Eine Stadt fährt autonom

Singapur setzt auf autonome Fahrzeuge für den öffentlichen Nahverkehr. Getestet werden diese auf der Straße - unter realen Bedingungen.

An der Kreuzung Fusionopolis Way und Ayer Rajah Avenue herrscht mäßiger Betrieb: Ein paar Limousinen, ein Elektrobus, an der Ampel warten Fußgänger. Keine Anzeichen, dass sich hier in Singapurs Stadtteil One-North Pionierleistungen ereignen. Doch plötzlich kommt ein kleines Elektroauto angesurrt, es trägt eine Kamera-Anlage auf dem Dach. Das Fahrzeug biegt rechts ab - durch den Gegenverkehr, – in Singapur gilt Linksverkehr – und muss sogleich einem falsch geparkten Motorrad ausweichen. Das Besondere: Das Auto macht das alles selbst, - ohne Einfluss eines menschlichen Fahrers. Der weiße Kleinwagen fährt autonom und wird von der Initiative Future Urban Mobility der Singapore MIT Alliance for Research and Development (SMART) betrieben, einer Partnerschaft des Stadtstaats mit dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) aus den USA.

Reale Bedingungen beschleunigen die Fortschritte.

Wee Shan Lam, Land Transport Authority Singapore

Wee Shan Lam, Land Transport Authority Singapore.

Ähnliche Tests unternehmen in One-North gleich mehrere Projekte, etwa nuTonomy - ebenfalls ein Ableger des MIT - oder A*star, eine Forschungsagentur der Regierung. Der eigens für Startups und Forschungsfirmen gegründete Stadtteil One-North weist dafür genau das richtige Maß an Verkehrsaufkommen auf. "Wir haben One-North ausgewählt, da wir ein Testgebiet mit realen Bedingungen wollten", sagt Wee Shann Lam, Direktor für Technologie und Industrie-Entwicklung der übergeordneten Planungsbehörde Land Transport Authority (LTA). An Kreuzungen ohne Ampeln etwa müssten die Autos verstehen lernen, wie sich Fußgänger dort bewegen, sagt Lam. "Auf Übungsplätzen fallen diese Fußgänger weg. Reale Bedingungen beschleunigen daher die Fortschritte."

Singapurs größte Engpässe: Land ist knapp, und es gibt nicht genug Fahrer für Busse und Lastwagen

Eine rasche Entwicklung ist der Regierung wichtig, denn es gilt eine Lösung für zwei drängende Probleme Singapurs zu finden: In dem nur 719 qkm großen Stadtstaat mit seinen 5,6 Millionen Einwohnern sind Land und Personal knapp. "12 Prozent der Fläche werden schon jetzt für Straßen und ihre Infrastruktur genutzt, und mit 14 Prozent kaum mehr für Wohnungen. Mehr Straßen können wir nicht bauen", sagt Lam. Auch gebe es zu wenige Bus- und Lastwagenfahrer. Wachsender Individualverkehr ist schon wegen der Umwelt keine Option. "Wir glauben, dass selbstfahrende Fahrzeuge im öffentlichen Nahverkehr uns sehr helfen werden", betont Lam. "Daher sind geteilte und öffentliche autonome Fahrzeuge unser erster Ansatzpunkt. Auf private selbstfahrende Autos richten wir unsere Bemühungen nicht aus." Für längere Strecken durch die Stadt wird Singapur weiterhin auf die bereits gut ausgebaute U-Bahn MRT setzen. "Und nur die älteste Linie hat noch Fahrer", sagt Lam und lächelt. Dort erleben die Menschen schon heute: Die MRT ist sicher, egal ob ein Fahrer sie steuert oder nicht.

Die LTA arbeitet bei der Förderung selbstfahrender Fahrzeuge eng mit dem Transportministerium zusammen. Gemeinsam haben sie Richtlinien für das Testing autonomer Fahrzeuge entworfen. Im Committee on Autonomous Transport for Singapore (CARTS) etwa stimmen sich beide Stellen mit Wirtschaftsbehörden, sowie Experten aus Forschung und Technologie über Regulierung, Zukunftsvisionen und industrielle Entwicklung ab.

