über Praktika, Studien- und Diplomarbeiten sowie Trainee-Programme. Bitte melden Sie Ihre Gruppe frühzeitig per Email an, da die Teilnehmerzahl für GoIng begrenzt ist: going@vda.de 23

Arbeitsblatt 1

Die digitale mobile Welt von heute

Die Nutzung des mobilen Internets hat in allen gesellschaftlichen Bereichen in den letzten Jahren rasant an Bedeutung gewonnen. Der schnelle Informationsaustausch führt u. a. auch zu Veränderungen im Mobilitätsverhalten. Routenplanungen, Reiseinformationen oder Hotelbuchungen können beispielsweise jederzeit und unkompliziert über das Smartphone ausgeführt werden. Mehr noch: Das Auto ist inzwischen Teil der vernetzten Welt geworden. Nach der Erfindung des Automobils stand zunächst die Optimierung der Mechanik zur schnelleren, sichereren und komfortableren Streckenbewältigung im Vordergrund. Doch schon bald hielt auch die Elektronik Einzug in das moderne Fahrzeug. Ihre Aufgabe ist die Steuerung der Bauteile, um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten. Durch den Einbau von Sensoren und Kameras hat das Auto zunächst „Fühlen“ und „Sehen“ gelernt. Diese Intelligenz war die Voraussetzung für die Vernetzung der Fahrzeuge. Inzwischen ist das Auto schon einen Schritt weiter: Es empfängt Daten aus verschiedenen Kanälen und tauscht die eigenen mit der gesamten Umwelt aus; es hat (um im Bild zu bleiben) Hören und Sprechen gelernt. Autos haben sich zu mobilen Informa-

tionsknoten entwickelt und bieten einen allumfassenden Blick auf das aktuelle Verkehrsgeschehen. Einige nennen diese Entwicklung „die digitale Revolution im Verkehr“, während andere Akteure eher von einem evolutionären Prozess sprechen. In der Praxis bedeutet das: Fahrzeuge wissen über Ampelphasen und Baustellen Bescheid, werden von vorausfahrenden Fahrzeugen in Sekundenbruchteilen vor aktuellen Gefahrensituationen wie Unfällen, Hindernissen oder Glatteis gewarnt und reagieren entsprechend. Durch genaue Ortsbestimmungen werden mögliche Kollisionen erkannt und automatisch verhindert. Sollte es dennoch nötig werden, sind Rettungskräfte in Echtzeit über Unfallhergang und -ort durch die automatische ecall-Technologie sofort informiert.

Internet unterwegs

2012

von je 100 Befragten in Deutschland in Prozent nutzen mobiles besitzen: Internet:

Smartphone 24 66 Laptop

58 62

59 Tablet

5 37

Quelle: Initiative D21, 2016

2016

Mit solchen und anderen Informationen lassen sich außerdem Staus vermeiden. Staubildende Faktoren werden frühzeitig erkannt und beeinflusst. Vernetzung findet aber nicht nur zwischen dem Auto und der Infrastruktur statt, sondern auch zwischen den einzelnen Verkehrsträgern; zusätzlich vernetzen sich Menschen untereinander über soziale Netzwerke. Verkehrssysteme, die intelligent verschiedene Verkehrsträger verknüpfen, bringen Menschen mit maßgeschneiderten Mobilitätslösungen schnellstmöglich und zuverlässig an ihr Ziel. Durch Internetzugang, den Zugriff auf eigene Daten und Medien sowie das Herunterladen von Apps können Fahrer zusätzlich die Dienste im Auto nutzen, die sie außerhalb mit PC und Smartphone schon heute selbstverständlich einsetzen.

Mobiles Surfen Häufige Onlineaktivitäten von mobilen Internetnutzern in Deutschland in Prozent Suchmaschine

Messengerdienste

Videos

Soziale Netzwerke

Lernangebote

Quelle: Initiative D21, 2016

ARBEITSAUFTRAG 1 2 3 4

Reflektieren Sie Ihr eigenes Nutzerverhalten: Notieren Sie, wofür Sie das mobile Internet überwiegend nutzen. Stellen Sie anhand von Beispielen dar, inwiefern die Digitalisierung ihre Mobilität mitgestaltet. Erläutern Sie, auf welchen Ebenen das Auto mittlerweile Teil der vernetzten Welt ist. Erörtern Sie gemeinsam den im Text genannten Begriff „digitale Revolution im Verkehr“. Diskutieren Sie, inwieweit es sich um eine Revolution oder um eine evolutionäre Entwicklung handelt.

Arbeitsblatt 2

In Zukunft mehr intermodal unterwegs

Egal, welches Verkehrsmittel man wählt, täglich kann es Verspätungen oder Ausfälle geben; Hindernisse wie Staus, Baustellen oder die Parkplatzsuche führen ebenfalls zu Verzögerungen. Um dies als Verkehrsteilnehmer zu erfahren und mögliche Alternativen zu überlegen, waren lange Zeit Verkehrsmeldungen, Durchsagen oder gar Schilderanzeigen die einzigen Hilfsmittel. Mittlerweile gibt es Apps, die solche Informationen mit mehreren Verkehrsmitteln in Echtzeit verknüpfen und individuelle Routen für Nutzer berechnen können. Diese Apps bieten neue Wege, um individuell und intermodal (d. h. mit mehreren Verkehrsmitteln in Kombination) mobil zu sein und Zeit, Nerven, Portemonnaie und nicht zuletzt Umwelt und Klima zu schonen.

INDIVIDUELLE FAHRTROUTEN AUF DATENBASIS Der Nutzer greift routiniert zum Smartphone. Er teilt mit, dass er Herrn Habbel in der Reinhardtstraße besuchen möchte. Die Datenbank weiß per GPS, wo sich das Smartphone, also der Nutzer, aufhält und macht ihm Vorschläge, wie er mit verschiedenen Verkehrssystemen (U-Bahn, S- Bahn, Bus, Auto, Roller, Fahrrad) am schnellsten in die Reinhardtstraße kommt. Aus dieser beispielhaften Anfrage geht hervor, was eine Intermodalitäts-App leistet: Digital werden große Datenmengen aus verschiedenen Quellen verknüpft sowie intelligent ausgewertet, um eine jeweilige Route für individuelle Anfragen zu einer bestimmten Zeit, für eine ad hoc definierte Strecke anbieten zu können. Viele Verbundsysteme und Mobilitätsanbieter stellen solche Fahrpläne mit ständig aktuellen Informationen in Echtzeit zur Verfügung.

