Verbesserte Führung des Lkw
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Verbesserte Führung des Lkw
Verbesserte Führung des LkwVerkehrs durch Informationen in elektronischen Medien in Verbindung mit satellitengestützten Ortungssystemen Bericht Erstellt im Auftrag des Senators für Bau, Verkehr und Stadtentwicklung der Freien Hansestadt Bremen von der Ingenieurgruppe IVV-Aachen Bearbeitung: Dr.-Ing. Stephan Krug Dipl.-Ing. Wolfgang Hölsken Katrin Weichbrodt, M. A. 1 Ingenieurgruppe IVV – Aachen 1998 2 Inhaltsverzeichnis 0. Summary .............................................................................. 1 1. Aufgabenstellung................................................................ 7 2. Übersicht vorhandener Navigationssysteme ............... 9 2.1 Einführung 9 2.2 Navigationsgeräte 10 2.3 Elektronische Karten 17 2.4 Software der Routensuche 21 2.5 Ausgangssituation 22 3. Lkw-spezifische Anforderungen an Navigationssysteme............................................................................... 24 3.1 Vorgehensweise 24 3.2 Workshop in Bremen 24 3.3 Bundesweite Befragung 30 3.4 Ergebnisse der Befragung 37 4. 5. 6. 7. 8. Datenquellen und Erhebungsaufwand ........................ 50 Technische Machbarkeit ................................................ 58 Marktpotential.................................................................... 61 Realisierungschancen..................................................... 65 Quellenverzeichnis........................................................... 67 8.1 Literatur und Karten 67 8.2 Internet 70 8.3 Persönliche Kontakte 72 9. Anlagen ............................................................................... 74 3 0. Summary The study of satellite-based truck navigation systems is targeted (1) to define truck specific requirements for on-board navigation systems (what is the most important additional static and dynamic information?), (2) to identity potential user groups (type and number), (3) to analyse possible data sources for truck attributes, (4) to investigate the technical feasibility to include truck attributes in existing navigation systems, (5) to assess the possible market share of on-board navigation systems for trucks and (6) to judge on the chances for implementation. Besides an extensive state-of-the-art review of satellite-based navigation systems, the study is based on a nation-wide survey of 4,000 fleet operators, which was prepared by a one day workshop with selected professionals in Bremen. The study leads to the following results: Most Important Requirements for Truck Navigation • Real-time information on traffic and weather conditions are of highest im portance. • The fleet operators surveyed classified the importance of 43 out of 44 truck attributions proposed as above average. • Of particular high importance are the following 13 attributes (in decreasing order): real-time traffic flow, headroom restrictions, real-time ice conditions, roads closed for trucks, name of streets, weight restrictions, real-time snow conditions, real-time fog conditions, load capacities, periodical restrictions for truck driving, location index with zip codes, location of industrial and business parks, forecasts of traffic congestion. • 7 of the 13 most important attributes for truck navigation are not truck specific but relevant for all drivers. • Emergency information as well as most of the site specific and general information is not ranked among the top 13 most important attributes for truck navigation. • Besides the top 13 attributes, the following truck attributes are of high im portance (in decreasing order): information on roads closed for hazardous 1 goods, location of goods distribution centres, truck parking, road widths, delivery times and turn regulations. These attributes would further increase acceptance of truck navigation systems. • Fleet operators expect from navigation systems to be guided along the less time consuming (fastest) route. Detours along city bypasses and highways are accepted if they do not exceed 10 min/h (city bypasses) and 20 min/h (highways), respectively. • Acoustic turn-by-turn advises are very important. Graphical assistance (at least turn-by-turn) is desirable . • Fleet operators can imagine to pay for navigation systems not providing real time information up to 900.- DM per truck and year (4,500.- DM per truck in 5 years), including all costs (hardware, software, updates, provider fees, ...). Systems which do provide real-time information may cost up to 1,200.- DM per truck and year (6,000.- DM per truck in 5 years). The cost figures are slightly below the current costs of such systems, which are not truck specific. Potential User Groups The interest of fleet operators in navigation systems for trucks is not influenced by line of business or type of goods transported. However, the interest in truck navigation can be clearly attributed to companies mainly (75%) involved in long distance transport, mainly (73%) operating big trucks (20+ t) and to a large extent (41%) running a whole fleet (30+) of trucks. The interest in navigation systems for trucks is, additionally, influenced by the open-mindedness of fleet operators. 3 clusters could be identified. To the cluster of ”altogether open-minded users” belong 53%, to the cluster of ”selectively interested users” belong 33% and to the cluster of ”mainly reserved users” belong 14% of all fleet operators. • The ”altogether open-minded users” judge all attributes proposed as truck attributes as being above average important. The importance of 28 out of 44 attributes is even ranked between high and very high. 2 • The ”selectively interested users” judge 30 out of 44 attributes proposed as truck attributes as being above average important. The importance of 12 attributes is ranked between high and very high. • The ”mainly reserved users” think that only 14 out of 44 attributes proposed as truck attributes are above average important, 4 of which are ranked between high and very high. These 4 attributes refer to real-time information about traffic and weather conditions. In summary, the top 13 most important attributes for truck navigation meet the interest of at least 86% of all fleet operators surveyed. Possible Data Sources Truck attributes can be grouped as dynamic or real-time information (about traffic and weather conditions) and static information (e.g. on road network elements). Dynamic information is based on data continuously detected in real-time and need special infrastructure equipment. In Germany, real-time data are available for traffic conditions on federal highways. Traffic conditions on all other roads will be provided by floating cars equipped with navigation systems, as soon as these systems penetrate the market (perspective of 3 to 5 years). Weather conditions, however, need special and costly road side equipment as long as information should be provided link specific. In case area wide information will be sufficient, data can be derived from existing sources (e.g. police). Alternatively, weather information might be derived from traffic conditions as they worsen in case of fog, snow or ice. With that approach, additional information about the reasons for bad traffic conditions is necessary. Among the top 13 attributes for truck navigation 5 are real-time based, 2 of them refer to traffic and 3 to weather conditions. As far as static information is concerned, 4 major sources are seen to quantify truck attributes: • conventional maps with special focus on truck attributes (qualified source but not 100% complete and up to date), • local authorities (with special access to truck attributes), 3 • department of military geodesy (which starts selling non-military information on road network attributes. First experiences with data from military sources leave doubts on the 100% reliability and completeness), • scheduled survey trips (each of the 2 major providers of digital maps runs a crew of about 50 experts travelling around Germany to survey additional information and to update data. Most likely, these experts would also be in charge to survey or validate additional attributes for truck navigation). A number of sources to quantify truck attributes exist, but with different quality and no automatic updates. Consequently, extensive effort is needed in adopting as many attributes from existing sources, checking their reliability, completing information and guaranteeing continuous updates. Additional effort is needed to include a truck guidance network (as existing in Bremen) in digital maps (currently available on conventional maps only). In summary, 24 (55%) out of 44 attributes under investigation are truck specific. However, data to quantify 20 of these attributes mainly can be taken from existing sources. Only 4 cases require a complete in-field data collection. Among the 13 most important attributes only 5 are truck specific, for 4 of which data can be taken from existing sources. Even though, data collection will require a considerable effort. Technical Feasibility Negotiations with providers of digital maps, software and hardware devices show no technical obstacles or problems in including truck attributes and truck specific requirements to navigation systems. However, major effort is needed in rewriting existing software to respect type of truck and type-specific as well as non typespecific truck attributes. For digital maps, the software related effort to allow proper input, validation and output of one additional (e.g. truck specific) attribute exceeds the effort to quantify this attribute. Consequently, less technical but more financial doubts remain whether or not to include truck attributes in navigation systems, and - if yes, which attributes are to include. This is not only a question of importance of attributes but to a large extent a question of financial investment and pay off. 4 Possible Market Share The market share of truck navigation systems depends on factors such as costs, reliability, sensitivity to real-time traffic and weather conditions or understandability of advice given. Assuming that these factors are within a reasonable margin, as indicated by the nation-wide survey of fleet operators, and the system works with real-time data, in Germany a total number of 120,000 to 150,000 trucks (with a total weight of 3.5t+ each) could be subject to truck navigation. The expected market share of truck-specific navigation systems in Germany can be further split into the 3 categories of open-mindedness of fleet operators. The ”altogether