Schneeräumen Automatisiert den Weg freimachen

Auf dem Gelände eines ehemaligen Fliegerhorsts demonstriert ein Nutzfahrzeughersteller, wie ein automatisierter Schneeräumeinsatz auf Flughäfen umgesetzt werden kann. Ein weiterer Entwicklungsschritt auf dem Weg zum vollvernetzten und autonom arbeitenden Nutzfahrzeug.In einem Test zeigt Daimler einen weiteren Lösungsansatz für den zukünftigen Einsatz automatisiert betriebener Nutzfahrzeuge. Nach erfolgreicher Demonstration der Systeme Highway Pilot und Highway Pilot Connect, der Platooning von Lkws ermöglicht, stellt das Unternehmen einen weiteren Entwicklungsschritt auf dem Weg zum vollvernetzten und autonom arbeitenden Nutzfahrzeug vor. Auf dem Gelände des ehemaligen Fliegerhorsts Pferdsfeld (Hunsrück) demonstriert der Nutzfahrzeughersteller am Beispiel einer konkreten Kundenanforderung, wie ein automatisierter Schneeräumeinsatz auf Flughäfen praktisch umgesetzt werden kann. Martin Daum, im Daimler-Vorstand verantwortlich für Daimler Trucks, sagt: „Aktuell arbeiten wir an der Umsetzung zweier konkreter Anwendungsfälle: Zum einen am automatisierten Fahren im ganz normalen Verkehr auf Autobahnen mit dem Ziel, den Fahrer zu entlasten und die Sicherheit deutlich zu erhöhen. Zum anderen am fahrerlosen Fahren in abgesperrten Bereichen, um dort die Produktivität signifikant zu steigern.“ Unter dem Projekttitel „Automated Airfield Ground Maintenance“ (AAGM) zeigen vier Arocs-Sattelzugmaschinen von Mercedes-Benz eine Flugfeldreinigung automatisiert und im ferngesteuerten Verbund. Flugfeldreinigungen speziell im Winter sind nur schwer vorhersagbar und damit schwer planbar. Schneeräumeinsätze punktgenau und somit präzise von nur einem einzigen Fahrzeugführer zur Räumung von Start- und Landebahnen sind vor allem bei blitzartigem Einsetzen extremer Witterungslagen in den Wintermonaten entscheidend und erfordern keine zusätzliche Fahrzeug- und Personaleinplanung. Das Projekt entstand in enger Zusammenarbeit zwischen der Daimler-Innovationsschmiede Lab1886, Daimler Trucks und Fraport. Lab1886 unterstützt den Wandel von Daimler vom Automobilhersteller zum Mobilitätsanbieter und arbeitet eng mit der CASE-Initiative von Daimler zusammen. CASE steht für die Felder Vernetzung (Connected), autonomes Fahren (Autonomous), flexible Nutzung (Shared & Services) und elektrische Antriebe (Electric). „Der Auftrag von Lab1886 ist es, für Daimler neue, innovative Geschäftsmodelle zu erschließen. Das Fraport-Projekt ist ein sehr gutes Beispiel dafür. Es zeigt, wie wir Innovationen mit konkreten Kundenbedürfnissen verknüpfen, um neue Märkte zu erschließen“, sagt Susanne Hahn, Leitung Lab1886. „Wir freuen uns, als einer der ersten Flughäfen weltweit mit unserem Know-how an diesem innovativen Projekt mitzuwirken. Hierdurch können wir die autonome Steuerung der schweren Winterdienstgeräte unter den besonderen Herausforderungen des Winters auf einem Flughafen untersuchen. Wir erhoffen uns dabei Erkenntnisse, die uns helfen, den zukünftigen Einsatz der Geräte bei einem spontanen Wintereinbruch noch präziser und effizienter planen zu können“, sagt Mathias Dudek, Leiter Infrastrukturelles Facility Management bei Fraport. Die in Frankfurt/Main ansässige Fraport betreibt dort eines der weltweit größten Luftverkehrsdrehkreuze. Ziel der gemeinsamen Testaktivitäten ist die Umsetzung modernster, telematikgestützter Fahrzeugführungstechnik auf nicht öffentlichen Arealen. Speziell in diesem Punkt unterscheidet sich die neue Anwendung von den bisher von Daimler entwickelten und in die Testpraxis umgesetzten Technologien zum automatisierten Fahren. Der Highway Pilot und der für das Platooning vorgestellte Highway Pilot Connect sind konzeptionell für den Einsatz in öffentlich zugänglichen Verkehrsräumen ausgelegt. Fraport liefert neben einem umfassenden Anforderungskatalog an automatisiert arbeitende Maschinen die Schneeräumgeräte für diesen