SCHON GEWUSST? In Oldenburg fahren 40 Prozent der Menschen im geschäftlichen Verkehr mit dem Fahrrad, jedoch nur bei gutem Wetter. Bei schlechtem Wetter sinken die Zahlen und stattdessen fahren die Menschen mit dem Auto. Die Stadt nutzt nun Wetterprognosen, um beispielsweise aufgrund dieser Daten die Ampelschaltungen anders zu steuern.

ARBEITSAUFTRAG 1 Erklären Sie den Begriff „Intermodaler Verkehr“. 2 Erläutern Sie an Beispielen Vor- und Nachteile intermodaler Verkehrsmittelnutzung. 3 Effizienter intermodaler Verkehr basiert maßgeblich auf der mobilen Internetnutzung. Recherchieren Sie verschiedene Angebote für den Transport von Menschen und Gütern (Stichwort „Telematik“). Bewerten Sie Vorteile und Entwicklungspotenziale dieser bisherigen Lösungen. 4 Recherchieren Sie, welche Mobilitäts-Apps es von verschiedenen Anbietern (öffentlich/privat) derzeit gibt. Arbeiten Sie die Unterschiede heraus und diskutieren Sie, welche weiteren Funktionen Sie gerne in diesen Apps sehen würden und welche Daten dafür verknüpft werden müssten.

Arbeitsblatt 3

Intelligente Mobilität von morgen - ein Rollenspiel Unter dem Schlagwort „intelligente Mobilität“ entwickeln weltweit vor allem Kommunen innovative Konzepte, mit denen die Möglichkeiten der Digitalisierung auf Fahrzeuge und die Verkehrsinfrastruktur übertragen werden sollen. Zahlreiche Fragen sind dabei jedoch zu klären, unterschiedliche Interessen müssen berücksichtigt werden. In einer fiktiven Großstadt findet dazu eine Bürgerversammlung statt:

„Wir können unser Geld nur einmal ausgeben. Für Verkehrsinvestitionen brauchen wir entweder neue Einnahmequellen oder wir müssen an anderer Stelle sparen.“

Bürgermeisterin

„Ich möchte, dass mehr dafür getan wird, dass meine Kinder sicher im Straßenverkehr unterwegs sind. Was tut sich da gerade?“

„Digitalisierung ist Basis für neue Geschäftsideen und Arbeitsplätze auch im Bereich Mobilität. Aber Apps können nur so gut sein wie die Daten, zu denen sie Zugang haben.“

Internet-Startup

„Mehr Digitalisierung bedeutet mehr Daten von allen Beteiligten. Wer wird sich endlich um sichere und geschützte Daten kümmern? Und wann?“

Datenschützer

Familienvater

„Auf Straße, Schiene und in der Luft wird der Verkehr weiter zunehmen. Welche Chancen gibt es da noch für Umwelt und Klima?“

Umweltaktivist

„Viele meiner Kollegen fahren flexibel mit dem eigenen Wagen, dem Leihauto, einem Elektroroller oder per ÖPNV ins Büro. Das ist für mich bisher nur ein Traum, denn ich wohne am Stadtrand und somit nicht im Geschäftsbereich vieler Sharing-Angebote. Wann stehen diese auch in weniger urbanen Gebieten zur Verfügung?

Büroangestellte

ARBEITSAUFTRAG 1 Fassen Sie die dargestellten Herausforderungen, die sich im Zusammenhang mit der vernetzten Mobilität ergeben, kurz zusammen. 2 Arbeiten Sie in Kleingruppen. Wählen Sie eine der dargestellten Herausforderungen aus Aufgabe 1 gemeinsam aus. Stellen Sie den gewählten Themenbereich mithilfe einer Internetrecherche in der Tiefe dar. 3 Stellen Sie dar, welche unterschiedlichen Lösungen es für die genannten Herausforderungen geben könnte, und diskutieren Sie diese. Formulieren Sie eine Empfehlung.

Arbeitsblatt 4

Durch Vernetzung eff izienter parken

Die Vernetzung der Verkehrsakteure kann den urbanen Verkehr an vielen Stellen effizienter und umweltfreundlicher machen. Ein Beispiel: Knapper Parkraum und starker Personenund Wirtschaftsverkehr führen in Städten zu zunehmendem Parksuchverkehr. Damit gehen oft unnötige Belastungen durch Lärm, Abgase und Zeitverlust für alle Beteiligten einher. In dem Forschungsprojekt „Auskunft über verfügbare Parkplätze“ im Auftrag der Forschungsvereinigung Automobiltechnik e. V. aus dem Jahr 2015 konnte gezeigt werden, dass eine bessere digitale Vernetzung der Verkehrsteilnehmer und der Infrastruktur in den Städten diese Belastungen zum Teil erheblich verringern kann.

Zur Untersuchung wurden Städte in Cluster geordnet:

Dann wurden verschiedene Entwicklungsszenarien erarbeitet:

Cluster 1 mit 13 Städten: Städte mit hoher Siedlungsdichte (< 7.000 Ew./km2) und hohem Parkraumbedarf, z. B. Berlin, Frankfurt/M., Düsseldorf

Szenario 1: Die Entwicklung verläuft so weiter wie bisher; die öffentliche Hand ist weitgehend für Ausbau und Datenmanagement zuständig; private Akteure bleiben auf Einzelanwendungen beschränkt.

Cluster 2 mit 94 Städten: Städte mit mittlerer Siedlungsdichte (< 5.000 Ew./km2) und mittlerem Parkraumbedarf, z. B. Hannover, Ulm, Kiel

Szenario 2: Problemdruck verschärft sich u. a. durch Urbanisierung; IT- und Automobilwirtschaft bieten verstärkt Lösungen an; Nachfrage bei der Bevölkerung nach technisch fortschrittlichen Anwendungen wächst; Verkehrsdaten werden zentral vernetzt und nutzbar gemacht.