openminded” fleet operators run up to 79,500 trucks, the ”selectively interested” fleet operators up to 49,500 trucks and the ”mainly reserved” fleet operators up to 21,000 trucks of the total marked share for Germany. Chances for Implementation The study of satellite-based truck navigation systems will certainly speed up strategic decisions on • whether or not to include truck-specific attributes to navigation systems, • which type of attributes to include (e.g. static and/or dynamic attributes), • the most important truck-specific attributes (e.g. headroom restrictions, roads closures for trucks, weight restrictions, load capacities, periodical restrictions for truck driving). However, in the light of very high financial investments in existing navigation systems manufactures question the financial pay-off of truck-specific systems compared to non specific but dynamic systems addressed to fleet operators. This and other implementation related technical issues can only be tackled by pilot implementation and demonstration. Such a pilot should also prove the acceptance of a truck guidance network as developed for and realised in the city of Bremen. Without third party financial support no manufacturer is willing to run a pilot or contribute to it. Moreover, manufactures tend to follow a stepwise approach to truck navigation with a minimum of changes in existing systems and, unfortunately, with 5 no or a minimum of truck-specific elements. Therefore, positive experiences derived from pilot testing will at least speed up, if not decide on market availability of truck-specific navigation systems. 6 1. Aufgabenstellung Um den Straßengüterverkehr stärker auf leistungsfähige Hauptverkehrsstraßen zu konzentrieren und das nachgeordnete Straßennetz sowie seine Anwohner weiter zu entlasten – um nur die wichtigsten Beweggründe zu nennen – werden zunehmend speziell für den Lkw-Verkehr geeignete Straßennetzkonzepte entwickelt, d.h. begründet und als Lkw-Führungsnetz ausgewiesen. Vorreiter auf diesem Gebiet ist in Deutschland neben anderen die Freie Hansestadt Bremen, die auf der Grundlage eines Gutachtens der Ingenieurgruppe IVV-Aachen aus dem Jahre 1995 ein Lkw-Führungsnetz mit dem örtlichen Speditionsgewerbe abgestimmt und politisch beschlossen hat. Dieses und andere Lkw-Netze bewähren sich z. Zt. in der Praxis. Gleichzeitig werden ihre Grenzen deutlich: • Die Existenz von Lkw-Netzen ist dem örtlich und regional tätigen Speditionsgewerbe überwiegend bekannt, nicht jedoch ortsfremden Unternehmen. Insofern bleibt die Akzeptanz eines Vorrangnetzes begrenzt. • Die positiven Wirkungen der Lkw-Netze bleiben auf die jeweiligen Anwendungsräume beschränkt. Im Interesse einer möglichst breiten Wirksamkeit werden jedoch flächendeckende Anwendungen/Einführungen erforderlich. • Die für den Lkw-Verkehr insgesamt erforderlichen Informationen der Zielführung übersteigen die Möglichkeiten der konventionellen Medien (z.B. Lkw-Karten) bei weitem. • Die bislang verfügbaren Informationen sind überwiegend statischer Natur und damit nur begrenzt aktuell. Dynamische Informationen zur Zielführung berücksichtigen z.B. den aktuellen Verkehrszustand, sind jedoch aufgrund weitgehend fehlender Erfassungssysteme gegenwärtig kaum vermittelbar. • Abhilfe könnte die Aufnahme von Lkw-Netzen und weiterer Lkw-Spezifika in elektronische Karten bringen, die die Grundlage für statische und dynamische Zielführungs- und Routensuchprogramme handelsüblicher Navigationssysteme bilden. 7 Vor diesem Hintergrund soll im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes VIKING untersucht werden, wie und unter welchen Bedingungen die Führung des Straßengüterverkehrs durch den Einsatz von Navigationssystemen – um Lkwspezifische Informationen erweitert – verbessert werden kann. Ziel des Projektes ist es, durch statische und dynamische Lkw-spezifische Informationsangebote in Verbindung mit entsprechend angepaßten Routensuchprogrammen, • den Einsatz von Fahrzeugen im Güternah- und -fernverkehr auf der Straße effektiv und leichter zu gestalten, d.h. möglichst im Zeitaufwand zu reduzieren, • die Fahrzeuge des Straßengüterverkehrs über möglichst leistungsfähige, gut ausgebaute und gut erhaltene Straßen (Vorrangnetz) zu führen und dort zu konzentrieren, • die Bevölkerung vor den negativen Auswirkungen des Lkw-Verkehrs besser zu schützen. Basierend auf einer Übersicht vorhandener Navigationssysteme (Kapitel 2) sollen im einzelnen folgende Fragen geklärt werden: • Definition Lkw-spezifischer Anforderungen an Navigationssysteme (welches sind die wichtigsten zusätzlichen statischen und dynamischen Informationen?, Kapitel 3). • Identifikation potentieller Nutzergruppen (Kapitel 3). • Synopse möglicher Datenquellen und Erhebungsaufwand (Kapitel 4). • Bewertung der technischen Machbarkeit (Kapitel 5). Die vorgenannten Analysen und Bewertungen führen zu einer Abschätzung von Marktpotential ( Kapitel 6) und Realisierungschancen (Kapitel 7). 8 2. Übersicht vorhandener Navigationssysteme 2.1 Einführung Navigationssysteme unterstützen den Fahrer eines Kraftfahrzeuges mit kontinuierlichen Empfehlungen der einzuschlagenden Fahrtrichtung (Zielführung) an jedem Netzknoten auf dem Weg von der Quelle (Startadresse) zum Ziel seiner Fahrt. Navigation setzt damit die möglichst exakte Ortung eines Fahrzeug voraus. Fahrzeugautonom sind die Systeme dann, wenn alle zur Ortung und zur Zielführung notwendigen Sensoren und Informationen im Fahrzeug mitgeführt werden (sog. on-boord-Systeme). Zusätzlich werden gegenwärtig sog. off-boordSystme entwickelt, bei denen die Intelligenz (Software) ähnlich (den im LkwVerkehr) bekannten Flottenmanagementsystemen z.B. in einer stationären Verkehrsleitzentrale angeordnet ist, während sich im Fahrtzeug die Hardware, einschließlich der erforderlichen Sensoren, befindet. Bei der Untersuchung von Lkw-Spezifika für Navigationssysteme dürfte die Lokalisierung der Intelligenz (Software) dieser Systeme unerheblich sein. Deshalb soll im folgenden auf eine explizite Unterscheidung nach on-boord- und off-boord-Systemen verzichtet werden. Fahrzeugautonome Navigationssysteme sind nach ca. 10-jähriger Entwicklungszeit 1995 auf den Markt gebracht worden und finden bislang vornehmlich im Pkw ihren Einsatz. Die Systeme bestehen im wesentlichen aus den folgenden Komponenten: • Navigationsgeräte, bestehend aus Hardware, Sensoren, Ein- und Ausgabeschnittstellen, • Elektronische Karten, als digitale Straßenkarte mit einer Attributierung der erfaßten Netzstrecken und -knoten. • Software der Routensuche, als Navigationsrechner mit den erforderlichen Algorithmen. 9 Entsprechend ist die nachfolgende Übersicht vorhandener Navigationssysteme gegliedert. 2.2 Navigationsgeräte Navigation setzt eine kontinuierliche und möglichst exakte Bestimmung der aktuellen Fahrtzeugposition voraus. Für diesen Zweck ist das Fahrzeug mit GPSAntenne (Global Positioning System) als Satellitenempfänger, Radsensoren und Kompaß ausgerüstet. Während die GPS-Signale u.a. wegen der wechselnden Empfangsmöglichkeiten (z.B. in Innenstädten) nur eine Grob-ortung zur Bestimmung der Startposition des Fahrzeugs zulassen (Meßgenauigkeit 35 – 100 m), übernehmen Radsensoren und Kompaß (Gyrosensor) die exakte Positionierung (Feinortung). Auf dieser Grundlage ermittelt der Navigationsrechner – eine navigationsfähige, d.h. digitale Straßenkarte vorausgesetzt – die optimale Fahrtroute zum Zielort (zuvor bestimmt durch Angabe von Stadt- und Straßenname, ggf. Hausnummer) und markiert diese z.B. auf der Straßenkarte (vgl. hierzu Bild 2-1). Beim Verlassen der ursprünglich errechneten und empfohlen Route (z.B. infolge Stau) besteht die Möglichkeit der erneuten Routensuche ausgehend vom aktuellen Fahrzeugstandort. Die Kommunikation mit dem Fahrer erfolgt über akustische und optische Hinweise vor jedem Abbiegevorgang (turn-by-turn-Anweisungen). Der Sprachinformation kommt dabei die größte Bedeutung zu, da sie den Fahrer präzise führt und seine Aufmerksamkeit am wenigsten beansprucht. Die Leitsymbolik (Richtungspfeile) dienen der optischen Unterstützung. Ergänzend kann der Fahrer bei einigen Systemen auch auf eine einfache Kartendarstellung zurückgreifen. Dieser Darstellung wird besondere Bedeutung vor Fahrtantritt zugemessen, wenn es um den Nachweis der vom Navigationsrechner empfohlenen besten Route und deren Akzeptanz geht. Ein Beispiel für die Darstellung der Routenempfehlung gibt Bild 2-2. 10 Bild 2-1: Prinzip der fahrzeugautonomen Navigation 11 Bild 2-2: Beispiele für die Darstellung von Routenempfehlungen Die am Markt befindlichen Navigationsgeräte lassen sich in 2 Gruppen einteilen (vgl. Bild 2-3): • statische Systeme mit Routenberechnung auf der Grundlage der digitalen Straßenkarte ohne Berücksichtigung aktueller Verkehrsdaten (z.B. Stau), • dynamische Systeme mit Routenberechnung auf der Grundlage der digitalen Straßenkarte mit zusätzlicher Berücksichtigung aktueller Verkehrsdaten, die über Funk in das Fahrzeug übertragen werden. Bild 2-3 verdeutlicht, daß dynamische Navigationsgeräte derzeit noch die Ausnahme darstellen. Sie werden zudem erst seit etwa einem Jahr am Markt angeboten. In Deutschland am weitesten verbreitet sind die statischen Systeme der Firmen Bosch-Blaupunkt (Travelpilot) und VDO Car Communication (CARiN). Bild 2-3: Produktübersicht der Navigationsgeräte 12 Eine Übersicht wesentlicher Systemmerkmale gibt Bild 2-4. Erfaßt sind dort alle statischen Systeme, deren vermuteter Verbreitungsgrad mittel bis hoch eingeschätzt wird, sowie das dynamische System Dynaps. Ein hoher Verbreitungsgrad steht für mehr als 100.000 Verkaufsfälle europaweit. Entsprechend bezieht sich ein mittlerer (geringer) Verbreitungsgrad auf 50.000 – 100.000 (weniger als 50.000) Verkaufsfälle europaweit. Dynamische Navigationsgeräte können die aktuelle und prognostizierte Verkehrslage bei der Routenberechnung Nachfolgegeneration Dynamisierung der berücksichtigen der heute und gelten bekannten Fahrzeugnavigation wird deshalb statischen möglich auch als Systeme. Die mit Vorliegen kontinuierlicher, möglichst streckenscharfer und netzweiter Information über den aktuellen Verkehrszustand, ggf. erweitert um Informationen über den Witterungszustand. Dies ist sowohl eine Aufgabe der Datenerfassung als auch der Datenübertragung. Die Erfassung und Verbreitung streckenscharfer und aktueller Daten über die Verkehrssituation wird gegenwärtig durch die Daten und Dienste Gesellschaft mbH (DDG), einer gemeinsamen Tochter der Telekommunikationskonzerne Mannesmann Eurokom und T-Mobil, geleistet. 