Singapur ist bei der Mobilität der Zukunft weiter als Europa.

Jochen Siebert, JSC Automotive Consulting in Singapur

Die Vorreiterrolle des Stadtstaats beim Thema Mobilität hebt auch Jochen Siebert, Managing Director der auf den chinesischen Automobilmarkt spezialisierten Unternehmensberatung JSC Automotive Consulting hervor. Der Deutsche ist kürzlich von Shanghai nach Singapur umgezogen, um sich verstärkt den wachsenden Märkten Südostasiens zu widmen. Er hat festgestellt, dass Singapur das Thema autonomes Fahren gezielter und mit weniger bürokratischen Hürden angeht als andere Länder: Singapur ist bei der Mobilität der Zukunft weiter als Europa", - auch, weil der Stadtstaat schon früh begonnen hat, seine Verkehrsströme zu managen.

Bereits vor rund 20 Jahren hat die Regierung die Fahrzeug-Zulassungszahlen beschränkt. Vor 15 Jahren wurde zudem das Electronic Road Pricing (ERP) eingeführt, ein elektronisches Mautsystem. Bezahlt wird vollautomatisch, sobald ein Fahrzeug die weißen Straßentore des Systems, passiert. Ein Stopp ist nicht nötig; Digitale Anzeigetafeln zeigen den Autofahrern wieviel das Nutzen der Straße gerade kostet: Der Betrag variiert je nach Uhrzeit.

Optimale Bedingungen

Singapur sei der ideale Ort, um autonome Autos zu entwickeln, erklärt Doug Parker, Chef von nuTonomy im Stadtstaat. "Singapur hat tolle Straßen ohne Schlaglöcher, keinen Schnee, keine hohen Berge. Verkehrsteilnehmer halten sich an die Regeln, und niemand ist dauernd am Smartphone." Außerdem habe die Regierung eine klare Strategie.

Diese Strategie umfasst autonome Taxis, Busse, Lastwagen und Nutzfahrzeuge. Am weitesten ist die Stadt im Personenverkehr. In der Parklandschaft Gardens by the Bay fährt zum Beispiel mittags zwei Stunden lang der "Auto Rider" umher; Das klimatisierte Elektrofahrzeug fasst zehn Passagiere, eine Fahrt kostet umgerechnet 3,20 Euro.

Singapurs Vision für eine lebenswerte Stadtlandschaft der Zukunft
Die ersten autonomen Kleinbusse sind schon auf der Straße

Zwischen der Nanyang Technological University (NTU) und dem 1,5 Kilometer entfernten CleanTech Park verkehrt seit dem Frühjahr 2017 ein elektrischer Test-Shuttle der NTU mit elf Sitz- und vier Stehplätzen. Seinen Weg findet es mithilfe von GPS, vier intelligenten Kameras, die Verkehrszeichen und Ampeln analysieren, sowie acht Lidar-Sensoren, deren Laserstrahlen ihr Umfeld abtasten und Hindernisse erkennen. Die Software des Gefährts wertet diese Daten sofort aus. Das Shuttle fährt bis zu 40 Kilometer pro Stunde und wird laut Subodh Mhaisalkar ,dem Leiter des zuständigen Forschungsinstituts in "verschiedenen Szenarien wie Stop-and-Go oder Kreisverkehr" getestet.

Mobilität nach Bedarf, nicht nach Fahrplan

Außerdem starten demnächst zwei Testprojekte mit 12 Meter langen Bussen. "Wir wollten gern zwei verschiedene Projekte - damit wir am Ende die beste Technologie auswählen können", so Wee Shann Lam, der Entwicklungsexperte der nationalen Planungsbehörde. Wie überall auf der Welt laufe der Verkehr in Singapur in Wellen: morgens in die Stadt, abends zurück in die Vororte. "Dafür werden wir immer auch Fahrzeuge mit großer Kapazität brauchen." Ideal seien selbstfahrende Busse, die tagsüber auf Mobility-on-demand umgestellt werden könnten. Demnächst werden daher auf der Singapur vorgelagerten Freizeit-Insel Sentosa neue Tests mit vier autonomen Mobility-on-demand Kleinbussen beginnen.