Cluster 3 mit 791 Städten: Städte mit geringer Siedlungsdichte (< 3.000 Ew./km2) und geringem Parkraumbedarf, z. B. Chemnitz, Rostock, Magdeburg

Danach wurde berechnet, wie sich die prognostizierten Entwicklungen z. B. allein im Privatverkehr auswirken: Einsparung pro Jahr Städtecluster

Fahrleistung Mio. km

Benzin Mio. l

Diesel Mio. l

CO2 t

236

699

10,94

32,37

6,59

19,49

44.061

130.413

153

602

7,07

27,86

4,26

16,78

28.494

112.264

108

986

6,00

45,68

3,01

27,51

20.165

184.071

FAHRERLOSES PARKEN Rund 40 Prozent aller Pkw-Unfälle mit Sachschaden entstehen beim Parken und Rangieren. Ca. zehn Minuten dauert es im Schnitt, bis eine passende Lücke gefunden wird. Moderne Fahrzeuge bieten die Möglichkeit, das Parken für den Fahrer zu übernehmen – egal ob auf dem eigenen Stellplatz, am Straßenrand oder im Parkhaus. ARBEITSAUFTRAG 1 Arbeiten Sie in Gruppen: a) Vergleichen Sie die ermittelten Einsparungen und erläutern Sie, warum sich die Resultate unterscheiden. b) Ermitteln Sie, in welches Cluster Ihre Stadt eingeordnet werden kann und welches Einsparpotenzial sich ergeben könnte. c) Recherchieren Sie z. B. im Stadtplanungsamt, welche Pläne für die Digitalisierung und Vernetzung der Parkraum angebote in Ihrer Kommune vorliegen und ggf. bereits umgesetzt wurden. 2 Leiten Sie Handlungsansätze und Empfehlungen für die Verkehrspolitik in Ihrer Kommune ab und formulieren Sie ein entsprechendes Empfehlungspapier. 3 Rund um das Thema „Fahrerloses Parken“ werden schon heute innovative Lösungen angeboten, die das Parken komfortabler, sicherer und effizienter machen – egal ob auf dem eigenen Stellplatz, am Straßenrand oder im Parkhaus. Recherchieren Sie in diesem Zusammenhang in Kleingruppen die Begriffe „Community-based Parking“, „Homezone Parking“, „Schlüsselparken“, „Automated Valet Parking“ und erläutern Sie diese in Kurzvorträgen.

Arbeitsblatt 5

Elektromobilität im Visier

Im Personenverkehr in Deutschland sind die Verkehrsleistungen in den vergangenen Jahren stetig gestiegen. Die Bundesregierung prognostiziert bis 2030 einen Anstieg des Pkw-Verkehrs gegenüber dem Jahr 2010 von rund zehn Prozent. Da es gleichzeitig gilt, Klimaschutzziele zu erfüllen, entwickelt die Automobilbranche Einspartechnologien für die konventionellen Antriebe und alternative Motoren.

OTTO, HYBRID, DIESEL, ELEKTRO & CO

FÖRDERUNG DER ELEKTROMOBILITÄT

Bei den konventionellen Antrieben Otto- und Dieselmotor sinken die Emissionen seit Jahren. Gleichzeitig ist mittlerweile eine Bandbreite an alternativen Antrieben wie z. B. Plug-In Hybrid (PHEV), Elektro (BEV), Erdgas (CNG) und Flüssiggas (LPG) serienreif auf dem Markt verfügbar. Rund um die Brennstoffzelle wird weiter intensiv geforscht und getestet. Gleichwohl prognostizieren Experten, dass bis 2040 noch fast 50 Prozent der Pkw (unter Berücksichtigung der Hybridantriebe) mit einem Ottomotor ausgestattet sein werden.

Derzeit sind in Deutschland 45 Millionen Fahrzeuge mit konventionellen Antrieben unterwegs. Im urbanen Raum mit kurzen Distanzen und häufigem Start-Stopp-Betrieb eignet sich der Einsatz von elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugen. Derzeit sind rund 65.000 Elektrofahrzeuge in Deutschland unterwegs – im Vergleich zur Gesamtmenge der Fahrzeuge in Deutschland sind das 0,11 Prozent (Stand: Anfang Juni 2017).

Prognose 2040: Alternative und konventionelle Antriebe gemeinsam (weltweit) Benzin

CNG/komprimiert Erdgas-Hybrid

SCHON GEWUSST?

Benzin-Hybrid

LPG/Autogas

Diesel

Plug-in-Hybrid-Benzin

Viele Städte und Kommunen haben Initiativen gegründet, um die Elektromobilität in ihrer Region zu fördern: Die Stadt Wolfsburg z. B. hat das Ziel, bis 2025 eine Ladeinfrastruktur aufzubauen, um eine Fahrzeugbestandsquote von 50 Prozent Elektrofahrzeugen versorgen zu können.

Diesel-Hybrid

BEV/batteriebetriebenes Fahrzeug

CNG/komprimiertes Erdgas

Fuel Cell/Wasserstoff

2013

2020

2030

2040

Quelle: Shell Pkw-Szenarien bis 2040, 2014

ARBEITSAUFTRAG 1 Recherchieren Sie auf der Website des Kraftfahrt-Bundesamtes für Ihr Bundesland, wie die Zusammensetzung der Antriebstechnologien verteilt ist. Unterscheiden Sie nach Otto, Diesel, Hybrid, Elektro etc. 2 Stellen Sie Initiativen aus Ihrem Bundesland rund um Elektromobilität vor. Welche Akteure aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft engagieren sich? Was sind die Ziele? Welche Maßnahmen sind bereits konkret, welche Aufgaben müssen von wem noch erfüllt werden? Welche Möglichkeiten der Teilhabe an diesem Prozess sehen Sie? 3 Finden Sie heraus, ob Fahrschulen in Ihrer Nähe auf die Elektromobilität im Rahmen der Fahrausbildung bereits eingehen und falls ja, in welchem Rahmen. Planen und führen Sie ein Interview mit einem Fahrschullehrer dahingehend, was das Elektroauto vom konventionellen Fahrschul-Pkw unterscheidet und was dabei für den Führerschein Klasse B zu beachten ist.

Arbeitsblatt 6

Assistent, bitte übernehmen Sie!