13 14 15 Bild 2-4: Fahrzeugautonome Navigationssysteme (Quelle: /021/) Die Daten der DDG (Verkehrsstärke, Geschwindigkeit und Fahrzeugart) werden bislang ausschließlich über stationäre Sensoren im Netz der Bundesautobahnen erfaßt. Die Sensoren sind dort im mittleren Abstand von 2 bis 4 km an Brücken montiert und beobachten i.d.R. den linken Fahrstreifen, Über- oder unterschreiten die gemessenen Geschwindigkeitswerte vorgegebener Klassengrenzen (80, 60, 50, 30, 20 km/h), senden die Sensoren die über das Meßintervall gemittelten Daten an die DDG-Zentrale. Dort werden die Meßwerte mit anderen Informationen verknüpft (z.B. Stau- und Unfallinformationen der Landesmeldestellen) und zu durchschnittlichen Fahrgeschwindigkeiten für Streckenabschnitte aufbereitet an private Verkehrsinformationsdienste weitergeleitet. Die Fokussierung auf das Netz der Autobahnen muß als Einstieg in die flächendeckende Erfassung aktueller Verkehrszustände bezeichnet werden. Diese soll im Sekundärnetz (Kategorien Bundesstraße und geringer) jedoch nicht mehr über stationäre Sensoren, sondern über eine große Zahl sog. floating cars sicher gestellt werden, um die Infrastrukturinvestitionen zu begrenzen. Voraussetzung ist die Ausrüstung der Fahrzeuge mit entsprechenden Verkehrstelematiksystemen, so daß für jedes (freiwillig) teilnehmende Fahrzeug Grundinformationen über Position (Strecke und Fahrtrichtung) sowie Geschwindigkeit vorliegen. Technische Grundlage der Datenübertragung ist der europäische Mobilfunkstandard GSM (Global System for mobile Communication). Über GSM ist die Kommunikation mit stationären Sensoren, floating cars und zentralen Einrichtungen zur Aufbereitung und Verarbeitung dieser Daten organisiert. Private Verkehrsinformations- und Pannennotrufdienste (z.B. TEGARON, PASSO) bedienen sich wiederum der vorhandenen GSM-Infrastruktur zur Verbreitung ihrer Daten, Informationen und sonstigen Serviceleistungen, so auch der aktuellen Verkehrsinformationen. In den Fahrzeugen, in denen diese Dienste genutzt werden, ist deshalb ein Mobiltelefon zum Empfang der Daten installiert. In Verbindung mit einem Navigationssystem wird der Navigationsprozeß dynamisch. Zur Zeit kann nur 1 Gerät Verkehrsinformationen über GSM verarbeiten (vgl. Bild 2-3). Die Leistungen des Serviceproviders sind kostenpflichtig. Die Nutzung der 16 Verkehrsinformationen kann entweder mit einer monatlichen Pauschale (z. Zt. ca. 80,- DM) verbunden sein oder mit speziellen Kosten für jeden Anruf, zuzüglich einer monatlichen Grundgebühr. Kostenlos, jedoch noch nicht flächendeckend steht dagegen der Informationskanal RDS/TMC (Radio Data System/Traffic Message Channel) zur Verfügung. Über den Traffic Message Channel werden die Verkehrsmeldungen der Rundfunkanstalten (beschafft durch Polizei, ADAC und private Staufinder) aktuell, d.h. kontinuierlich (Minutenintervall) und nicht nur zu jeder halben oder vollen Stunde weitergegeben. Die Verkehrsmeldungen werden als Codes nach europaweit festgelegten Standards unhörbar zusätzlich zum jeweiligen Radioprogramm ausgestrahlt und sind über ein Sprachausgabemodul oder über Display in der Sprache des Fahrers abrufbar. Dabei besteht die Möglichkeit, die relevanten Meldungen durch Eingabe von Regionen oder Straßennummern herauszufiltern. In Verbindung mit einem Navigationssystem wird die Zielführung dynamisch (z. Zt. in 2 Geräten realisiert, vgl. Bild 2-3). Die Nutzung des RDS/TMC-Dienstes setzt allerdings ein spezielles Empfangsgerät im Autoradio voraus, daß z. Zt. mit etwa 800,- DM bezahlt werden muß. Das DAB-System (Digital Audio Broadcasting) steht für digitalen Rundfunk, der über die Möglichkeiten des RDS/TMC-Systems hinaus z.B. Verkehrsstörungen auch als grafisch aufbereiteten Dienst ausstrahlt und – ständig abrufbar – auf einer Straßenkarte im Zusatzdisplay darstellt. Derzeit sind die ersten Tests u.a. der Rundfunkanstalten WDR und SWR abgeschlossen. Im Laufe des Jahres wird zumindest in einigen Bundesländern der Regelbetrieb aufgenommen. Technische Voraussetzung zum Empfang der Daten ist ein entsprechendes Radio und/oder eine DAB-Box. Die Kosten für die separate DAB-Box liegen derzeit zwischen 1.200,- und 2.000,- DM. Ein Gerätehersteller bietet eine kompakte Einheit von Radio und DAB-Box für 3.000,- DM an 2.3 Elektronische Karten Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und damit Akzeptanz eines Navigationssystems hängen entscheidend von der Qualität der digitalen Straßenkarte ab. In der digitalen Karte sind Informationen über das Straßennetz 17 (bestehend aus Verkehrsknoten, Straßen, Brücken und Tunnel) über die Flächennutzung (z.B. Wohnen, Industrie, Gewerbe, Wald) oder über sonstige Inhalte (z.B. Eisenbahnstrecken, Gewässer oder Kreis- und Gemeindegrenzen) abgelegt. Darüber hinaus sind diese Informationen attributiert, d.h. mit Eigenschaften belegt, um die Straßenkarte navigationsfähig zu machen. Beispiele für mögliche Punkt-, Strecken- oder Gebietsattribute gibt Bild 2-5 wieder. Zusätzlich sind als Serviceleistung sog. points of interest erfaßt, z.B. Tankstellen, Raststätten oder Hotels. Aus Wettbewerbsgründen liegen Informationen über die erfaßten Netzelemente sowie über ihre Attributierung nur unvollständig vor. Digitale Straßenkarten werden für Europa von zwei Herstellern angeboten, der amerikanischen Firma Navigation Technologies (NavTech) mit ihrem europäischen Hauptquartier in Best, Holland, sowie dem deutsch-holländischen joint venture (Janivo und Bosch), der Firma Tele Atlas mit Sitz in Gent, Belgien und einer großen Niederlassung in Hildesheim, Deutschland. Beide Firmen bieten für Deutschland und weitere Teile Zentraleuropas eine z. T. sehr weitgehende Erfassung des Straßennetzes und seiner Attribute (teilweise bis auf die Ebene von Straßennamen und Hausnummern), so daß eine nahezu uneingeschränkte Navigation möglich ist. Die Straßennetzattribute berücksichtigen die Belange des Pkw-Verkehrs. Lkw-spezifische Attribute sind bislang nicht aufgenommen. Um eine möglichst hohe Akzeptanz der Routenempfehlung zu gewährleisten und dem Anspruch der zielführenden Navigation zu genügen, werden sehr hohe Anforderungen an die Aktualität und Zuverlässigkeit der digitalen Straßenkarte gestellt. Diesen Ansprüchen kann das Kartenmaterial der örtlichen, Landes- und Bundesbehörden häufig nicht genügen. Ebensowenig sind die Karten der Kataster- und Landesvermessungsämter auf einem zeitgleichen Stand. Infolgedessen werden kontinuierliche Netzbereisungen erforderlich, die sich gleichzeitig mit der Aufnahme zusätzlicher Attribute befassen können. Hierfür setzen beide Hersteller allein in Deutschland z. Zt. je 50 Personen ein. Auf diese Weise ist firmenintern ein update der digitalen Karte im 3-Monats-Zyklus möglich. Im Handel erscheint eine aktualisierte und fortgeschriebene Version 2 mal jährlich. Die Kosten einer digitalen Straßenkarte liegen z. Zt. bei 250,- bis 300,- DM (Erstanschaffung) bzw. bei 30.- DM bis 150,- DM je update. 18 19 20 Bild 2-5: Produktübersicht der elektronischen Karten Die Informationen sind auf einer CD-ROM gespeichert. Diese enthält auch die Betriebs- und Bediensoftware des Navigators, so daß bei weiterentwickelter Software (z.B. zur Aufnahme Lkw-spezifischer Anforderungen) die gleiche Hardwarebasis benutzt werden kann. 2.4 Software der Routensuche Die Kriterien der Routensuche im attributierten Straßennetz der elektronischen Karte liegen in den Händen der Hersteller von Navigationssystemen und sind wettbewerbsbedingt ein mehr oder weniger gehütetes Geheimnis. Bekanntgeworden ist, daß die Routensuche entweder nach dem Kriterium der zeitkürzesten oder der wegkürzesten Verbindung abläuft. Es existiert allerdings eine Reihe von Variationen, um z.B. Straßenbenutzungsgebühren/Maut oder Betriebskosten/Kraftstoffverbrauch bei der Auswahl der optimalen Route zusätzlich zu berücksichtigen. In allen Fällen ist nach vorliegenden Erkenntnissen ein Algorithmus der Optimalroutensuche hinterlegt. Da die Routensuche nur Informationen der Dimension "Zeit" oder "Weg" verarbeiten kann, müssen zusätzliche Kriterien (etwa Kosten) über Nutzenfunktionen in eine der beiden Ausgangsdimensionen überführt werden. Die Analyse am Markt angebotener Navigationssysteme hat ergeben, daß die Hersteller in der Regel den Nutzer/Fahrer zwischen zeit- oder wegoptimierter Routensuche wählen lassen. Dabei wird bewußt nicht von zeit- oder wegkürzester Verbindung als ein absolutes Optimum gesprochen, sondern von zeit- oder wegkurzer Verbindung als ein relatives Optimum. Der Grund dafür sind Präferenzregeln, z.B. für Autobahnen oder Ortsumgehungen, die einer bestimmten Steuerungsstrategie entsprechen. So findet z.B. im Fernverkehr die Routensuche aus Gründen des Fahrkomforts, der Orientierungskraft etc. möglichst weitgehend im Autobahnnetz statt. Zeit- oder Wegvorteile einer zwischenzeitlichen Nutzung von Straßen des Sekundärnetzes (z.B. Bundes- oder Landesstraßen) müssen über einem bestimmten Schwellenwert liegen, der für die einzelnen Navigationssysteme unterschiedlich definiert sein dürfte. Diese Regeln gelten weitgehend auch für den Regional- und Nahverkehr und seine navigationsrelevanten Straßenkategorien. Solche und andere Präferenzregeln 21 (z.B. Umweg über bestimmte points of interest oder bevorzugte Routen) können z.T. vom Nutzer/Fahrer individuell aktiviert werden (z.B. Präferenz für Autobahnen, ... ). Im Ergebnis wird in diesen Fällen der Navigation nicht die objektiv kürzeste Verbindung hinterlegt, sondern eine unter den vorgegebenen Randbedingungen kürzestmögliche Verbindung (subjektives Optimum). Generell gilt, daß sich die Algorithmen der Routensuche an dem Nutzeroptimum für den individuellen Verkehrsteilnehmer ausrichten. Verkehrliche Optimierungskriterien (z.B. Meiden von Gebieten mit sensiblen Nutzungen, Verkehrssicherheitsaspekte) oder von Umweltgesichtspunkten bestimmte Optimierungskriterien (z.B. Beachten von Emissionen oder Immissionen) werden an dieser Stelle nicht berücksichtigt. Diese und andere Aspekte können aber (und sind teilweise auch) beim Aufbau von elektronischen Karten und der Attributierung von Netzelementen beachtet werden. So spricht z.B. ein Hersteller elektronischer Karten von "artery classes", das sind Gewichtungsstufen, über die der Zeit- oder Wegwiderstand eines Straßennetzelementes beeinflußt werden kann. Diese Gewichtung kann in Zusammenarbeit mit der Fachebene der zuständigen Verwaltungsstelle vorgenommen werden und kann Steuerungsstrategien (z.B. Meiden von Straßen mit sensiblen Randnutzungen) berücksichtigen. 