Im Frachtverkehr des Stadtstaats geht es vor allem darum, Transporte auf die Nacht zu verlegen sowie Personal zu sparen. Automatisierte Straßenreiniger nachts fahren zu lassen, schafft tagsüber Platz auf den Straßen. Autonome Laster wiederum sparen Fahrer. Ein erstes Projekt setzt auf Platooning: Der erste Laster wird von einem Menschen gelenkt werden, während sich die hinteren automatisch in einen Konvoi einklinken. Auch hier hat Singapur Pilotprojekte an zwei konkurrierende Anbieter vergeben, die derzeit an ihren Heimatstandorten erste Tests machen.

In Singapur müssen sich autonome Fahrzeuge selbst zurechtfinden: Infrastruktur soll es kaum geben

Eine Besonderheit in Singapur ist, dass der Stadtstaat mit möglichst wenig Infrastruktur auskommen will. Danach müssen sich die Entwickler richten. "Autonome Fahrzeuge müssen in unserem Konzept selbst wissen, wo sie sich befinden und mit wenig Hilfe funktionieren", betont Entwicklungsexperte Lam. Statt auf Infrastruktur setzt die Regierung auf Regeln und Standards. Singapur will schnellstmöglich Standards für Tests und ihre Auswertung festlegen, etwa in den Bereichen Coding, funktionaler Sicherheit oder Vernetzung. Dafür wurde 2016 eigens ein Testzentrum an der Technischen Universität NTU eingerichtet. Globale Standards gibt es bisher nicht. "Wir machen uns daher erst einmal an lokale Standards", erklärt Lam.

Eine Aufgabe ist bereits in Teilen geschafft: Autonome Fahrzeuge brauchen digitale Karten mit einer Genauigkeit von zwei Zentimetern. Solche Karten gibt es für One-North bereits und sie für die ganze Stadt zu erstellen, würde kaum länger als ein Jahr dauern.

Klimatisiert, elektrisch, autonom: Das Shuttle-Fahrzeug verkehrt täglich zwei Stunden im Park.
Wir hoffen, dass autonome Fahrzeuge künftig Stadtgebiet freimachen können für Grünflächen, fliegende Händler und Spielplätze.

Wee Shann Lam, Land Transport Authority Singapore

Die lokale Zeitung Straits Times sieht die aktuellen Projekte als Vorbereitung auf eine Zeit, in der autonome Fahrzeuge "so allgegenwärtig sind wie heute Smartphones." Wee Shann Lam, der Entwicklungsexperte der Planungsbehörde formuliert die Vision Singapurs so: "Wir hoffen, dass autonome Fahrzeuge künftig Stadtgebiet freimachen können für Grünflächen, fliegende Händler und Spielplätze. Menschen können dort sicher und gemächlich herumgehen oder radfahren. Die Fahrzeuge bewegen sich eine oder zwei Ebenen darunter - mit Haltestellen, Ladestationen, Werkstätten." Bis sich diese Vision realisiert, wird es noch dauern. Aber Singapur hat sich auf den Weg begeben.