Umfeldsensoren Fachbereichsradar Detektionsbereich bis 250 m, horiz. Öffnungswinkel: 30° Nachtsichtkamera Detektionsbereich bis 150 m, horiz. Öffnungswinkel: 32° Mittelbereichsradar Front Detektionsbereich bis 160 m, horiz. Öffnungswinkel: 45° Video / Stereo-Video Detektionsbereich bis 80 m, horiz. Öffnungswinkel: 41°

Ultraschallsensor Detektionsbereich bis 5 m, horiz. Öffnungswinkel: 120° (single sensor) Rückfahrkamera Detektionsbereich bis 15 m, horiz. Öffnungswinkel: 130° Nahbereichskamera Detektionsbereich bis 10 m, horiz. Öffnungswinkel: 130° Mittelbereichsradar Heck Detektionsbereich bis 100 m, horiz. Öffnungswinkel: 150° Quelle: Bosch

Fahrerassistenzsysteme sind technische Zusatzeinrichtungen in Fahrzeugen, die Fahrer in bestimmten Situationen unterstützen und entlasten. Im Vordergrund stehen dabei Aspekte der Sicherheit und des Komforts. Die unterschiedlichen Systeme warnen die Fahrer mit optischen, akustischen oder haptischen Signalen vor oder während auftretender Gefahrensituationen (passiv). Andere Systeme beeinflussen im Gefahrenfall die Beschleunigung bzw. das Bremsen oder das Lenken des Fahrzeugs aktiv.

Fahrerassistenzsysteme müssen Fahrzustände und zunehmend Fahrsituationen erkennen und bewerten können. Dafür werden zahlreiche Sensoren benötigt. Neben denjenigen, die den Motor- und Fahrwerkszustand des eigenen Fahrzeugs überwachen, spielen Sensoren für die Fahrzeugumfelderkennung eine zunehmend größere Rolle. Zusätzlich zu Ultraschall für die Nahfeldüberwachung (z. B. Einparkhilfe) werden Radar und Lidar (Licht-Radar) für weite Entfernungen (z. B. Abstandsregelung) und verschiedene Kameras (sichtbares Licht, Infrarot) für die Identifizierung optischer Strukturen (z. B. Fahrbahnmarkierungen, Verkehrszeichen) und Objekte (z. B. Fahrzeuge, Personen) verwendet. An der Signalverarbeitung, Auswertung und Interpretation sind oftmals eine Mehrzahl von Steuergeräten beteiligt. Mit der Verknüpfung der verschiedenen Sensorinformationen (Sensordatenfusion) sind neue Fahrerassistenzfunktionen bis hin zum automatisierten Fahren möglich.

ARBEITSAUFTRAG 1 Beschreiben Sie generelle Aufgaben von Fahrerassistenzsystemen auf allen Ebenen der Verkehrsakteure. 2 Erläutern Sie, auf welcher technischen Ausstattung Fahrerassistenzsysteme basieren. 3 Stellen Sie mithilfe einer Recherche verschiedene Fahrerassistenzsysteme vor. Recherchieren Sie aktuelle Weiterentwicklungen von Fahrerassistenzsystemen: Was ist geplant, was in Erprobung? Wie wichtig ist Serienreife? 4 Dem Einsatz von Fahrerassistenzsystemen sind rechtliche Grenzen gesetzt. Recherchieren Sie zu den unterschiedlichen rechtlichen Rahmenbedingungen auf deutscher, europäischer und internationaler Ebene. Die Wiener Straßenverkehrskonvention von 1968 fordert beispielsweise in Artikel 8, Absatz 5, dass ein Fahrer jederzeit die Kontrolle über sein Fahrzeug behalten muss. Nehmen Sie anhand von aktuellen Beispielen Stellung zu dieser Aussage.

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Keine Science-Fiction: Automatisiertes Fahren

Die Anzahl der fahrzeugeigenen Assistenzsysteme, die den Fahrer unterstützen können, nimmt auf Basis technologischer Weiterentwicklungen der vergangenen Jahre weiter zu: Schon heute entlastet der Stauassistent den Fahrer im Stop-and-go-Verkehr auf der Autobahn oder der Parkassistent beim Rangieren und Manövrieren. Automatisierung im Verkehr ist damit keine Science-Fiction mehr. Vielmehr nähern sich die modernen Fahrzeuge mit jeder Neuentwicklung weiterer Assistenzfunktionen dem automatisierten Fahren an. In Deutschland werden seit Jahren von allen namhaften Herstellern und Zulieferern entsprechende Technologien in der Praxis getestet. FORSCHUNGSPROJEKT „STADTPILOT“

Autos fast nur auf Autobahnen getestet worden, in den Stadtverkehr trauten sich Forscher nur zögernd. Maurer erklärt, Schon 2010 bewegte sich ein Fahrzeug mit automatisierten warum: „Auf der Autobahn ist das größte Problem, aufmerkFahrfunktionen wie von Geisterhand durch Braunschweig. Es sam zu bleiben, der Ablauf ist monoton – aber das ist auf hielt die Spur, bog ab und passte Abstand und Tempo dem einem Rechner viel leichter zu implementieren.“ In der Stadt fließenden Verkehr an. „Alle Prototypen, die jetzt unterwegs ist der Verkehr vielfältiger: Neben Autos und Lkw sind auch sind, sind teilautomatisiert“, sagt Markus Maurer. „Da sitzt aus Fußgänger, Rad- und Mofafahrer unterwegs, Ampeln müssen gutem Grund immer ein Sicherheitsfahrer drin, der im beachtet werden. „Von der Komplexität her ist der Notfall übernimmt.“ Maurer leitet die ArbeitsStadtverkehr die größte Herausforderung gruppe für elektronische Fahrzeugsysteme an das assistierte oder automatisierte an der Technischen Universität BraunSCHON GEWUSST? Fahren“, sagt Maurer. „Computer sind schweig, er war bei der Erprobung des gut in schematischen Abläufen, Testfahrzeugs dabei. Die Forscher Für das automatisierte Fahren sind aber von den Transferleistungen, der TU und des Niedersächsischen Technologien entscheidend, mit denen Fahrdie ein Mensch ständig erbringt, Forschungszentrums Fahrzeugzeuge neben anderen Verkehrsakteuren und ist die Maschine noch sehr technik (NFF) waren Vorreiter in Verkehrszeichen auch Fußgänger, Fahrradfahrer weit entfernt.“ Der Fahrer im Sachen automatisiertes Fahren. oder Hunde fehlerfrei erkennen können. Deshalb Stadtverkehr beherrscht und „Unser Fahrzeug demonstrierte arbeiten Fahrzeughersteller an einer sogenannbefolgt nicht einfach nur erstmals öffentlich automatiten automatischen Szenenanalyse. Dabei lernt Regeln, er muss ständig die siertes Fahren im Stadtverkehr“, das Auto beispielsweise, anhand der Position Umwelt wahrnehmen und viele sagt Maurer. Ruckelig, aber doch eines Fußgängers am Straßenrand sowie Entscheidungen treffen – oft sicher fand der Testwagen seinen seiner Kopfhaltung und Körperstellung zu binnen Sekundenbruchteilen. All Weg durch den regulären Verkehr prognostizieren, ob dieser gleich die das muss ein automatisiert fahrendes auf dem Braunschweiger Stadtring. Straße überqueren wird. Auto auch können. Zuvor waren selbstständig fahrende