Test. Dazu zählen unter anderem vier sogenannte Kehr-Blas-Geräte, wie sie heute schon als Sattelauflieger hinter noch konventionellen Zugmaschinen von Mercedes-Benz arbeiten. Premiere für die FahrzeugschnittstelleAusgestattet sind die vier Arocs-Testfahrzeuge mit dem neuen Remote Truck Interface (RTI), einer Schnittstelle im Fahrzeug, mit der Fahrzeugfunktionen fernbedient und Daten ausgetauscht werden können. Das RTI ist das Herzstück der neuen Technik. Über das RTI sind alle Fahrzeuge mittels telematischer Systeme voll vernetzt, fahren automatisiert und können im Fahrzeugverbund sowohl führen als auch folgen. Ein Konvoiführer wählt aus einer Flotte bereitstehender Sattelzugkombinationen eine beliebige aus und definiert diese als „Leit-Truck“. Im Folgenden definiert er mittels eines Bedienpanels im Fahrzeug die Anzahl und die Reihenfolge der weiteren Konvoi-Lkws und macht einen Betriebs-Check-up sowohl für seinen und alle weiteren Sattelzüge. Der dahintersteckende Softwareaufwand ist enorm. So sind alle Fahrzeuge mit einer doppelten GPS-Ortung (DGPS, Differenzial-GPS) ausgestattet und verfügen über modernste „Vehicle-to-Vehicle“-Kommunikation („V2V“-Kommunikation). Zusätzlich gelingt durch das Zusammenspiel der Schnittstelle RTI sowie der Steuerungs- und Fernbedienungseinheit ein schneller Datenaustausch zwischen Fahrzeugen. Damit das in Echtzeit funktioniert, findet alle 0,1 Sekunden ein kompletter Datenaustausch zwischen den Fahrzeugen und der Hauptsteuerungseinheit des RTI statt. Übertragungstechnik im V2V-Bereich ist die „Digital Short Range Communication DSRC“. Automatisiertes Fahren bietet vielfältige MöglichkeitenDer automatisierte Schneeräumverbund, in der Testphase bestehend aus vier Fahrzeugen und ausbaubar auf bis zu 14 Einheiten, zeichnet einen Weg für weitere Einsätze vor. Neben anderen Flughäfen, die bereits Interesse an solchen Arbeitsgeräten für die automatisierte Start- und Landebahnpflege signalisiert haben, sind mit RTI Lösungen für unterschiedliche Einsätze möglich. „So sind fein abgestimmte Rangiervorgänge konventioneller Lastzüge, ferngesteuert vom Fahrer außerhalb der Kabine ebenso möglich wie das fahrerlose Fahren in Bergwerken, auf Containerterminals oder anderen abgeschlossenen Geländen“, erläutert Martin Zeilinger, Leiter der Vorentwicklung bei Daimler Trucks. Die Aufgaben des automatisierten Arocs im TesteinsatzIm Fall der Demonstration der Arocs-Sattelzugmaschinen bildet das Remote Truck Interface die Schnittstelle zwischen Fahrzeug und Außenwelt. Die Steuerungsfunktionen zur Bahnführung und Bedienung des Konvois liegen in zusätzlichen externen Steuergeräten wie dem Bahnrechner, dem Bedienpanel und der Funkschnittstelle. Konkret können die automatisierten Arocs dadurch folgende Funktionen ausführen: Steuerung: Motor-Start/-Stopp, Parkbremse;Fahrzeugquersteuerung: Lenkung;Fahrzeuglängssteuerung: Motorsteuerung („Gas geben und wegnehmen“), Betriebsbremse;Antriebsmanagement: Getriebe (Anfahrgang einlegen, sämtliche Gangwechsel, Neutralschaltung), Zu- und Abschalten der Differenzialsperren;Peripherie: Beleuchtung einschließlich Fahrtrichtungsanzeiger, Einsatzleuchten et cetera;Sonderfunktionen: Aufbausteuerung; hier: Steuerung der aufgesattelten Kehr-Blas-Maschine.Das RTI-Steuergerät ermöglicht es, alle vernetzten Fahrzeugfunktionen über eine Schnittstelle (CAN) anzusteuern. Bei Einbindung einer Funkschnittstelle an den CAN lässt sich somit eine Fernsteuerung realisieren. „Ein wichtiger Bestandteil des RTI-Steuergeräts ist das integrierte Sicherheitskonzept. Das bedeutet, alle Fahrzeugfunktionen werden überwacht. Sobald ein Fehler auftritt, wird das Sicherheitskonzept ausgeführt. So können wir sicherstellen, dass die Fahrzeuge im Bedarfsfall sicher und schnell zum Stillstand kommen und dann einfach manuell weiterbetrieben werden“, ergänzt Zeilinger. Schneeräumer müssen flexibel agierenFlughafenbetreiber müssen die notwendigen