2.5 Ausgangssituation Die Übersicht vorhandener Navigationssysteme und Erfahrungen aus Praxiseinsätzen zeigen, daß sowohl Navigationsgeräte als auch die marktgängige Software der elektronischen Karten und des Routensuchalgorithums • von verschiedenen Herstellern mit unterschiedlichen Leistungs- und Komfortmerkmalen angeboten werden, • teilweise bereits dynamische Verkehrsinformationen (nicht jedoch Witterungsinformationen) bei der Zielführung berücksichtigen können, • die Routenauswahl nach den Kriterien "Zeit" oder "Weg" vornehmen (Optimalroute) und dabei ein Nutzeroptimum suchen, 22 • individuell zu justieren sind, in dem z.B. über Präferenzen zeit-, weg- oder kostenabhängige Routenwahl oder über Präferenzen von Autobahnen bzw. Ortsumgehungen entschieden werden kann, • zu weitgehend plausiblen Routenempfehlungen führen, auch bei Berücksichtigung dynamischer Informationen (z. Zt. nur für Autobahnen verfügbar), und deshalb eine wachsende Akzeptanz erfahren, • ganz überwiegend aktuell sind, sowohl bezüglich der statischen als auch der dynamischen Informationen (nur Autobahnen), • eine beachtliche Dichte des Straßennetzes abbilden und deshalb in Deutschland zur Navigation im Stadt-, Regional- und Fernverkehr geeignet sind, wenn auch nicht immer bis zur Zieladresse (Straße, Hausnummer), • Lkw-spezifische Attribute und Lkw-Führungsnetze (sofern vorhanden) bislang nicht abbilden oder berücksichtigen. In die vorstehend beschriebene Ausgangsposition sind die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung einzuordnen. 23 3. Lkw-spezifische Anforderungen Navigationssysteme an 3.1 Vorgehensweise Anforderungen an Lkw-spezifische Navigationssysteme können letztlich nur von potentiellen Nutzern definiert werden. Zu diesem Zweck war eine bundesweite Befragung von 4.000 Fuhrparkbetreibern auf schriftlich postalischem Wege vorgesehen. Die Befragung sollte durch einen Workshop mit ausgewählten Bremer Fuhrparkbetreibern vorbereitet werden. Insgesamt ist ein 5-stufiger Verfahrensansatz gewählt worden: • Zusammenstellen möglicher Navigationssysteme auf der Lkw-spezifischer Grundlage Anforderungen vorhandener an Erfahrungen, Literaturrecherchen und vorliegendem Kartenmaterial. • Brainstorming mit potentiellen Nutzern von Lkw-Navigationssystemen im Interesse eines ersten Gedanken- und Ideenaustausches über Lkwspezifische Anforderungen an Navigationssysteme (Workshop). • Einbringen der Ergebnisse des Workshops in die Entwicklung eines geeigneten Fragebogens für die bundesweite Erhebung. • Durchführung der Befragung mit anschließender Auswertung. • Quantifizierung der möglichen Lkw-spezifischen Anforderungen an Navigationssysteme durch ein breites Meinungsbild von Fuhrparkbetreibern (Bedeutungseinstufung). Die Befragung bildet gleichzeitig die Grundlage für vertiefende Gespräche mit Herstellern von elektronischen Karten und Navigationsgeräten zur Absicherung von Einschätzungen über Datenquellen, Erhebungsaufwand, technischer Machbarkeit und Realisierungschancen Lkw-spezifischer Navigationssysteme. 3.2 Workshop in Bremen 24 Am 10. September 1998 fand in Bremen ein Workshop zum Thema "Fahrzeugautonome Lkw-Navigationssysteme" statt. Teilnehmer des Workshops waren • 8 Vertreter des ortsansässigen Speditionsgewerbes als Fuhrparkbetreiber, • 1 Vertreter des Landesverbandes Güterkraftverkehr Bremen, • 2 Vertreter des Senators für Bau, Verkehr und Stadtentwicklung der Freien Hansestadt Bremen, • Im 3 Vertreter des mit der Untersuchung beauftragten Ingenieurbüros. Interesse einer einheitlichen und gemeinsamen Ausgangs- und Verstehensbasis wurden zunächst folgende Fragen geklärt: • Was ist fahrzeugautonome Lkw-Navigation? • Was will das Projekt VIKING? • Was will der Workshop? Die Antworten auf diese Fragen sind in Anlage 3-1 und Anlage 3-2 zusammengestellt. Die inhaltliche Diskussion läßt sich durch die folgenden 6 Fragenkomplexe strukturieren: • Anforderungen an Informationen in elektronischen Karten, unterteilt in Straßennetz-, Verkehrszustands-, Witterungs-, Standort-, Notfall- und allgemeine Informationen, • Anforderungen an die Aktualität der Informationen, • Anforderungen an die Objektivität der Informationen, • Anforderungen an die Darstellung der Informationsinhalte, • Anforderungen an Kosten und Preiswürdigkeit, • Anforderungen an den räumlichen Einsatzbereich. 25 26 27 Bild 3-1: Anforderungen an ein Lkw-Navigationssystem 28 29 Bild 3-1: Anforderungen an ein Lkw-Navigationssystem (Fortsetzung) Diskussionsergebnisse zeigt zusammenfassend Bild 3-1. Insgesamt kann ein breites allgemeines Interesse an einem Lkw-Navigationssystem festgestellt werden, unabhängig von Branchenzugehörigkeit und transportiertem Warentyp. Besonderes Interesse wird bei just-in-time-Transporten sowie bei Frischwaren-, Flüssiglebensmittel-, Chemikalien- und Getränketransporten vermutet. Begründet wird die Vermutung durch die erwarteten Vorteile einer • verbesserten Wirtschaftlichkeit, • einfacheren Einhaltung gesetzlicher Auflagen (z.B. Lenkzeiten), • verbesserten Routenplanung und Disposition, gestützt auf Verkehrszustandsinformationen. Der Anforderungskatalog des Bildes 3-1 bildet die Grundlage für die Fragebogenentwicklung im Rahmen der Vorbereitung einer bundesweiten Befragung von Fuhrparkbetreibern. 3.3 Bundesweite Befragung Die Ergebnisse des Bremer Workshops werden zu einem 4-seitigen Fragebogen weiterentwickelt, der sich in 5 Fragenkomplexe untergliedert (vgl. Bild 3-2): • Einleitende Angaben zum befragten Unternehmen, um den Bezug zwischen Anforderungen an Lkw-Navigationssysteme und Unternehmensmerkmalen wie Haupttätigkeitsfelder, Transportart, Fuhrparkgröße und Transportweite analysieren zu können. • Einleitende Angaben zur Lkw-Navigation heute, um einen aktuellen Überblick über Gewohnheiten und Unterstützungen bei der Lkw-Navigation zu erhalten. • Anforderungen an (zukünftige) Lkw-Navigationssysteme, untergliedert nach den aus dem Workshop bekannten Bereichen Informationsinhalte, Aktualität, Routenwahl, Darstellung und Raumbezug. • • Vorstellungen eines Kostenrahmens für Lkw-Navigationssysteme. Erwartete Vorteile von Navigationssystemen für den Lkw-Verkehr. 30 31 Bild 3-2: Fragebogen zum Thema “LKW-Navigationssysteme” 32 33 Bild 3-2: Fragebogen zum Thema “Lkw-Navigationssysteme” (Fortsetzung) Bild 3-2: Fragebogen zum Thema “Lkw-Navigationssysteme” (Fortsetzung) 34 35 Bild 3-2: Fragebogen zum Thema “Lkw-Navigationssysteme” (Fortsetzung) Den Fragebogen zeigt Bild 3-2 in abgestimmter Form auf der Grundlage von Gesprächen mit dem Auftraggeber, einem externen Berater, dem Vertreter eines führenden Unternehmerverbandes sowie mit ausgewählten Herstellern von elektronischen Karten und Navigationsgeräten. Um das Ausfüllen des Fragebogens zu erleichtern, sind zwei Praxisbeispiele entwickelt worden. Die Praxisbeispiele beschreiben Situationen, in denen Navigationssysteme von großem Nutzen sein können (vgl. Anlage 3-3). Weiterhin sind dem Fragebogen ein erläuterndes Anschreiben sowie ein Merkblatt beigegeben worden mit Hinweisen zum Datenschutz, zur Terminierung sowie zu Kontaktadressen im Fall von Rückfragen. Die Befragung wurde im Oktober 1998 durchgeführt. Angeschrieben wurden bundesweit 4.000 Fuhrparkbetreiber, deren Adressen nach dem Zufallprinzip aus einem Pool von knapp 12.000 auf Datenträger vorhandenen Anschriften ausgewählt wurden, einschließlich sämtlicher in Bremen bekannter Fuhrparkbetreiber (inkl. der Workshop-Teilnehmer). Dabei war aufgrund weitgehend fehlender Attributierung eine gezielte Ansprache bestimmter Gruppen von Fuhrparkbetreibern mit • Schwertransporten • übergroße Transporten • Gefahrguttransporten • Umzugsverkehren nur in Ausnahmefällen möglich. Die diesen Gruppen zuzuordnenden Adressen (insgesamt 331) sind vollständig berücksichtigt worden. Die Erhebung ist als einmalige Versandaktion ohne Erinnerung oder Neuversand durchgeführt worden. Der Befragungsrücklauf stellt sich wie folgt dar: • 3.761 Nichtantworter (94 %), • 30 unechte Ausfälle, z.B. durch falsche Adressen (0,8 %), 36 • 16 nicht verwertbare Antworten, z.B. leere Fragebögen (0,4 %), • 193 verwertbare Antworten (4,8 %). Unvollständig ausgefüllte Fragebögen, z.B. bezüglich Angaben zum Unternehmen, erforderten in Einzelfällen einen nachfassenden Telefonanruf. In die Auswertung wurden 193 vollständig ausgefüllte und plausibilitätsgeprüfte Antworten einbezogen. 3.4 Ergebnisse der Befragung Die Befragungsergebnisse sind nachfolgend in der Reihenfolge der Hauptfragenkomplexe des Fragebogens dokumentiert. Dafür ist zur besseren Übersicht die Form synoptischer bzw. interpretierender Textbausteine gewählt worden. Hintergrundinformationen befinden sich in der Anlage. Angaben zum Unternehmen • Geantwortet haben mehrheitlich (66 %) Unternehmen mittlerer Größe (5 – 30 Fahrzeuge), aber auch große (mehr als 30 Fahrzeuge) Unternehmen (25 %). • Bis auf wenige Ausnahmen erklären alle Fuhrparkbetreiber, eilbedürftige Transporte durchzuführen. 80 % transportieren u.a. Gefahrgut. Die Hälfte aller Spediteure setzt auch schwere und übergroße Fahrzeuge ein. • Etwa zwei Drittel der befragten Fuhrparkbetreiber fahren überwiegend große Fahrzeuge (größer 20 t). • Drei Viertel der befragten Unternehmen geben an, überwiegend im Fernverkehr (Transportweiten über 150 km) tätig zu sein. Die Ziele liegen meistens in Deutschland (ca. 67 %). Hintergrundinformationen enthält Anlage 3-4. 37 Lkw-Navigation heute • Lkw-Navigation basiert heute überwiegend auf Karten und Stadtplänen sowie auf Ortskenntnis der Fahrer. Sie werden dabei von anderen Fahrern (über CB-Funk) und Disponenten unterstützt. Elektronische Medien spielen eine vernachlässigbare Rolle. • Informationen über den aktuellen Verkehrszustand werden überwiegend den Verkehrsnachrichten der Rundfunkanstalten entnommen. Auch dynamische Verkehrsinformationen über CB-Funk oder Mobiltelefon spielen eine große Rolle. Ein Drittel der Unternehmen gibt an, bereits heute aktuelle Verkehrsmeldungen über den RDS/TMC-Datenkanal zu empfangen. Hintergrundinformation enthält Anlage 3-5. Anforderungen an Navigationssysteme • Aktuellen Informationen über Verkehrszustand und Witterung kommt höchste Bedeutung zu. • Die befragten Fuhrparkbetreiber stufen die Bedeutung der 44 vorgeschlagenen Informationsinhalte von Navigationssystemen – mit Ausnahme der Serviceadressen von Tankkartenausgebern – im Mittel überdurchschnittlich hoch ein. Besonders wichtig sind Informationsinhalte, deren Bedeutung hoch bis sehr hoch eingestuft wurde (Top 13, vgl. Bild 33). • Die befragten Unternehmen sind sich in der Bedeutungseinstufung der 13 bedeutendsten Informationsinhalte relativ einig. Das zeigt der geringe Schwankungsbereich der Antworten (vgl. Bild 3-4). Insbesondere gilt dies für alle dynamischen Informationen, weniger jedoch für Informationen, die relativ einfach aus vorhandenen Unterlagen abzugreifen sind (gesperrte Straßen, Gewichtsbegrenzungen, regelmäßige Fahrverbote). • Die Bedeutungseinstufung der übrigen Informationsinhalte Lkw-spezifischer Navigationssysteme (mittlere Bedeutungseinstufung hoch und geringer) ist mit einem deutlich größeren Schwankungsbereich verbunden (vgl. Bild 3-4). 