ARBEITSAUFTRAG 1 Verschiedene Unternehmen in Deutschland führen Fahrer und Fahrzeuge schrittweise mit der Entwicklung neuer Fahrerassistenzsysteme an das automatisierte Fahren heran. Recherchieren Sie die einzelnen Schritte und analysieren Sie diese evolutionäre Strategie. 2 Stellen Sie dar, welche besonderen Herausforderungen der Stadtverkehr in Abgrenzung zu anderen Fahrsituationen bei der Entwicklung des „automatisierten Fahrens“ darstellt. a) Diskutieren Sie anhand der aktuellen Anpassungen im Straßenverkehrsrecht, ob der Mensch zukünftig beim Auto fahren noch eine Rolle spielen wird. Wenn ja, welche? b) Erläutern Sie die Unterschiede des vernetzten und des automatisierten Fahrens. Warum ergibt es Sinn, diese beiden Begriffe voneinander zu unterscheiden?

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Welche Arten von Vernetzung gibt es im Verkehr?

V2V Die Vernetzung von Fahrzeugen miteinander, mit der Umgebung und der Infrastruktur kann völlig neue Möglichkeiten schaffen, die weit über herkömmliche Fahrfunktionen hinausgehen. Gerade die Funktionen des automatisierten Fahrens können erst durch Vernetzung voll erschlossen werden. So können einzelne Fahrzeuge Informationen erhalten, die über die Sichtweite des menschlichen Auges und der fahrzeugeigenen Sensoren weit hinausgehen. Diese Kommunikation kann zwischen Fahrzeugen (Vehicle-to-Vehicle, V2V), zwischen Fahrzeugen und der Infrastruktur (Vehicle-toInfrastructure, V2I) sowie zwischen Fahrzeugen und Servern von beispielsweise dem Fahrzeughersteller, IT-Zentralen oder Leitstellen (Vehicle-to-IT-Backend, V2B) stattfinden. Als Überbegriff für die Kommunikation des Fahrzeugs mit verschiedenen Adressaten wird auch der Begriff Vehicleto-X (V2X) verwendet.

V2B V2X V2I DIGITALES TESTFELD A9 In Feldversuchen konnte bereits gezeigt werden, dass bspw. der Informationsaustausch mittels Vehicle-to-Infrastructure Unfallrisiken verringert und zu Kraftstoffeinsparungen führt. Die Erprobung der Technologien wird in Deutschland im Rahmen verschiedener Testfelder unter realen Bedingungen durchgeführt – beispielsweise im „Digitalen Testfeld Autobahn“. Der Autobahnabschnitt der A9 zwischen München und Nürnberg wurde mit Technologie für Sensoren, Messeinrichtungen und Kommunikation ausgerüstet. Das Ziel des Tests: mithilfe neuer Technologien nie wieder Unfälle, stockender Verkehr und unnötige Abgase im Verkehr.

INTELLIGENTE AMPELN Bei der Forschungsinitiative Urban 31 haben sich Partner aus Automobilund Zulieferindustrie, Elektronik- und Softwarefirmen mit Stadtverwaltungen zusammengeschlossen. Hier stehen, mit einem Budget von 80 Millionen Euro, intelligente Ampeln und auch wieder

die Kommunikation zwischen Fahrzeugen und der Infrastruktur im Fokus: „Kreuzungen sind im urbanen Raum das Nadelöhr“, sagt Holger Poppe von einem großen deutschen Automobilhersteller. „Hier werden die Emissionen ganz wesentlich festgelegt.“ Deshalb wird getestet, wie Auto und Ampel Kontakt miteinander aufnehmen können. Die Ampel sendet dazu dem Fahrzeug einen Hinweis, wie lange es noch dauert, bis sie auf Grün umspringt. Der Fahrer kann so das Tempo verlangsamen und muss nicht abrupt abbremsen. Oder die Ampel weist das Auto schon von Weitem auf eine Rotphase hin. Kreuzungslotsen nennen die Forscher das. Andersherum können die Autos aber auch Informationen an die Ampel zurücksenden, damit sie ihren Rhythmus verbessern kann. Voraussetzung dafür sei aber, „dass die Ampeln mit den Fahrzeugen endlich reden“, sagt Konzernforscher Poppe. In Braunschweig gibt es zu Forschungszwecken bereits Dutzende schlauer Lichtanlagen. Die Begeisterung für intelligente Verkehrsführung eint Forscher auf der ganzen Welt. Staatliche Aktionspläne und teuer geförderte Projekte gibt es deshalb in fast allen Industrienationen.

ARBEITSAUFTRAG 1 Erklären Sie die Bezeichnung Vehicle-to-Infrastructure-Kommunikation und erarbeiten Sie die Unterschiede zu den anderen Vernetzungsebenen. 2 Finden Sie Beispiele für die verschiedenen Vernetzungsebenen und warum durch diese Kommunikation jeweils Unfallrisiken vermindert und Emissionen gespart werden. 3 Der Aufbau einer intelligenten Infrastruktur kostet Geld. Recherchieren Sie zu dem Verhältnis von Kosten und Nutzen dieser Investitionen und diskutieren Sie darüber. 4 Informieren Sie sich zum Pilotprojekt „Digitales Testfeld Autobahn A9“ des Bundesverkehrsministeriums und stellen Sie die wesentlichen Aspekte des Projektes vor. Welche weiteren Testfelder gibt es aktuell in Deutschland? 5 Ermitteln Sie die politischen Akteure im Zusammenhang mit infrastrukturellen Maßnahmen: Wer ist für „sprechende Ampeln“, für die Ausrüstung von Autobahnen mit Kommunikationstechnik und ähnliche Maßnahmen zuständig?

