Partnerschaft für elektrisches Fliegen
Flughafen Stuttgart fördert Flieger von morgen mit 250 000 Euro
Leise und emissionsfrei fliegen - und das in naher Zukunft: Mit einer Viertelmillion Euro unterstützt die Flughafen Stuttgart GmbH (FSG) das Forschungsprojekt "Elektrisches Fliegen" der Universität Ulm und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Anfang November übergaben Winfried Hermann, Verkehrsminister des Landes Baden-Württemberg, gemeinsam mit Walter Schoefer, Sprecher der FSG-Geschäftsführung, den symbolischen Scheck an Professor Josef Kallo. Der Leiter des Instituts für Energiewandlung und -speicherung der Universität Ulm, der zudem am DLR im Bereich der Energiesystemintegration forscht, koordiniert das Projekt HY4. Das Ziel: die Entwicklung eines Passagierflugzeuges mit einem Hybridantrieb aus Batterie- und Brennstoffzelle.
Was lange für unmöglich gehalten wurde, klimafreundliches, elektrisches Fliegen mit Wasserstoff-Brennstoffstoffzellenantrieb, wird für kleinere Flugzeuge bald Realität. Das Forschungsprojekt von Professor Kallo leistet hierfür grundlegende Pionierarbeit", sagte Minister Hermann. Nach dem Abheben des weltweit ersten viersitzigen Elektroflugzeugs HY4 am Flughafen Stuttgart im September 2016, soll das Zukunftsthema weiter in Baden-Württemberg vorangetrieben werden. Der Landesairport ist bereits seit zehn Jahren der Heimatflughafen der seither entwickelten Prototypen.
Flughafenchef Walter Schoefer betonte den gemeinsamen Nachhaltigkeitsgedanken: "Die Luftfahrt braucht umweltschonende Lösungen. Darum wollen wir im Sinne unserer fairport-Strategie einen Beitrag leisten, um die Technologie der HY4 zur Marktreife zu bringen." Mit 180 000 Euro hat die FSG bereits das Vorgängerprojekt am DLR unterstützt und damit den Erstflug der HY4 ermöglicht. Erste Einsatzmöglichkeiten des Fluggeräts sehen die Forscher um Kallo, auch wegen der niedrigen Lärmbelastung, im Regionalverkehr - beispielsweise als elektrisch betriebenes Lufttaxi. "Wir konnten die Leistung der HY4 seit dem Testflug 2016 in Stuttgart noch steigern und werden nun insbesondere die intermodale Einbindung in den Regional-Luftverkehr in den Blick nehmen", erklärte Josef Kallo. 2019 wird das neuste Modell des mit Brennstoffzellen betriebenen Passagierflugzeugs am Flughafen Stuttgart abheben.
Text: Flughafen Stuttgart GmbH / red
Fotos: DLR, Flughafen Stuttgart, Annika Bingmann
Ulm als Testfeld für vernetztes und automatisiertes Fahren
10 Millionen für europäisches Mobilitätsprojekt
Die Zukunft des Autofahrens beginnt an einer Kreuzung im Ulmer Stadtteil Lehr. Hier erforschen Ingenieure des Instituts für Mess-, Regel- und Mikrotechnik das automatisierte und vernetzte Fahren. Den Rahmen bildet das zehn Millionen Euro schwere EU-Forschungsprojekt ICT4CART, in dem sich 21 Partner aus Forschung, IT, Automobil- und Telekommunikationsindustrie zusammengeschlossen haben.