Räum- und Reinigungsgeräte in einem arbeitsfähigen Zustand halten. Die Vorhaltezeiten für vergleichsweise seltene und in der Regel nicht allzu lang andauernde Schlechtwetterverhältnisse binden große Kapazitäten. Andererseits ist auf einem Flugfeld Räumbetrieb schon bei geringer Schneeauflage erforderlich. Bei einem solchen Areal muss der Schnee über eine Breite von bis zu 60 Metern in einem Arbeitsgang auf eine Seite hin geräumt werden. Im Fall des Flughafens Frankfurt/Main fahren dazu bereits heute bis zu 14 Fahrzeuge mit einer entsprechenden Überdeckung in einem Konvoi. Das bedeutet, dass der Schnee jeweils von vorn nach hinten durchgereicht und dabei an das jeweilige Folgefahrzeug weitergegeben wird. Auf diese Weise steigt die Schneelast von Fahrzeug zu Fahrzeug und somit die Leistungsanforderung jeder einzelnen Schneeräumeinheit von vorn nach hinten stark an. Zudem ist durch das seitlich versetzte Fahren auch eine präzise Spurführung für die Qualität des Räumbildes entscheidend. All das bedingt sehr ungleiche Anforderungen an den Leistungseinsatz eines jeden Räumfahrzeugs. Effizienter Einsatz durch automatisierte RäumgeräteIm Fall des Frankfurter Flughafens muss ein Konvoi in exakt gestaffelter Formation die Start- und Landebahnen sowie die Rollwege schnee- und eisfrei halten. Bislang arbeiten sich die Räummaschinen in der Regel unter widrigen Sichtbedingungen, nicht zuletzt durch Nacht und Nebel sowie vor allem durch Schneeaufwirbelungen der Vorausfahrer Meter für Meter voran. Die schlechte Sicht führt oftmals dazu, dass die Abstände zwischen den Fahrzeugen größer werden, der Konvoi dadurch aufreißt und die Räumung einer Start- und Landebahn länger dauert. Oder aber die schlechte Sicht führt dazu, dass die außenfahrenden Fahrzeuge die seitliche Flugbahnbeleuchtung beschädigen, deren Reparatur hohe Kosten verursacht. Im Test für automatisch arbeitende Schneeräum-Lkws von Daimler gibt ein vordefiniertes Räumprogramm – unter der ständigen Kontrolle eines Konvoileiters – Strecken, Richtung und Tempo vor. Dabei hat der Mann im ersten Fahrzeug des Räumverbundes vergleichsweise freie Sicht auf die vor ihm und den Folgefahrzeugen liegenden Räumstrecken. Die Räumstrecken sind mit dem Ziel einer präzisen Bahnfreihaltung vordefiniert. Das bedeutet, die Fahrtstrecken sind kartografisch vorgegeben und werden durch ein Differenzial-GPS exakt – Toleranz: drei Zentimeter – sowohl vom Führungsfahrzeug als auch von den folgenden Konvoimitgliedern durch permanenten Soll-Ist-Abgleich eingehalten. Gleichzeitig ist bei der Flugfeldschneeräumung hohe Flexibilität Pflicht. Deshalb kann der Konvoiführer – aufgrund kurzfristig erkannter und dann sofort notwendiger Abweichungen von der digital vorgegebenen Räumstrecke – zu jeder Zeit das Routing selbst übernehmen. Dazu stehen ihm die klassischen Bedienelemente Lenkrad, Gas und Bremse in jedem Arocs zur Verfügung – und damit die vollständige Steuerungshoheit über sein Fahrzeug. Die Folgefahrzeuge übernehmen dann sofort die sich aus der Änderung der Fahrtstrecke von „Wagen 1“ für sie ergebenden Sollbahnen unmittelbar und vollautomatisch. Basis für den SchneeräumsattelzugDer vorgestellte Demonstrations-Prototyp-Verbund aus der Fahrzeugvorentwicklung besteht zunächst aus vier Einzelfahrzeugen. Basis sind serienmäßige, allradangetriebene Sattelzugmaschinen vom Typ Mercedes-Benz Arocs 2045 AS. Mit einem dreiteiligen, vollhydraulisch bedienbaren Acht-Meter-Schneepflug an der Fahrzeugfront wird die Hauptschneemasse zur Seite geschoben. Die Feinarbeit der Fahrbahnreinigung übernehmen ein Kehrbesen und ein Gebläse, ein sogenanntes Kehr-Blas-Gerät. Es wird als Sattelauflieger mitgeführt. Das gesamte Sattelkraftfahrzeug ist 23 Meter lang und wiegt einsatzbereit 25 Tonnen. Dabei entfallen rund zehn Tonnen auf die im Bereich der Schneepflugaufnahme verstärkte Sattelzugmaschine. Quelle: Daimler | markus.targiel@holzmann-medien.de