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Smart Mobility – Simulation einer Anhörung

Ein Großteil der parlamentarischen Arbeit des Deutschen Bundestages findet in den derzeit 23 ständigen Ausschüssen des Deutschen Bundestages statt. In der Regel steht je einem Bundesministerium ein Fachausschuss gegenüber. Die Ausschüsse sind entsprechend den Kräfteverhältnissen der verschiedenen Fraktionen mit Abgeordneten besetzt. Sie konzentrieren sich pro Ausschuss auf ein jeweiliges Teilgebiet der Politik. Die Ausschussmitglieder beraten alle dazugehörigen Gesetze vor der Beschlussfassung und versuchen, einen mehrheitsfähigen Kompromiss zu finden. Dafür werden auch öffentliche Anhörungen von Sachverständigen, Interessenvertretern und anderen Auskunftspersonen zu Gesetzentwürfen und Anträgen durchgeführt, so auch im Ausschuss für Verkehr und digitale Infrastruktur. In einer (fiktiven) Anhörung zur Frage „Welche weiteren Rahmenbedingungen benötigen die vernetzte und die automatisierte Mobilität, um die sogenannte Smart Mobility zu ermöglichen?“ machen Fachleute folgende Aussagen:

„Die digitale Vernetzung der Mobilität kann nur gelingen, wenn IT-Unternehmen, Automobilhersteller und Mobilfunkanbieter die technischen Voraussetzungen gemeinsam schaffen. Insbesondere kommt es darauf an, verbindliche Standards festzulegen, damit alle digitalen Komponenten eine ‚gemeinsame Sprache’ sprechen.“

„Die Vorteile des vollautomatisierten Fahrens werden technisch schon in absehbarer Zeit marktreif sein. Wichtig wird jedoch die Frage, in welchen Situationen und in welchem Ausmaß die Menschen bereit sein werden, die Kontrolle abzugeben. Wenn eine breite Akzeptanz innerhalb der Bevölkerung geschaffen werden kann, wird sich das vollautomatisierte Fahren auch durchsetzen. Nur fehlerfrei funktionierende Systeme können hier Vertrauen schaffen.“

„Die vernetzte Mobilität erfordert eine umfangreiche Modernisierung der Infrastruktur. Schließlich sollen nicht nur die Fahrzeuge untereinander, sondern auch Verkehrszeichen, Baustellen, Ampeln, Haltestellen usw. kommunizieren. Wer die Kosten für diese Modernisierung tragen soll, ist noch völlig ungeklärt.“

„Im Frühjahr 2017 hat der Deutsche Bundestag mit einem Gesetz die rechtlichen Rahmenbedingungen für das automatisierte Fahren in Deutschland geschaffen. Darin wurden Haftungsfragen geklärt, technische Vorgaben für eine Blackbox im Fahrzeug festgelegt und vieles mehr. Die Fahrer haben nunmehr Rechtssicherheit wenn sie automatisierte Fahrfunktionen in ihrem Auto nutzen. Damit die Automobilbranche auch auf anderen Feldern Planungssicherheit hat, werden wir weitere Gesetze zu ändern haben, wenn wir wollen, dass sich Deutschland zum Leitmarkt für vernetztes und automatisiertes Fahren entwickelt.“

„Eine Herausforderung besteht zukünftig im Bereich der Datensicherheit. Die elektronische Steuerung in Fahrzeugen findet heute meist in fahrzeuginternen, geschlossenen Systemen statt. Ein externer Zugriff ist kaum möglich. Bei vernetzten Fahrzeugen müssen zukünftig systembedingt große Datenmengen über das Internet – im Fachterminus Over the Air (OTA) – nach außen gesendet werden. Welche Daten dabei frei verfügbar sein dürfen und welche sensibel behandelt werden müssen, dafür muss es eindeutige gesetzliche Bestimmungen geben. Auch der Schutz vor illegalem Zugriff auf Daten muss unbedingt gewährleistet sein.“

ARBEITSAUFTRAG 1 Fassen Sie die dargestellten Herausforderungen, die sich im Zusammenhang zum einen mit der vernetzten Mobilität, zum anderen mit der (voll-)automatisierten Mobilität ergeben, kurz zusammen. 2 Arbeiten Sie in Kleingruppen. Wählen Sie eine der dargestellten Herausforderungen aus Aufgabe 1 gemeinsam aus. Stellen Sie den gewählten Themenbereich mithilfe einer Internetrecherche in der Tiefe dar. 3 Stellen Sie dar, welche unterschiedlichen Lösungen es für die genannten Herausforderungen geben könnte, wer daran beteiligt wäre und diskutieren Sie diese Ansätze. Formulieren Sie eine Empfehlung.

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Die IAA Pkw als außerschulischer Lernort in Frankfurt

Bereits heute werden unsere Entscheidungen, wo und wie wir unterwegs sind, durch Entwicklungen von Automatisierung, Vernetzung und Elektrifizierung unterstützt. Damit Jugendliche diese Phänomene als Teil des persönlichen Lebensalltags nachvollziehen und eigenes Mobilitätsverhalten reflektieren können, bietet sich an, die Internationale Automobil-Ausstellung (IAA) Pkw zu besuchen. Sie ist die weltweit größte Ausstellung zur Mobilität von morgen. Dabei geht es auch um die Herausforderungen Klimawandel, Ressourcenknappheit und Bevölkerungswachstum. Die Exkursion bietet sich thematisch entlang der New Mobility World vor Ort an:

FÜNF KERNTHEMEN Die New Mobility World ist das Zukunftslabor der IAA. Sie ermöglicht an verschiedenen Orten auf dem Messegelände, die im Unterricht behandelten Sachverhalte auszuprobieren und Antworten rund um die zentralen Themen zu finden: vernetztes Fahrzeug automatisiertes Fahren n Elektromobilität n Urbane Mobilität n Mobilitätsdienste n n

Auch stehen Personalverantwortliche bei den Ausstellern Rede und Antwort zu Fragen zur individuellen Ausbildungsund Berufswahl.