Forschung zum automatisierten Fahren auf dem Campus Die Stadt Ulm wird Testfeld für die Mobilität von morgen: An zwei Forschungskreuzungen und im Parkhaus Deutschhaus steuern Autos bald nicht nur ohne Fahrer durch den Verkehr, sie sollen zusätzlich mit ihrer Umgebung kommunizieren. Dazu müssen sehr große Datenmengen zwischen Fahrzeug, Umgebungssensoren und Datenspeichern hin und her transferiert werden - nahtlos und sicher. Dies soll durch Vernetzung der Fahrzeuge untereinander und mit digitaler Infrastruktur unterstützt werden. "Wir hoffen auf wirklich zukunftsweisende Resultate, die nicht nur das autonome und vernetzte Fahren voran bringen, sondern auch den Wissenschafts- und Wirtschaftsstandort Ulm", so der Ulmer Oberbürgermeister Gunter Czisch. Der Anstoß für die Beteiligung der Stadt Ulm am europäischen Projekt ICT4CART kam vom Uni-Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik unter der Leitung von Professor Klaus Dietmayer. Als Industriepartner aus der Wissenschaftsstadt sind unter anderem Nokia und BMW mit im Boot.
Grundsätzliches Ziel von ICT4CART ist eine Infrastruktur, die das automatisierte Fahren auf das nächste Level hebt. Eine solche Infrastruktur soll im Rahmen des Projekts entwickelt, implementiert und unter Realbedingungen getestet werden. Hierfür sind drei Teststrecken in Ulm, im italienischen Verona und in Österreich (Graz) vorgesehen. Eine davon liegt an der österreichisch-italienischen Grenze: So sollen neue Erkenntnisse zur grenzüberschreitenden Interoperabilität der Infrastruktur gewonnen werden. Die deutsche Testumgebung wird sich auf die Stadt Ulm und ihre Umgebung erstrecken. Für hochautomatisierte Fahrzeuge stellt dieses städtische Umfeld eine besondere Herausforderung dar: Autos und weitere Verkehrsteilnehmer wie Fußgänger oder Radfahrer teilen sich einen eng begrenzten und oft unübersichtlichen Raum. Die Ingenieure des Instituts für Mess-, Regel- und Mikrotechnik der Universität Ulm sind Experten für diese schwierige Umgebung. In das Projekt ICT4CART bringen sie - neben langjähriger Erfahrung - ein mit Sensoren und Kameras ausgestattetes Testfahrzeug ein.
Herausforderung Stadtverkehr
Im Regelfall ermöglicht die Sensorik des Testfahrzeugs eine zuverlässige Umgebungserfassung und folglich auch Handlungsplanung. Doch gerade in der dicht bebauten städtischen Umgebung stoßen selbstfahrende Autos nicht selten an ihre Grenzen: An einer vorfahrtsgeregelten Kreuzung kann das Fahrzeug andere Verkehrsteilnehmer beispielsweise nicht registrieren, wenn diese durch Gebäude oder parkende Autos verdeckt sind. Für "normale" Autofahrer wird an solchen unübersichtlichen Kreuzungen meist ein Spiegel angebracht - und diese Lösung übertragen die Ingenieure im Projekt ICT4CART nun auf das hochautomatisierte Fahren. Zusätzlich zum Testfahrzeug kommt Infrastruktur-Sensorik zum Einsatz, also beispiels weise an Masten angebrachte Kameras: Diese Sensoren registrieren Informationen zur Position sowie zum Verhalten der Verkehrsteilnehmer, und schließlich werden alle vom "virtuellen Spiegel" gesammelten Daten zentral auf einem Rechner im Mobilfunknetz (MEC-Server) zusammengeführt. So entsteht in Echtzeit ein Abbild der aktuellen Verkehrssituation, das dem hoch- automatisierten Fahrzeug per Funk übermittelt und mit dessen Daten verrechnet wird.
Im Pilotprojekt MEC-View haben die Uni-Ingenieure mit Partnern wie der Stadt Ulm, BOSCH, Osram sowie Nokia bereits die Kreuzung in Ulm-Lehr mit Sensoren ausgestattet. Seither erforschen sie dort das Zusammenspiel der Infrastruktur-Sensorik mit einem automatisierten Testfahrzeug. Das neue Projekt ICT4CART markiert den nächsten Meilenstein: Im Zentrum des Vorhabens steht das Überqueren und Linksabbiegen auf der schwer einsehbaren Kreuzung. Dort mündet eine Nebenstraße in eine vorfahrtsberechtigte Hauptstraße. Neben dem Betrieb der Sensorik zählt hier die Berechnung des Infrastruktur-Umfeldmodells zu den Aufgaben der Uni-Forscher.