38 39 40 Bild 3-3: Anforderungen an Lkw-Navigationssysteme 41 42 Bild 3-4: Varianzanalyse der Anforderungen an Lkw-Navigationssysteme Dies gilt insbesondere für Merkmale, die vermutlich weniger häufig nachgefragt werden (z.B. Gefahrgutsverbotsstrecken, Wartezeit an Grenzübergängen, Wendemöglichkeiten) oder verhältnismäßig leicht vom Fahrer selbst ermittelt werden können bzw. ihm bereits bekannt sind (z.B. regelmäßige Schneekettenvorschriften, Großveranstaltungen, Servicenummern der Fahrzeughersteller). • Unter die Top 13 fallen insbesondere die dynamischen Informationen über Verkehrsfluß, Informationen Stauprognose, sind Eisglätte, nicht Schnee Lkw-spezifisch, und Nebel. sondern für Diese alle Verkehrsteilnehmer interessant. • Zusätzlich werden unter den Top 13 bestimmte Straßennetzinformationen wie Durchfahrtshöhen, für Lkw gesperrte Straßen, Gewichtsbegrenzungen, Tragfähigkeiten und regelmäßige Fahrverbote für Lkw (z.B. Ferienfahrverbot) genannt. Diese Informationen sind Lkw-spezifisch. Weiterhin werden Straßennamen, Ortsregister mit Postleitzahl und die Lage von Industrie- und Gewerbegebieten als Standortinformationen unter den Top 13 genannt. Hierbei ist lediglich die Lage von Industrie- und Gewerbegebieten eine rein Lkw-spezifische Information. • 7 der 13 wichtigsten Informationsinhalte elektronischer Karten sind nicht Lkw-spezifisch, sondern für alle Verkehrsteilnehmer interessant (vgl. Bild 34). • Notfallinformationen sowie die meisten Standort- und allgemeinen Informationen gehören nicht zur Gruppe der Top 13. • Über die Top 13 hinaus ist unter den Lkw-spezifischen Elementen eines Navigationssystems die Bedeutung von Informationen über Gefahrgutsverbotsstrecken, Lage von Güterverkehrszentren und LkwParkplätzen, Straßenbreiten, Lieferzeiten und -fenster sowie Wendemöglichkeiten besonders hoch. Diese Informationen würden die Akzeptanz eines Lkw-spezifischen Systems steigern. 43 • Die Fuhrparkbetreiber erwarten von einem Lkw-spezifischen Navigationssystem die Empfehlung der zeitkürzesten Route. Umwege über Ortsumgehungen und Autobahnen werden akzeptiert, solange die Zeitverluste 10 Minuten (Ortsumgehungen) bzw. 20 Minuten (Autobahnen) pro Stunde nicht übersteigen. • Akustische turn-by-turn-Anweisungen werden als sehr bedeutend eingestuft. Eine grafische Unterstützung (mindestens turn-by-turn) ist wünschenswert. • Gegenwärtig ist eine Abbildung der deutschen Verhältnisse in Lkwspezifischen Navigationssystemen eindeutig vorrangig. Hintergrundinformationen enthält Anlage 3-6. Akzeptable Kosten von Lkw-Navigationssystemen • Für statische Navigationssysteme werden durchschnittliche Kosten von etwa 900,- DM pro Fahrzeug und Jahr akzeptiert. Bei einem Fahrzeugeinsatz von nur 5 Jahren sind dies 4.500,- DM pro Fahrzeug. • Für Navigationssysteme mit dynamischer Information über Verkehrszustand und Witterung werden durchschnittliche Kosten von 1.200,- DM pro Fahrzeug und Jahr akzeptiert. Bei einem Fahrzeugeinsatz von nur 5 Jahren entspricht dies 6.000,- DM pro Fahrzeug. • Es muß davon ausgegangen werden, daß die Kostenangaben jährliche Gesamtkosten darstellen, einschließlich Hardware, Software, Up-dateKosten, ggf. Providergebühren etc. Hintergrundinformationen enthält Anlage 3-7. Vorteile von Navigationssystemen für den Lkw-Verkehr • Der am häufigsten von den Furhparkbetreibern angeführte Vorteil ist die Zeit- und Kostenersparnis (64 % der Fuhrparkbetreiber, Mehrfachnennungen möglich). 44 • 33 % der Fuhrparkbetreiber erwarten auch eine Entlastung der Fahrer und eine damit verbundene Erhöhung der Verkehrssicherheit. • Ein Fünftel der befragten Fuhrparkbetreiber (21 %) hofft, mit einem Navigationssystem auch zuverlässiger disponieren und einfacher koordinierten zu können. • Knapp 4 % der Fuhrparkbetreiber gehen von einer geringeren Umweltbelastung durch die genannten Navigationssysteme aus. Die Befragungsergebnisse sind zusätzlicher einer Clusteranalyse unterzogen worden. Clusteranalysen untersuchen, ob – im vorliegenden Fall – die Fuhrparkbetreiber Gruppen mit ähnlicher Bedeutungseinstufung der vorgeschlagenen Informationsinhalte von Navigationssystemen zuzuordnen sind. Falls ja, weist die Clusteranalyse die gruppenspezifische Bedeutungseinstufung aus. Gleichzeitig lassen sich Ähnlichkeiten der Unternehmensstruktur (z.B. Branchenzugehörigkeit, transportierter Warentyp, Größe des Fuhrparks etc.) je Unternehmenscluster nachweisen, falls sie existieren. Die Cluster- analyse führt zu folgenden Erkenntnissen (vgl. Bild 3-5): • Das Interesse der Fuhrparkbetreiber an einem Lkw-spezifischen Navigationssystem wird weder von der Branchenzugehörigkeit noch vom transportierten Warentyp beeinflußt. • Gleichwohl lassen die Antworten 3 Gruppen mit jeweils ähnlichen Einschätzungen (Cluster) erkennen: die insgesamt Aufgeschlossenen (53 %), die punktuell Interessierten (33 %) und die überwiegend Zurückhaltenden (14 %). Die Gruppennamen weisen auf deutliche Unterschiede in der Einstellung bzw. der Technikaufgeschlossenheit der befragten Fuhrparkbetreiber hin. Interessanterweise unterscheiden sich die 3 Gruppen auch bezüglich der Größe der Fuhrparks, der Zusammensetzung des Fuhrparks und der Transportweite. • Die insgesamt Aufgeschlossenen stehen sämtlichen abgefragten Informationsinhalten positiv gegenüber, d.h. die Bedeutung aller vorgegebenen Informationsinhalte wird mindestens als Mittel eingestuft. Die Bedeutung von mehr als der Hälfte der Informationsinhalte (28 von 44) wird sogar hoch bis sehr hoch bewertet (vgl. Bild 3-5). Diese Merkmale können 45 als Obergrenze für Informationsinhalte Lkw-spezifischer Navigationssysteme angesehen werden. 46 47 48 Bild 3-5: • Clusteranalyse der Anforderungen an Lkw-Navigationssysteme In der Gruppe der insgesamt Aufgeschlossenen befinden sich Unternehmen mit einem großen Fuhrpark (größer als 30 Fahrzeuge) und mit überwiegend großen Fahrzeugen (größer 20 t), die hauptsächlich im Fernverkehr (größer 150 km) eingesetzt werden. • Die punktuell Interessierten Informationsinhalte für halten die überdurchschnittlich meisten (30 bedeutsam. von 44) Ausgewählte Merkmale (12 von 44) werden in ihrer Bedeutung besonders hoch eingestuft (vgl. Bild 3-5). Ein Lkw-spezifisches Navigationssystem sollte deshalb möglichst viele dieser Merkmale aufweisen. • Das Unternehmensprofil der punktuell Interessierten entspricht weitgehend dem der insgesamt Aufgeschlossenen. Den Informationsinhalten Lkwspezifischer Navigationssysteme wird jedoch teilweise eine andere Bedeutung beigemessen. • Die überwiegend Zurückhaltenden stufen die Bedeutung der meisten Informationsinhalte (30 von 44) bestenfalls mittel ein. Lediglich 4 Merkmale – alles dynamische Informationen über Verkehrszustand und Witterung – erhalten eine besonders hohe Bedeutung (vgl. Bild 3-5). Es liegt nah zu vermuten, daß dieser Gruppe die vorhandenen Informa- tionsquellen für die Navigation von Lkw ausreichen. • Die Gruppe der überwiegend Zurückhaltenden setzt sich vornehmlich aus kleinen und mittleren Unternehmen (weniger als 5 bis 30 Fahrzeuge) zusammen, die zu einem großen Anteil über kleine und mittlere Fahrzeuge (weniger als 3,5 t bzw. 20 t) verfügen. Die Fahrzeuge werden in nahezu gleichem Umfang im Nah- und Fernverkehr eingesetzt. Die mit Hilfe der Clusteranalyse gewonnen Erkenntnisse werden auch bei der Abschätzung des zu erwartenden Marktpotentials für Lkw-spezifische Navigationssysteme genutzt (vgl. Kapitel 6). 49 4. Datenquellen und Erhebungsaufwand Die in Kapitel 3.3 diskutierten Informationsinhalte Lkw-spezifischer Navigationssysteme lassen sich den Kategorien der statischen und dynamischen Attribute zuordnen. Während sich statische Attribute (z.B. Durchfahrtshöhen von Brücken) durch eine hohe Beständigkeit auszeichnen, unterliegen dynamische Attribute (z.B. Verkehrsfluß) ständigen und engmaschigen Änderungen. Die unterschiedlichen Attributskategorien bedingen angepaßte Verfahren der Erhebung zur Quantifizierung der Attribute und stützen sich auf entsprechend unterschiedliche Datenquellen ab. Die Erfassung dynamischer Attribute wie Verkehrszustand und Witterung setzt eine fortlaufende Beobachtung aktueller Zustände voraus (ggf. mit jahreszeitlich bedingten Einschränkungen) und damit entsprechende Infrastruktureinrichtungen (z.B. Detektoren). Für das Bundesautobahnnetz bietet die DDG bereits heute ein lückenloses Bild des aktuellen Verkehrszustandes sowie eine kurzfristige Stauprognose (basierend auf den aktuell gemessenen Verkehrszustandsinformationen). Für das Sekundärnetz der Bundes-, Landes-, Kreis- und Gemeindestraßen liegen derartige Informationen jedoch nicht vor. Hier ist wegen des deutlich geringeren Erhebungsaufwandes an das Floating Car Verfahren gedacht, bei dem jedes Auto mit Navigationsgerät als Sensor des Verkehrszustandes dienen kann, sofern sich der Fahrzeughalter dazu bereit erklärt. Dieses Verfahren ist wegen der zur Zeit noch sehr geringen Zahl entsprechend ausgerüsteter Pkw erst in naher Zukunft anwendbar. Erwartet wird ein Zeitraum von 3 bis 5 Jahren. Damit dürfte die dynamische Erfassung von Verkehrszustandsinformationen in absehbarer Zeit weitgehend realisiert sein. Die Verkehrszustands-informationen gelten gleichermaßen für Pkw und Lkw. Die aktuelle und streckenspezifische Erfassung von Witterungsinformationen liegt in Deutschland ansatzweise für das Netz der Autobahnen vor. Abgesehen von Nebeldetektoren entlang besonders kritischer Autobahnabschnitte (z.B. A 4 zwischen Aachen und Köln) sind gegenwärtig 260 Straßenwetterstationen an Autobahnen montiert. Sie erfassen den lokalen Zustand der Straßenoberfläche, der wiederum von Glättemeldeanlagen automatisch bewertet und von den Wetterämtern des deutschen Wetterdienstes mit Informationen zur großräumigen 50 Wetterentwicklung verknüpft wird. Die gewonnenen Informationen werden bislang nur von den Autobahnmeistereien zur Verbesserung des Winterdienstes genutzt. Es ist geplant, die Straßenwetterstationen entlang der Autobahnen in den nächsten Jahren weiter auszubauen. Ergänzend zur regionalen Information, die die Polizei bereits heute über Verkehrsfunk verbreitet, finden sich Witterungszustände indirekt in Verkehrszustandsinformationen wieder, angepaßte Fahrweise vorausgesetzt. Werden zusätzlich auch die Gründe für bestimmte Verkehrszustände angegeben (z.B. Glatteis, Schnee, Nebel), dürften Witterungseinflüsse in der Anfangsphase dynamischer Navigationssysteme hinreichend abgebildet sein. Wie Verkehrszustandsinformationen sind auch Witterungsinformationen nicht Lkwspezifisch, sondern gleichermaßen relevant für alle Verkehrsteilnehmer. Zur Erfassung statischer Attribute wie Straßennetz-, Notfall- und Standortinformationen greifen die Herstellerfirmen elektronischer Karten gegenwärtig auf 3 Stellen zurück: • Informationen aus gedruckten Karten (z.B. Stadtpläne, Straßenatlanten, insbesondere Trucker Atlas), • Angaben von Landesstraßenbaubehörden sowie von lokalen Behörden (z.B. Tiefbau- oder Planungsamt), • Bereisung durch hauseigenes Fachpersonals (jeweils ca. 50 Mitarbeiter). Automatisierte Kataster stehen nicht zur Verfügung. Vielmehr wird in Einzelgesprächen die Verläßlichkeit möglicher Datenlieferanten geprüft, bevor Daten entgeltlich oder unentgeltlich übernommen werden. In jedem Fall werden anschließende übernommenen Überprüfungen Informationen auf Richtigkeit erforderlich. und Vollständigkeit der hinaus die Darüber muß Aktualisierung (Fortschreibung) des Datenbestandes gesichert werden. Diese Arbeiten führen die Außendienstmitarbeiter der Herstellerfirmen elektronischer Karten im Rahmen ihrer planmäßigen Netzbereisung durch. Recherchen zur Aufnahme Lkw-spezifischer Netzattribute haben ergeben, daß grundsätzlich die gleichen zuvor genannten Datenquellen heranzuziehen sind. Der Erhebungsaufwand dürfte jedoch überproportional zum erweiterten 51 Erhebungsumfang steigen, da Lkw-spezifische Angaben schwer zu beschaffen sind (z.B. Lage von Lkw-Parkplätzen und Lkw-Parkstreifen) oder in gedruckten Karten (z.B. Trucker Atlas des Falk-Verlag) z. T. nicht vollständig, d.h. flächendeckend zur Verfügung stehen (vgl. Angaben des Herausgebers). Neuerdings sind darüber hinaus ausgewählte Straßendaten des Amtes für Militärisches Geowesen (AMilGeo) gegen Entgelt zugänglich. Es handelt sich dabei um Merkmale von Netzknoten und -strecken sowie Brücken, die primär für militärische Zwecke aufgenommen und fortgeschrieben werden. Vom Auftragnehmer speziell durchgeführte Recherchen lassen jedoch den Schluß zu, daß Teile des Datenbestandes – sofern öffentlich zugänglich – unvollständig (z.B. Angaben zu Steigungs- und Gefällestrecken erst ab 8 %) oder veraltet sind (z.B. Informationen über Straßenbreiten). Weiterreichende Überprüfungen konnten aus Aufwands- und Kostengründen nicht durchgeführt werden. Die Nutzung des Datenbestandes des AMilGeo bleibt jedoch wegen der sehr großen Zahl dort erfaßter Lkw-spezifischer Attribute (z.B. Durchfahrtshöhen und Tragfähigkeiten von Brücken, streckenspezifische Gewichtsbegrenzungen) solange interessant, wie eine kommerzielle Datennutzung wirtschaftlich vertretbar ist. Die vorgenannten Mängel des Datenbestandes erfordern in jedem Fall eine vollständige Überprüfung aller Angaben vor Übernahme in die elektronische Karte, deren Aufwand u.U. einer Neuaufnahme nahekommt. Die in Frage kommenden Informationsinhalte Datenquellen Lkw-spezifischer zur Quantifizierung möglicher Navigationssysteme zeigt zusammenfassend Bild 4-1. Grundlage sind die 44 Attribute der Bilder 3-4 bzw. 35 in absteigender Reihenfolge sortiert nach der Bedeutungseinstufung durch die befragten Fuhrparkbetreiber. Zusätzlich ist unterschieden worden nach • Lkw-spezifischen und allgemein relevanten Attributen, • einmaliger Erfassung/Fortschreibung bei statischen und permanenter Erfassung bei dynamischen Attributen, 52 53 54 Bild 4-1: Mögliche Datenquellen und geschätzter Erhebungsaufwand 55 • Art der Datenübernahme (Übernahme oder Neuaufnahme bei statischen Informationen bzw. Erfassung über vorhandene oder neue Systeme bei dynamischen Informationen), um die Abschätzung des erforderlichen Erhebungsaufwandes zu erleichtern. Der erwartete Aufwand für die Erst-Erfassung ist in 5 Aufwandskategorien dargestellt (sehr hoch bis sehr gering). Er bemißt sich als Kostenaufwand im Vergleich zu neueren, am Markt vorhandenen Navigationssystemen für jedermann, bezogen auf das Gebiet der Bundesrepublik Deutschland. Die Einstufungen des Bildes 4-1 sind auf der Grundlage eigener Recherchen sowie zahlreicher Gespräche mit Herstellern elektronischer Karten vorgenommen worden. Dabei besteht die Schwierigkeit, daß das zugrunde liegende Mengengerüst (z.B. Anzahl Steigungs-/Gefällestrecken, Anzahl Brücken) kaum überschläglich abzuschätzen ist und in der Regel weitere Differenzierungen erforderlich werden, z.B. im Sinne • sachlicher Eingrenzungen (z.B. Steigungen erst ab 4 % relevant), • räumlicher Eingrenzungen (z.B. Steigungen nur im alpinen Raum relevant). Spezifizierungen dieser Art beeinflussen u.U. den Erhebungsaufwand spürbar. Außerdem weisen die Hersteller darauf hin, daß die Erfassung neuer Attribute Folgearbeiten auslöst. Im wesentlichen ist dies die Anpassung der vorhandenen Software zur Eingabe, Validierung und Ausgabe zusätzlicher Attribute elektronischer Karten. Der damit verbundene Aufwand übersteige durchaus den Erhebungsaufwand zur Quantifizierung der neuen Attribute. Insofern können die Kostenmargen des Bildes 4-1 nur Anhaltspunkte darstellen. Aus der Synopse des Bildes 4-1 ergibt sich die Erkenntnis, daß von den 44 untersuchten Informationsinhalten elektronischer Karten 24 Attribute (55 %) Lkwspezifisch und 20 Attribute (45 %) allgemein relevant sind. Lediglich 4 von 24 Lkwspezifischen Attributen müssen komplett neu aufgenommen werden. 20 Attribute können weitgehend bis vollständig aus vorhandenen Datenbeständen übernommen werden. Ein entsprechendes Bild ergibt sich für die permanent zu erfassenden (dynamischen) Attribute mit allgemeiner Relevanz. Die statischen 56 Attribute können bis auf eine Ausnahme vorhandenen Datenbeständen entnommen werden. Ein Blick auf die 13 wichtigsten Informationsinhalte elektronischer Karten (Top 13) zeigt, daß nur 5 von 13 Attributen Lkw-spezifisch sind und diese auch noch weitgehend (bei einer Ausnahme) aus vorhandenen Datenbeständen übernommen werden können. Der damit verbundene Erhebungsaufwand ist jedoch vergleichsweise hoch (vgl. Bild 4-1). Bei der Aufnahme Lkw-spezifischer Daten in elektronische Karten verfolgen die Kartenhersteller möglicherweise unterschiedliche Philosophien. einerseits aus Gründen der Praktikabilität und Zuverlässigkeit Während nur eine Komplettaufnahme sämtlicher als relevant identifizierter Daten in Frage kommt, wird andererseits über eine zunächst selektive, d.h. Zielgruppen-spezifische Datenaufnahme nachgedacht, um den Erhebungsaufwand sinnvoll zu begrenzen. Erweiterungen der Datenbasis würden in diesem Fall sukzessive erfolgen. 57 5. Technische Machbarkeit Grundlage der Beantwortung von Fragen zur technischen Machbarkeit sind Aussagen von Herstellern elektronischer Karten und Navigationsgeräten (einschließlich der erforderlichen Software der Routensuche) sowie eigene Erfahrungen des Gutachters aus der Entwicklung hauseigener Software der optimierten Routensuche und Verkehrsumlegung. Die Fragen der technischen Machbarkeit müssen systembedingt getrennt beantwortet werden für • elektronische Karten, • Software der Routensuche. Elektronische Karten Elektronische Karten können gegenwärtig bis zu 150 verschiedene Attribute für jedes Netzelement verarbeiten. Im Mittel sind 10 Attribute je Netzelement relevant und quantifiziert. Es gibt kein Netzelement, für das tatsächlich alle 150 möglichen Attribute zu quantifizieren sind. Eine zusätzliche Berücksichtigung Lkwspezifischer Attribute würde die Gesamtzahl voraussichtlich um 5 bis 10 Attribute erhöhen. Da Lkw-Attribute nicht für jedes Netzelement relevant sind, dürfte sich die mittlere Anzahl Attribute je Netzelement um maximal 2 oder 3 Attribute erhöhen. Der damit verbundene Mehrbedarf an Speicherplatz auf der CD-ROM läßt sich nach übereinstimmenden Aussagen der Kartenhersteller technisch problemlos realisieren. Kritischer wäre ein möglicher Mehrbedarf an Rechenzeit bei der Routensuche zu bewerten. Diesbezüglich gehen die Hersteller elektronischer Karten derzeit davon aus, daß die Entwicklung separater Karten für den Lkw-Verkehr (evtl. einschließlich der Reisebusse) und für den übrigen Verkehr (überwiegend Pkw, evtl. einschließlich Kleinlastwagen) wahrscheinlich ist. Für diesen Fall würde eine Nutzergruppen-spezifische Attributierung der Elemente des Verkehrsnetzes vorgenommen, die die auf jeder CD-ROM gegenwärtig bereits verarbeitete Zahl von Attributen kaum überschreiten dürfte. Insofern wird in der technischen Machbarkeit keine entwicklungsentscheidende Hürde für Lkw-spezifische Navigationssysteme gesehen. Vielmehr ist die Frage des Marktpotentials (vgl. Kap. 6) und der vom Nutzer erwarteten Informationen (vgl. Kap. 3.4) sowie die Datenverfügbarkeit und die damit verbundene Frage der 58 Kosten zur Datenbeschaffung und Datenverarbeitung (vgl. Kapitel 4) entscheidend. Software der Routensuche Die Berücksichtigung Lkw-spezifischer Attribute bei der Routensuche erfordert im Regelfall eine Identifikation relevanter Fahrzeugmerkmale (z.B. Fahrzeugtyp mit Rückschlüssen auf Gewicht, Abmessungen, etc.), da diese z.B. Einfluß nehmen auf die Auswahl der zur Navigation verfügbaren Elemente des LkwFührungsnetzes oder auf die Relevanz von Netzattributen wie Durchfahrtshöhen oder Gewichtsbegrenzungen. Nach Aussagen der Hersteller wirft die damit verbundene Frage der technischen Machbarkeit keine grundsätzlichen Hürden auf. Die Angaben zum Fahrzeugtyp können teilweise bei der erstmaligen Anmeldung des Fahrzeuges (Inbetriebnahme des Navigationsgerätes) zusätzlich eingegeben werden (z.B. Höhen- und Breitenmaße) und/oder – im Fall variabler Merkmale (z.B. aktuelles Fahrzeuggewicht) im Rahmen einer erweiterten Eingabeprozedur bei der aktuellen Anmeldung des Fahrtwunsches erfolgen. In Frage kommt ggf. auch eine automatische Typidentifikation über eine entsprechend zu gestaltende Schnittstelle zum Flottenmanagementsystem. Dennoch bleibt offen, ob bereits die erste Generation möglicher LkwNavigationssysteme eine Typidentifikation erfordert. Denkbar ist alternativ auch, die Lkw-Navigation zunächst auf ein Teilsegment (z.B. Lkw über 18t zulässiges Gesamtgewicht) zu begrenzen und deshalb aus Aufwandsgründen zunächst auch nur Schwerverkehrs-relevante Netzinformationen in die elektronischen Karten aufzunehmen. Weiterhin stellt sich die Frage nach der Berücksichtigung einer Lkw-spezifischen Attributierung der Netzelemente bei der Routensuche. Diese wird typischerweise durch eine Umrechnung in Zeit- oder Wegwiderstände gelöst. So wird z.B. der Streckenwiderstand unendlich, wenn das Fahrzeug durch seine Abmessungen und sein Gewicht vorhandene