ARBEITSAUFTRAG 1 VERNETZTES FAHRZEUG Digitale Vernetzung wird den Personenverkehr weiterhin umformen. Ziel vernetzter Fahrzeuge ist es, dazu beizutragen, den Verkehr (auch ÖPNV) für alle Beteiligten sicherer, effizienter und komfortabler zu machen. Informieren Sie sich über die verschiedenen Ebenen der mobilen Vernetzung – auch im Zusammenspiel mit anderen Verkehrsakteuren und der Infrastruktur. Sammeln Sie auch mithilfe von Experten aktuelles Material, um die technologischen Anwendungen Ihrem Kurs zu präsentieren. 2 AUTOMATISIERTES FAHREN Die Automobilunternehmen in Deutschland verfolgen sowohl den evolutionären als auch den revolutionären Ansatz beim automatisierten Fahren. Informieren Sie sich über die beiden Ansätze und ihre jeweiligen Gründe. Welche Teilstufen gibt es, welchen speziellen Nutzen erfüllen bereits entwickelte Systeme schon heute? Was muss geklärt werden, bevor vollautomatisierte Fahrzeuge auf öffentlichen Straßen unterwegs sein können? Beantworten Sie die Fragen am Beispiel eines Herstellers Ihrer Wahl mithilfe einer Fotostory oder einer Videoreportage. Entwickeln Sie vorab einen Drehplan inkl. kurzer O-Töne (bitte auf Messeständen individuell um Aufnahmeerlaubnis fragen). 3 ELEKTROMOBILITÄT Recherchieren Sie zum Thema Elektromobilität im IAA-Neuheitenverzeichnis (ab Messebeginn auf iaa.de kostenlos erhältlich) online und vor Ort am New Mobility World PARCOURS auf der Agora. Erörtern Sie die Vor- und Nachteile der Elektromobilität bezüglich der typischen Einsatzstrecken und Fahrprofile in der Stadt, im ländlichen Gebiet und auf Fernstrecken. 4 URBANE MOBILITÄT Ressourcenknappheit, Urbanisierung, Bevölkerungswachstum sowie der Umwelt- und Klimaschutz stellen große Anforderungen an die Mobilität von morgen. Auf der IAA werden verschiedene Lösungsansätze präsentiert. Welche Messe-Innovation spricht Sie in Ihrem Mobilitätsverhalten an? Was würde sich in Ihrem Heimatort damit konkret ändern? Stellen Sie dies mithilfe einer Mindmap dar. Erläutern und bewerten Sie diese Punkte in einem kurzen Essay. 5 MOBILITÄTSDIENSTE Carsharing, Kartendienste, Taxivermittlung, Community-based Parking – die Bandbreite an Mobilitäts-Dienstleistungen wächst. Entwickeln Sie vor der Exkursion fünf Fragen, um neue Services umfassend erläutern zu können. Beispiel: Welches Mobilitätsproblem soll gelöst werden? Welche Daten sind von den Beteiligten nötig? Welches Format hat der entsprechende Aussteller gewählt, um Besuchern diese Idee nahezubringen? Entscheiden Sie sich vor Ort für eine Anwendung, deren Zweck Sie interessiert, und führen Sie ein kurzes Interview mit Vertretern des entsprechenden Anbieters. Stellen Sie den Mobilitätsdienst anschließend im Rahmen eines Referats, einer Fach- oder Projektarbeit vor. 33

GLOSSAR Automated Valet Parking | Das Fahrzeug fährt im Parkhaus fahrerlos und vollautomatisiert zum Parkplatz. Kehrt der Fahrer zum Parkhaus zurück, kommt das Fahrzeug auf Befehl per Smartphone direkt zum Abholbereich. Der Fahrer muss nur noch einsteigen. Automatisierung | Beschreibt die zunehmende Automation von Fahr- und Parkfunktionen. Die Funktion kann, je nach Ausprägung, Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs übernehmen. Vehicle-to-Vehicle-Kommunikation | Bezeichnet den Informationsaustausch zwischen zwei oder mehr Fahrzeugen. CO2-Emissionen | Emissionen von Kohlenstoffdioxid (CO2), die aus der Verbrennung von fossilen Energieträgern hervorgehen. Sie gelten als Hauptursache für die globale Erwärmung der Erdatmosphäre. Verschiedene Gesetze haben zum Ziel, die CO2-Emissionen bspw. im Bereich Mobilität zu verringern.

Weg auch in Echtzeit wiederum Daten über freie Parkplätze von anderen Fahrzeugen. Die Fahrer werden vom Fahrzeug ohne Umwege zu Zonen mit freiem Stellplatz geführt. Disruption | Eine disruptive Technologie (engl. disrupt – unterbrechen, zerreißen) ist eine Innovation, die eine bestehende Technologie, ein bestehendes Produkt oder eine bestehende Dienstleistung vollständig verdrängt. Freefloating Carsharing | Im Gegensatz zum stationären Carsharing stehen die Fahrzeuge frei im öffent-lichen Parkraum einer (Groß-)Stadt zur Verfügung. Registrierte Nutzer können sie per App finden, reservieren und nutzen. Nach der Fahrt können sie im entsprechenden Geschäftsbereich abgestellt werden.

Codezeilen | Programmzeilen von Softwareanwendungen: Viele Zeilen stehen für einen potenziell höheren Programmieraufwand.

Homezone Parking | Den genauen Weg in den heimischen Parkplatz bringt der Fahrer dem Parkassitenten einmalig bei, indem er die gewünschte Route manuell abfährt. Immer wenn das Fahrzeug danach diese Startposition erneut erreicht, manövriert der Homezone-Parkassistent das Fahrzeug automatisiert und komfortabel auf den Zielparkplatz.

Community-based Parking | Fahrzeuge übernehmen die Parkplatzsuche. Dazu übermitteln diese Fahrzeuge ständig Daten über freie Parkplätze am Wegesrand an einen Cloud-Server und erhalten auf diesem

Intermodaler Verkehr | Beim intermodalen Verkehr werden Personen auf einer Strecke von mehreren unterschiedlichen Verkehrsträgern (Bus, Eisenbahn, Pkw, Fahrrad, etc.) befördert.

Lidar | Englische Abkürzung für Light detection and ranging. Mittels Laserstrahlen werden bei dieser Technologie Abstandsund Geschwindigkeitsmessungen vorgenommen. Over the Air (OTA) | Kabellose Datenübertragung (Synonym für „wireless“). Personenkilometer (Pkm) | Maß für die Transportleistung im Personenverkehr. Schlüsselparken | Vor dem Park-manöver kann der Fahrer das Fahrzeug verlassen und so beispielsweise bei engen Querparklücken ganz komfortabel aus- und einsteigen. Das Manöver wird dann bequem via Smartphone oder Autoschlüssel gestartet. Dabei übernimmt das Fahrzeug das Einund Ausparken für eine ausgewählte Parklücke selbstständig. Tonnenkilometer (tkm) | Maß für die Transportleistung im Güterverkehr. Vernetzung | Steht für den zunehmenden Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen und ihrer Umwelt: Die Vernetzung von Fahrzeugen untereinander, mit der Infrastruktur, mit anderen Verkehrsträgern und einem IT-Backend (Software-Anwendung). Basis für die Vernetzung sind Innovationen im Bereich der Kommunikationstechnologien.