Projektpartner des Ulmer Testfelds
Das Projekt ICT4CART – diese Abkürzung steht für Information and Communication Technology Infrastructure for Connected and Automated Road Transport – wird im Rahmen des EU-Forschungsrahmenprogramms Horizont 2020 mit knapp acht Millionen Euro gefördert. Weitere zwei Millionen steuern die Projektpartner aus der Wirtschaft bei. Die Uni-Ingenieure vom Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik erhalten über 600 000 Euro. Neben der Stadt und Universität sind Nokia Solutions and Networks, BMW und SWARCO (Deutschland) am Ulmer Testfeld beteiligt. Der weitere Partner Airbus (Cassidian Cybersecurity SAS) ist für Cybersecurity und Datenschutz zuständig, und IBM Irelandsorgt für Datenmanagment und -speicherung. Die gesamteuropäische Projektleitung hat das Institute of Communications and Computer Systems (ICCS) in Athen.
Bei der Datenübertragung sollen sich im Projekt ICT4CART mehrere Kommunikationskanäle ergänzen: Neben dem Nokia-Mobilfunknetz werden dem Testfahrzeug zusätzliche Umfelddaten über ein Ad-hoc-Netzwerk (ITS-G5) mittels einer sogenannten Road-Site-Unit zur Verfügung gestellt. Diese beiden Kanäle kommen im Projekt auch an einer zweiten, ampelgeregelten Kreuzung zum Einsatz. Ganz konkret rüstet der Projektpartner SWARCO eine Lichtsignalanlage in der Nähe der Universität Ulm, an der Sporthalle-Nord, mit Vernetzungstechnik auf. Dadurch soll der künftige Ampelstatus frühzeitig und für jede Spur an das selbststeuernde Auto kommuniziert werden. Ziel ist eine besonders sichere, vorausschauende und energiesparende Handlungsplanung. Zur genauen Lokalisierung der automatisierten Fahrzeuge sollen präzise Positionierdaten (Real-Time Kinematic, RTK) eingesetzt werden. Für die Übermittlung dieser Daten über das Mobilfunknetz sorgt der Projektpartner Nokia.
Das Ulmer Testfeld umfasst neben den beiden Kreuzungen mehrere Parkmöglichkeiten, die für Untersuchungen zu Car- und Ridesharing-Fahrzeugen genutzt werden. Als Knotenpunkt dieser Fahrzeuge ist das bahnhofsnahe Parkhaus Deutschhaus vorgesehen. Bei der Realisierung der IT-Infrastruktur für Flottenmanagement-Services und "Smart Parking" wird sich insbesondere der Projektpartner BMW einbringen.
Die Planungen für die Umsetzung des Ulmer Testfelds im Projekt ICT4CART haben bereits begonnen, erste Testfahrten werden im Laufe des Jahres stattfinden. "Das Projekt ICT4CART erlaubt es uns, das Zusammenwirken unseres Testfahrzeugs mit Infrastruktur-Sensorik über verschiedene Kanäle zu untersuchen. Ohne starke Partner wie die Stadt Ulm und Nokia wäre dieses Forschungsvorhaben nicht möglich", sagt Dr. Michael Buchholz vom Uni-Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik, der das deutsche Testfeld sowie weitere Arbeitspakete im Zuge von ICT4CART koordiniert.
Automatisiertes Fahren
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Text: Annika Bingmann/Stadt Ulm
Fotos: Heiko Grandel, MRM, Martin Hermann
Video: Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik Uni Ulm