 

Mobilität nach Bedarf (mobility on-demand) gehört zu den Kernzielen künftiger Verkehrskonzepte in Singapur. Demnach sollen Pendler autonome Shuttles oder Pods mit dem Smartphone buchen können - um zum Beispiel von der U-Bahn nach Hause zu fahren. Diese Art der Bewältigung der "letzten Meile" soll die Attraktivität des öffentlichen Nahverkehrs erhöhen und damit den Anreiz senken, mit dem eigenen Auto zu fahren. Außerdem verspricht sich Singapur davon mehr Mobilität für Ältere, für die das derzeitige System nicht ausreichend komfortabel ist. Sicherheit, Effizienz und Umweltfreundlichkeit sind weitere Vorteile, die der neue Mobilitätsservice bringen soll. Zudem spart die autonome Flotte Personal - ein wichtiger Aspekt in Singapur, denn der Stadtstaat leidet schon jetzt darunter, dass Fahrer für Busse, Laster und Taxis fehlen. Vorerst ist die autonome Taxiflotte für den Verkehr innerhalb eines Viertels geplant – das Einsatzgebiet kann später aber durchaus ausgeweitet werden.

Das startup nuTonomy ist eines von zwei Unternehmen, das in Singapur mit dem Test eines solchen Konzepts für autonome Kurzstrecken-Taxis beauftragt wurde und derzeit im Viertel One-North sechs autonome Elektroautos testet. Bemerkenswert ist die Technologie, die in diesen Fahrzeugen eingesetzt wird. Denn die nuTonomy-Gründer, zwei MIT-Experten für Robotik und intelligente Fahrzeugtechnik, Karl Iagnemma und Emilio Frazzoli, haben sich gegen das sonst übliche Verfahren des maschinellen Lernens entschieden, bei dem Muster erkannt und auf unterschiedlichen Ebenen gegeneinander abgeglichen werden. Stattdessen setzen sie auf formale Logik. Die dafür entwickelte Software NuCore basiert auf einer Hierarchie von Regeln, ähnlich den berühmten „Drei Regeln der Robotik“ des Science Fiction-Autors Isaac Asimov. Regel eins schreibt demnach vor, dass der Roboter keinen Menschen verletzen darf, weder absichtlich noch fahrlässig. Nach Regel zwei muss er alle Befehle eines Menschen befolgen - es sei denn diese Befehle verletzen Regel eins. Regel drei wiederum verlangt, dass der Roboter sich selbst schützen muss - es sei denn, er verstößt dabei gegen die Regeln eins oder zwei. Der Aufbau eines solchen Systems ist aufwändig. "Man muss erst die richtigen Regeln auswählen, und diese dann in Computercode umsetzen", sagt Doug Parker, Leiter des Standortes Singapur.

Bei nuTonomy gilt als oberste Regel für die Fahrzeuge, keine weichen Objekte - also Menschen oder Tiere - zu treffen. Dann folgt die Maßgabe, keine harten Objekte zu treffen. Nachgeordnete Regeln verlangen etwa, die Spur oder die Geschwindigkeit zu halten. Generell gilt: Auf Recht und Ethik basierende Regeln haben Vorrang. Nachranging sind, was Parker "kulturelle Regeln" nennt. Welchen Mindestabstand hält das Auto? Lässt es an einer Stelle ohne Verkehrszeichen Leute die Straße queren? Denn die Erwartungen der Menschen an das Verhalten der Autofahrer - und damit auch an autonome Fahrzeuge - sind in jeder Gesellschaft anders. Die Software nutzt einen Planungs-Algorithmus namens RRT*, eine Variante so genannter "rapidly exploring random trees" (RRT), die einen Raum mit zufällig ausgewählten, verzweigenden Pfaden anlegen - ein System, das auch für autonome Roboterbewegungen eingesetzt wird. Jeder Pfad entspricht bei RRT* einem bestimmten Lösungsweg als Antwort auf die eingespeisten Sensordaten aus den Autos. Die Software evaluiert diese Pfade und wählt den Weg, der am besten zur vorgegebenen Regelhierarchie passt. Der Vorteil: Das System funktioniert auch für hochkomplexe Situationen. "Und die Unordnung im Stadtgebiet ist sehr groß", erklärt Parker.

Weitere Artikel

Verwendung von Cookies

Um die Webseite optimal gestalten und fortlaufend verbessern zu können, verwendet Daimler Cookies. Durch die weitere Nutzung der Webseite stimmen Sie der Verwendung von Cookies zu.