LÖSUNGSHINWEISE

LINKTIPPS

AB 1: Das Auto empfängt und übermittelt eine Vielzahl an Informationen und unterstützt dadurch den Fahrer. Ein Internetzugang zum mobilen Surfen gehört heutzutage zur Standardausrüstung in vielen Neuwagen. n AB 2: Beispiel für Angebote im Bereich Intermodalität sind die Apps Moovel und Allryder. n AB 3: Herausforderungen: effiziente und nachhaltige Verkehrsgestaltung, Sicherheit im Verkehr, Investitionen in Infrastruktur, Datenschutz. n AB 4: Siehe Definitionen der Begriffe „Community-based Parking“,“ Homezone Parking“, „Schlüsselparken“, „Automated Valet Parking“ im Glossar. n AB 6: Fahrerassistenzsysteme greifen unterstützend ein. Sie helfen bei der Vermeidung von Verkehrsun fällen und beim Einsparen von Kraftstoff. Sie basieren u. a. auf Sensoren wie Kameras, Radar, Laser. n AB 7: Der Stadtverkehr stellt besondere Anforderungen an das automatisierte Fahren, da die auftretenden Verkehrssituationen komplex und schwer im Voraus berechenbar sind. Menschliche Regelbrüche (z. B. bei Rot über die Ampel) sind hier häufiger anzutreffen als in monotonen Fahrsituationen wie beispielsweise auf der Autobahn. n AB 8: Vehicle-to-Vehicle-Kommunikation: Bezeichnet den Informationsaustausch zwischen zwei oder mehr Fahrzeugen. n AB 9: Die dargestellten Herausforderungen sind die Entwicklung gemeinsamer Standards, Modernisierung der Infrastruktur, Datenschutz, Akzeptanz innerhalb der Bevölkerung und Haftungsfragen.

Unterrichtsmaterial zu den Themen Mobilität, Transport, Digitalisierung etc. beim Zeitbild Verlag www.zeitbild.de

Hintergrundinformationen und Aktuelles aus den Bereichen Forschung und Entwicklung sowie zu Innovationen bei Pkw vom Verband der Automobilindustrie e. V. www.vda.de Informationen zur IAA Pkw 2017: Aussteller, Produkte, Angebote für Schulen Internationale Automobilausstellung www.iaa.de

AUTOMATISIERUNG Automatisiertes Fahren, Bundesverkehrsministerium www.bmvi.de/DE/Themen/Mobilitaet/ Strasse/Automatisiertes-vernetztesFahren/automatisiertes-vernetztesfahren.html Dossier „Automatisiertes Fahren“, Golem.de/IT-News-Portal www.golem.de/specials/autonomesfahren/

VERNETZUNG Forschungsprogramm „Automatisierung und Vernetzung im Straßenverkehr“, Thema Digitales Testfeld Autobahn A9, Bundesverkehrsministerium www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Artikel/ DG/forschungsprogramm-avf.html Zeitbild WISSEN „Vernetzung und Mobilität“ www.zeitbild.de/vernetzung Mobilität von morgen, Verband der Automobilindustrie e. V. www.mobilität-von-morgen.de Feldversuch simTD, Gemeinschaftsprojekt führender deutscher Automobilhersteller www.simtd.de

ELEKTRIFIZIERUNG Shell Pkw-Szenarien bis 2040 – Fakten Trends und Perspektiven für Automobilität www.prognos.com/uploads/tx_ atwpubdb/140900_Prognos_Shell_ Studie_Pkw-Szenarien2040.pdf

Automatisierung, Broschüre des Verbandes der Automobilindustrie (VDA) www.vda.de/de/services/Publika tionen/automatisierung.html

Dossier „Elektromobilität“, Golem.de/IT-News-Portal www.golem.de/specials/elektroauto/

Zeitbild WISSEN „Globalisierung, Urbanisierung, Transport“, Zeitbild Verlag www.zeitbild.de/globalisierung

Nationale Plattform Elektromobilität http://nationale-plattformelektromobilitaet.de/

IMPRESSUM Zeitbild WISSEN „Wie wir morgen mobil sind“, herausgegeben von der Zeitbild Verlag und Agentur für Kommunikation GmbH, Kaiserdamm 20, 14057 Berlin, in Zusammenarbeit mit der IAA.

www.iaa.de

www.iaa.de/nmw

www.ihre-industrie.de www.mobilitaet-von-morgen.de

Gesamtherstellung Zeitbild Verlag, Kaiserdamm 20, 14057 Berlin, www.zeitbild.de 1. Auflage, Juni 2017 Verantwortlich Frank J. Richter Text und Redaktion Frederic Markus, Frank J. Richter Fotos Titel: IStockphoto, setz it.; Seite 2 (oben): Maurizio Gambarini/dpa; Seite 2 (unten)/Seite 6 (oben): IStockphoto/alvarez; Seite 6 (unten): Shutterstock/chombosan; Seite 7: Shutterstock/dmi T; Seite 8: IStockphoto/Yotsaran, vitalli; Seite 9: IStockphoto/wakila; Seite 12/13: Sascha Bierl; Seite 14: Maurizio Gambarini/dpa; Seite 20: IStockphoto/Jacob Wackerhausen; Seite 23: Internationale Automobil-Ausstellung (IAA); Seite 26 (oben, v.l.n.r.): IStockphoto/Ridofranz, AleksandarNakic, Ridofranz; Seite 26 (unten, v.l.n.r.): IStockphoto/mapodile, tdub303, Portra; Seite 29: Foto Bosch Druck DCM Druckcenter Meckenheim Printed in Germany Die enthaltenen Texte und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Eine kommerzielle Nutzung ist nicht gestattet. Wir erklären mit Hinblick auf die genannten Internet-Links, dass wir keinerlei Einfluss auf Gestaltung und Inhalte der Seiten haben und uns die Inhalte nicht zu eigen machen.