Durchfahrtshöhen bzw. Gewichtsbegrenzungen überschreitet oder z.B. in Lkw-Führungsnetzen definierte Befahrbarkeitsregeln verletzt. Im übertragenen Sinne gilt dies z.B. auch für Wendemöglichkeiten, in diesem Fall umgesetzt in Abbiegerestriktionen. Die vorgenannten Beispiele beziehen sich gleichermaßen auf die Zeit- und wegaufwandsbestimmte 59 Routensuche. Ausschließlich in Zeit lassen sich z.B. die Steigungsverhältnisse ausdrücken. Eine dritte Klasse von Lkw-spezifischen Informationen erleichtert lediglich die Zielidentifikation (z.B. standortbezogene Informationen), beeinflußt aber die Software der Routensuche nicht. Die vorstehenden Ausführungen machen deutlich, daß die Berücksichtigung von Lkw-Spezifika den Algorithmus der Routensuche nicht zwingend beeinflussen muß, wohl aber eine Umrechnung in Zeit- und Wegwiderstände erforderlich wird, einschließlich einer Widerstandsbewertung (z.B. abhängig vom Fahrzeugtyp). Damit steht die technische Machbarkeit außer Frage. Ingenieurmäßig gelöst werden muß allerdings das Problem der sachgerechten Umrechnung und Bewertung Lkw-spezifischer Informationen, so daß diese von den vorhandenen Algorithmen bei der Routensuche berücksichtigt werden können. Aus Aufwandsgründen (Zeit und Kosten) ist ggf. auch ein möglichst weitgehend identisches Navigationssystem (elektronische Karte und Software der Routensuche) für den Pkw- und Lkw-Verkehr denkbar. In diesem Fall könnte die Fahrtroute eines Lkw auf Basis der für den Pkw vorhandenen elektronischen Karte ermittelt werden (erster Teilabschnitt = Routenermittlung), um anschließend einen Routencheck unter Beachtung Lkw-spezifischer Zwangspunkte (z.B. Durchfahrtshöhen, Tragfähigkeiten) unterzogen zu werden (zweiter Teilabschnitt = Routenkontrolle). Da die Navigation des Fernverkehrs möglichst weitgehend im Autobahnnetz erfolgt und dort Zwangspunkte nicht vorhanden sind, dürften sich die Probleme des Routenchecks im Regelfall auf die vergleichsweise kurzen Strecken des Vor- und Nachlaufs im lokalen Netz sowie auf ggf. erforderliche Umleitungen (bei Stau auf der Autobahn) beschränken. Im Fall von Konflikten (die möglicherweise nur in Ausnahmefällen zu erwarten sind) wären Routenermittlung und Routechcheck iterativ so lange zu wiederholen, bis eine Zwangspunkt-freie Route gefunden ist. 60 6. Marktpotential Grundlage der Beurteilung des Marktpotentials und möglicher Realisierungschancen fahrzeugautonomer Navigationssysteme für den LkwVerkehr sind die bundesweite Befragung von ca. 4.000 Fuhrparkbetreibern sowie zahlreiche Einzelgespräche mit Herstellern von Navigationsgeräten und elektronischen Karten. Die Befragung der Fuhrparkbetreiber hat zu einem unerwartet hohen nonresponse Anteil von 94 % geführt (vgl. Kapitel 3). Gleichzeitig war der realisierbare Stichprobenumfang mit 4.000 Unternehmen bei einer Grundgesamtheit von ca. 87.500 in Frage kommender Unternehmen, die aufgrund ihrer Transportaufgaben den Einsatz Lkw-spezifischer Navigationssysteme sinnvoll erscheinen lassen, begrenzt. Es handelt sich dabei um Unternehmen des gewerblichen Güternahund Güterfernverkehrs Unternehmen des sowie um Werknahverkehrs Unternehmen bleiben des Werkfernverkehrs. unberücksichtigt, da sie ausschließlich auf überwiegend bekannten Fahrtstrecken eigene Güter für eigene Zwecke und mit eigenem Personal im unmittelbarem Umkreis des eigenen Unternehmens transportieren. Eine Schichtung der Stichprobe konnte nicht vorgenommen werden, da in den zugänglichen Adressendateien zum einen Unternehmensmerkmale in der Regel nicht ausgewiesen sind und zum anderen Erfahrungswerte über Typ-spezifisches Antwortverhalten fehlen. Vor diesem Hintergrund haben die Befragungsergebnisse nur eine eingeschränkte Repräsentativität, ermöglichen aber einen ersten richtungsweisenden Einblick in die vom Markt gewünschten Systemeigenschaften von Lkw-spezifischen Navigationssystemen. Gleichzeitig geben sie Hinweise auf das zu erwartende Akzeptanzverhalten. Die Clusteranalyse konnte zudem nachweisen, daß neben den objektiven Strukturmerkmalen der befragten Unternehmen (z.B. Fuhrparkgröße, Fuhrparkzusammensetzung, Transportweite) auch Merkmale im persönlichem Bereich der Geschäftsführung, also subjektive Merkmale wie Technikaufgeschlossenheit oder Innovationsbereitschaft, das Antwortverhalten der Befragten beeinflußt haben. Folglich wurde ein 3-stufiges Verfahren zur 61 Abschätzung des zu erwartenden Marktpotentials Lkw-spezifischer Navigationssysteme gewählt: • Quantifizieren der in Frage kommenden Unternehmen als Zielgruppe im Markt (Grundgesamtheit) in sachgerechter Differenzierung nach Strukturmerkmalen auf der Grundlage einschlägiger Statistiken (z.B. des Kraftfahrtbundesamtes, KBA sowie des Bundesamtes für Güterverkehr, BAG). Hierbei werden wegen einer andersartigen Klassifizierung der Unternehmen in der amtlichen Statistik sowie wegen z. T. anderer Unterscheidungsmerkmale zahlreiche Zuordnungen und Analogien erforderlich, die im weiteren jeweils erläutert werden. • Übertragen des in der Stichprobe identifizierten Antwortverhaltens, gegliedert nach den Fuhrparkzusammensetzung Strukturmerkmalen und Fuhrparkgröße, Transportweite, auf die nach entsprechenden Strukturmerkmalen differenzierte Grundgesamtheit. Hierbei wird die durch Lkw-spezifrische Navigationssysteme nach augenblicklicher Übersicht ansprechbare Teilmenge von Fuhrparkbetreibern bestimmt. • Übertragen des in der Clusteranalyse nachgewiesenen Unternehmensinteresses an Lkw-spezifischen Navigationssystemen auf die von diesen Systemen ansprechbare Teilmenge, gegliedert nach den 3 Gruppen der insgesamt Aufgeschlossenen, der punktuell Interessierten und der überwiegend Zurückhaltenden. Hierbei wird das nach augenblicklicher Übersicht zu erwartende Marktpotential aus der insgesamt ansprechbaren Teilmenge von Fuhrparkbetreibern herausgefiltert und beziffert. Auf der Grundlage dieses Verfahrensansatzes ergeben sich folgende Quantifizierungen: • Die Zahl der für Lkw-Navigationssysteme in Frage kommenden Fuhrparkbetreiber wird bundesweit auf ca. 87.500 Unternehmen geschätzt /014/. Sie gehören der Gruppe des gewerblichen Güternah- und Güterfernverkehrs sowie dem Werksfernverkehr an und rekrutieren sich ganz überwiegend aus Fahrzeughaltern im verarbeitenden Gewerbe, im Groß- und Außenhandel Nachrichtenübermittlung. Die sowie für im den Verkehrsgewerbe/in Einsatz der Lkw-spezifischer 62 Navigationssysteme in Frage kommende Unternehmen halten zusammen ca. 228.000 Fahrzeuge (angemeldete und vorübergehend stillgelegte Fahrzeuge mit einem zul. Gesamtgewicht 3,5t /006/). Diese Gewichtsgrenze ist in Anlehnung an europaweite Standards und Führerscheinklassen herangezogen worden. Die gegenwärtig in Deutschland noch gebräuchliche untere Gewichtsgrenze für Lkw´s von 2,8t würde die Zielgruppe für Lkw-spezifische Navigationssysteme geringfügig erhöhen (in dem Gewichtssegment 2,8t bis 3,5t ist vor dem Hintergrund der Clusteranalyse des Kap. 3.4 mit einer sehr geringen Ansprechbarkeit auf Lkw-spezifische Navigationssysteme zu rechnen). • Die durch Lkw-spezifische Navigationssysteme ansprechbare Teilmenge darf bei 120.000 bis 150.000 Fahrzeugen mit einem zul. Gesamtgewicht ab 3,5t bundesweit vermutet werden /007/. Diese Zahl beschreibt nach augenblicklicher Übersicht die Zielgruppe für Navigationssysteme mit Lkwspezifischen Attributen. Darüber hinaus dürfte ein generelles Interesse am Einsatz von Navigationssystemen im Güterverkehrsbereich bestehen, insbesondere an Systemen mit dynamischen Informationen über Verkehrszustand und Witterung. Hier ist eine Lkw-spezifische Attributierung jedoch nicht erforderlich. • Das zu erwartende Markpotential in Deutschland läßt sich wie folgt differenzieren: • Die insgesamt aufgeschlossenen Transportunternehmen und Transportorganisationen betreiben ca. 46.800 bis 79.500 Fahrzeuge. • Die punktuell interessierten Unternehmen betreiben ca. 39.600 bis 49.500 Fahrzeuge. • Die überwiegend zurückhaltenden Unternehmer betreiben ca. 16.800 bis 21.000 Fahrzeuge. Die wichtigsten Ergebnisse der Analyse zur Abschätzung des Marktpotentials Lkw-spezifischer Navigationssysteme zeigt zusammenfassend die nachfolgende Tabelle (Bild 6-1). 63 Die Hersteller von Navigationsgeräten und elektronischen Karten sind nicht zu Aussagen über das von Ihnen erwartete Marktpotential Lkw-spezifischer Zielgruppe als Summe der insgesamt in Frage kommenden Fuhrparkbetreiber (Industrie, Handel, Verkehrsgewerbe) 87.500 Unternehmen Größe des durch Lkw-spezifische Navigationssysteme ansprechbaren Fuhrparks (Lkw ab 3,5t zul. Gesamtgewicht) bis 150.000 Fahrzeuge Aufteilung des ansprechbaren Fuhrparks nach der Technikaufgeschlossenheit der Fuhrparkbetreiber • Bei insgesamt aufgeschlossenem Betreiber • • bei punktuell interessiertem Betreiber • • bei überwiegend zurückhaltendem Betreiber • Bild 6-1: bis 79.500 Fahrzeuge bis 49.000 Fahrzeuge bis 21.000 Fahrzeuge Einschätzung des Marktpotentials für Lkw-spezifische Navigationssysteme Navigationssysteme bereit oder in der Lage. Als Gründe hierfür dürfen bestehende Unsicherheiten und fehlende Untersuchungen einerseits, andererseits aber auch Geheimhaltung aus Wettbewerbsgründen vermutet werden. Es ist jedoch festzustellen, daß sich die Hersteller ihrerseits mit Fragen der Aufnahme und Verarbeitung Lkw-spezifischer Informationen auseinandersetzen und deshalb ein deutliches Interesse an dieser Untersuchung zeigen. 64 7. Realisierungschancen Vor dem Hintergrund noch ausstehender Entscheidungen der Hersteller zur Berücksichtigung Lkw-spezifischer Attribute in Navigationssystemen kann derzeit über Umfang und Zeitpunkt möglicher Realisierungungen und damit über Realisierungschancen nur spekuliert werden. Die vorliegende Untersuchung hat jedoch nach übereinstimmenden Aussagen der Hersteller den Überlegungen, Lkw-spezifische Attribute in elektronische Karten und Navigationsgeräte aufzunehmen, durch Bedeutungsgewichte und akzeptierte Kostenmargen erstmals eine quantitative Basis – definiert durch die zukünftigen Nutzer – gegeben. Dadurch würden strategische Entscheidungen über die • in elektronische Karten aufzunehmenden Informationsinhalte (z. B. Top 13, vgl. Bild 3-4), • begründete Auswahl der wichtigsten Lkw-spezifischen Attribute (z. B. Durchfahrtshöhen, gesperrte Straßen, Gewichtsbegrenzungen/Tragfähigkeiten), • Realisierungschancen Lkw-spezifischer Navigationssysteme wesentlich erleichtert bzw. verbessert. Vor dem Hintergrund der sehr hohen Investitionen in die vorhandenen Navigationssysteme für jedermann stellt sich insbesondere die Frage nach der Akzeptanz nicht Lkw-spezifischer Navigationssysteme durch die Fuhrparkbetreiber – quasi als Einstieg in das navigationsgestützte Fahren – im Vergleich zu Akzeptanz Lkw-spezifischer Navigationssysteme. Zur Beantwortung dieser Frage - und anderer Fragen der technischen Realisierung - wird ein Pilotversuch erforderlich, der gleichzeitig den großen Einfluß von Navigationssystemen auf die Akzeptanz von Lkw-Führungsnetzen nachweisen soll. Keiner der befragten Hersteller (hier: Bosch-Blaupunkt und VDO Car Communication) ist gegenwärtig jedoch bereit, einen Pilotversuch wegen der damit verbundenen Kosten durchzuführen. Vielmehr wird ein Stufenkonzept zur Markteinführung von Navigationssystemen im Güterverkehr favorisiert, das 65 möglichst weitgehend ohne kostenaufwendige Änderungen / Erweiterungen vorhandener Systeme auskommt und • kurzfristig zunächst die Vorteile der dynamischen Information (ohne Navigation) eröffnet, z.B. realisiert über das DAB-System, • alternativ die für den Pkw-Verkehr bekannten Navigationssysteme ohne Systemänderungen, jedoch ergänzt um Lkw-spezifische "points of interest" anbietet, • ggf. in sukzessiven Schritten Erweiterungen um Lkw-spezifische Straßennetzinformationen vornimmt, die jeweils mit Systemänderungen verbunden sind und nach Ziel-/Nutzergruppen weiter eingegrenzt werden können. Lkw-Navigation kann über fahrzeugautonome Systeme (sog. dezentrale Lösung) ebenso erfolgen wie über ergänzende Module zu vorhandenen Flottenmanagementsystemen (sog. zentrale Lösung). Im Fall einer Entscheidung der Hersteller zugunsten von Lkw-spezifischen Navigationssystemen ist davon auszugehen, daß beide Lösungen nebeneinander am Markt angeboten werden. Auf die Frage der Systemmerkmale und Systemerprobung im Rahmen einer Pilotphase hat die zentrale bzw. dezentrale Konfiguration keine Auswirkung. Zusammenfassend bleibt festzustellen, daß ein Pilotversuch insbesondere aus strategischen Gründen erforderlich wird, um einerseits die Akzeptanz von Navigationssystemen, die nach dem Verständnis des Untersuchungsberichtes als Lkw-spezifisch zu bezeichnen sind, nachzuweisen und andererseits die Markteinführung dieser Lkw-spezifischen Systeme deutlich zu beschleunigen. Die bereits erwähnte Bedeutung eines Pilotversuchs für die Beantwortung von Fragen der technischen Realisierung und der Wirkungen auf die Akzeptanz von LkwFührungsnetzen bleibt ergänzend bestehen. Wegen der Vorarbeiten, die diesbezüglich in Bremen bereits geleistet sind (z. B. Aufbau des LkwFührungsnetzes, Datenbasis Lkw-spezifischer Netzattribute), sowie wegen der hervorragenden verkehrlichen und infrastrukturellen Voraussetzungen (z. B. Lagegunst der Stadt, Sensibilisierung und Kooperationsbereitschaft der Fuhrparkbetreiber) ist die Region Bremen (Stadt und Umland) zur Durchführung des Pilotversuchs besonders geignet. 66 8. Quellenverzeichnis 8.1 Literatur und Karten 001 Alpine electronics: Car Navi. Die neue Dimension: Alpine Navigation ’98, Werbebroschüre, Ratingen 1998. 002 BBE-Unternehmensberatung: Verkehrstelematik. Telekommunikation, Information und Navigation im Automobil, Sonderdokumentation, Köln 1998. 003 Bauer, Ernst: Neues von der Stange. Telematik im Straßenverkehr wird jetzt für wenige nutzbar, aber wenigstens für jedermann sichtbar, in: ACELenkrad, Heft 7, 1998, S. 26-29. 004 Blaupunkt: Mobile Kommunikation von Blaupunkt. Technik, die hilft; Werbebroschüre, Hildesheim 1998. 005 Blaupunkt: Blaupunkt Busanlagen. Reisen wie in der Business Class, Werbebroschüre, Hildesheim 1998. 006 Bundesamt für Güterverkehr (BAG): Struktur der Unternehmen des gewerblichen Straßengüterverkehrs und des Werkfernverkehrs, Köln 1994. 007 Bundesverband Güterkraftverkehr und Logistik (BGL) e.V.: Verkehrswissenschafltiche Zahlen, Frankfurt/Main 1994 – 1997. 008 Falk Verlag AG: Trucker Atlas für Bus- und Fernverkehr, München o.J.. 009 Hahn, Wolfgang und Kretschmer-Bäumel, Elvira: Telematik im Verkehr. Stand und Perspektiven aus verkehrspolitischer Sicht, in: Internationales Verkehrswesen, Heft 50, 1998, S. 485-492. 011 Hilfe durch High-Tech? in: Der Spiegel, Heft 29, 1998, S. 82-83. 010 Institut für Stadtbauwesen der RWTH Aachen und Ingenieurgruppe IVV-Aachen: Leitstrategien individueller und kollektiver Zielführung in verkehrstechnischen Steuerungsfragen, unveröffentlichter Zwischenbericht eines Forschungsauftrags für Bundesanstalt für Straßenwesen, Aachen November 1998. 67 012 König, Rainer: Gestaltungskriterien für Telematik-Systeme. Beiträge der Technikfolgen-Abschätzung, in: Straßenverkehrstechnik, Heft 2, 1995, S. 61-67. 013 Kraftfahrt-Bundesamt (KBA) und Bundesamt für Güterverkehr (BAG): Bestand an Kraftfahrzeugen und Kraftfahrzeuganhängern, in: Statistische Mitteilungen, Reihe 2, Flensburg und Köln 1994 – 1997. 014 Kraftfahrt-Bundesamt (KBA) und Bundesamt für Güterverkehr (BAG): Verkehrsleistung deutscher Lastkraftfahrzeug, in: Statistische Mitteilungen, Reihe 8, Sonderheft 2, Flensburg und Köln 1994 – 1997. 015 Majetschak, Beate: Stadtverkehr. Stadtpläne auf CD-ROM, in: c’t, Heft 17, 1998, S. 114-117. 016 Mannesmann autocom: Passo Fleet für bessere Transportlogistik, Werbebroschüre,. Düsseldorf o.J.. 017 Navigation Technologies: The NavTech Navigable Database, European Database Coverage, Best 1997. 018 Sauer, Heinrich: Zielvorstellung. Test: Navigationssysteme, in: auto motor sport, Heft 13, 1998, S. 206-211. 019 Senator für Bau, Verkehr und Stadtentwicklung der Freien Hansestadt Bremen: Das Bremer Lkw-Netz. 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Dynamische Navigation heißt das Zauberwort, in: TeleTraffic, Heft 10-11, 1998, S. 26-29. 028 Tele Atlas: Setting the standards in digital mapping, Werbebroschüre, Gent o. J.. 029 Tele Atlas: Global solutions in digital mapping, Werbebroschüre, Gent o. J.. 030 Vollmer, Rudolph: Blaupunkt-Systeme für effizientes Flottenmanagement. Kompakte 1-DIN-Endgeräte und Systeme mit Navigationskomponente, unveröffentlichtes Manuskript, Hildesheim 1998. 69 8.2 Internet 101 Alpine Car Navigation: Revolutionising the Driving Experience, http://www.alpine-europe.com/start.htm 25.01.99. 102 Becker: Radio Navigation TrafficStar von Becker, http://www.becker.de/html/de 13.08.98. 103 Blaupunkt: Verkehrstelematik, http://www.blaupunkt.de/pro 20.08.98. 104 European Road Transport Telematics Implementation Coordination Organisation (ERTICO): Intelligent Transport Systems – Europe, http://www.ertico.com 31.07.98. 105 Focus online: Nachrüstbare Autonavigationssysteme im Test, http://www.focus.de/T/TE/TE30/te30.htm 07.08.98. 106 Grundig: Car Radio Produkte, http://www.grundig.de/produkte/caraudio/indexb.html 30.07.98. 107 Mannesmann autocom: Passo und Passo Fleet: Innovative Verkehrstelematikdienste von Mannesmann autocom, http://www.passo.de 30.07.98. 108 Mannesmann autocom: Stau oder nicht Stau – der Autofahrer hat die Wahl, http://www.passo.de/news/presse/cebit2-seite1.html 30.07.98. 109 Mannesmann autocom: Autonavigationsgeräte, http://www.passo.de/news/presse/cebit1-seite2.html 30.07.98. 110 Mannesmann autocom: Endgeräte für Verkehrstelematikdienste, http://www.passo.de/news/presse/cebit1-seite3.html 30.07.98. 111 Mannesmann VDO: Navigation Systems, Telematics Terminals, http://www.vdo.com/MobiMax/tele.htm 11.08.98. 112 Navigation Technologies: NavTech Database, http://www.nachtech.com/database/coverage/europe.html 20.08.98. 113 Navigation Technologies: About NavTech, http://www.nachtech.com/coinfo/coinfo.html 10.08.98. 70 114 Navigation Technologies: Vehicle Navigation Systems & Services, http://www.nachtech.com/market/mkt_vns_sys.html 10.08.98. 115 Navigation Technologies: How a Navigation Systems Works, http://www.nachtech.com/market/mkt_vns_how.html 10.08.98. 116 Navigation Technologies: How the Database is Built, http://www.nachtech.com/database/data_build.html 10.08.98. 117 Navigation Technologies: Point of Interest Information, http://www.nachtech.com/database/data_poi.html 10.08.98. 118 PhilipsCarSystems: CARiN, http://www.carin.com 13.07.98. 119 PTV: PTV-Produkte. Map&Guide, Map&Guide fleetmonitor, Map&Guide Travelbook, http://www.ptv.ptv.de 31.07.98. 120 Skeye: Verkehrstelematiksystem: Skeye Fleet, http://www.skeye.de/Guide.html 31.07.98. 121 Skeye: Flottenmanagementsystem: Skeye Fleet, http://www.skeye.de/Fleet.html 31.07.98. 122 Tecmobility: Route Planner: Ein unentbehrlicher Copilot. Merkmale, http://www.tecmobility.it/Deutsche/ambiente_ted.shtml 21.07.98. 123 Tegaron: Das Telematik Lexikon, http://www.tegaron.de/D/lexikon.html 29.07.98. 124 Tegaron: Verkehrstelematikdienste, http://www.tegaron.de 29.07.98. 125 Tele Atlas: Car Navigation CDs, http://www.teleatlas.com 13.07.98. 126 Tele Atlas: Lexicon, http://www.teleatlas.com/8_lexicon_index.html 30.07.98. 127 Teletraffic: Job und Navigation. CARiN 520 im Praxistest, http://www.teletraffic.de/9806/html/Praxistest.html 30.07.98. 128 Vogel, Uwe: Vogelperspektive. Das neue Birdview-System von Nissan, http://www.teletraffic.de/9806/html/Birdview.html 30.07.98. 71 8.3 • Persönliche Kontakte Workshop in Bremen • Herr Beindorf, BWG Reimer GmbH & Co • Herr Bardenhagen, Erich Kieserling GmbH & Co. KG • Herr Rautenhaus, Rautenhaus Spedition • Herr Viet, Stute Verkehrs GmbH • Herr Stöver, Bruhn Internationale Transporte GmbH • Herr Hinkel, E. H. Harms GmbH • Herr Hillmann, F. W. Neukirch GmbH & Co • Herr Heldt, Heinrich Knoche und E. Barth, Ver. Speditions GmbH • Herr Wilfried Drygala, Geschäftsführendes Vorstandsmitglied des Landesverbandes Güterkraftverkehr Bremen • • • Hersteller elektronischer Karten • Herr Van de Ven, Firma Navigation Technologies, Best • Herr Melcher, Firma Navigation Technologies, Duisburg • Herr Konrad, Firma Navigation Technologies, Sulzbach/Taunus • Herr Stoll, Firma TeleAtlas, Hildesheim • Herr Hartz, Firma TeleAtlas, Hildesheim – Düsseldorf Hersteller von Navigationsgeräten/Software der Routensuche • Herr Jäger, Firma Bosch-Blaupunkt, Hildesheim • Herr Graefe, Firma Bosch-Blaupunkt, Hildesheim • Herr Drijfhout; Firma VDO, Wetzlar • Herr Schneider, Firma Alpine Electronics, Düsseldorf • Herr Breitenbach, Firma Alpine Electronics, München • Herr Due, Firma Alpine Electronics, Stuttgart Provider von Telematikdiensten • Herr Chudoba, Firma Tegaron, Böblingen 72 • Unternehmensverbände • • Herr Dr. Werner, Vereinigung deutscher Kraftwagenspediteure Beratungsunternehmen • Herr Binnenbruck, Planungs- und Unternehmensberatung Transport und Verkehr 73 9. Anlagen Anlage 3-1 Einführung in den Workshop Anlage 3-2 Beispiele fahrzeugautonomer Navigationssysteme Anlage 3-3 Praxisbeispiel Anlage 3-4 Angaben zum Unternehmen Anlage 3-5 Lkw-Navigation heute Anlage 3-6 Anforderungen an ein Lkw-Navigationssystem Anlage 3-7 Vorstellbarer Kostenrahmen 74