Von selbstfahrenden Schiffen, fahrerlosen Zügen und autonom rangierenden Güterwaggons

Der autonome Transport hat ohne Zweifel auch die Logistik-Branche erreicht. Zwar denken viele beim Thema autonomes Fahren noch immer an die Straße, aber auch auf der Schiene und zu Wasser gibt es innovative Entwicklungen, die den Transport automatisieren und unabhängig von menschlicher Führung machen.

Die Schiene rüstet auf

Vor allem die Schiene rüstet auf. Um im Wettbewerb mit der Straße wieder die Nase vorn zu haben, setzt etwa der Schienenlogistiker und Waggonvermieter VTG auf die Digitalisierung: Die gesamte Flotte ist über das „VTG Connect“-System mit Transpondern ausgestattet. Das ermöglicht nicht nur die automatisierte Ortung jedes einzelnen Waggons, sondern auch die Überwachung der maschinellen Vorplanung und damit eine bessere Abstimmung mit den Kunden.

Fotozellen entlang der Strecken erfassen automatisch Informationen zum Zustand der Waggons und schaffen damit die Grundlage für die automatisierte Planung von Wartungsarbeiten. Das reduziert die Werkstattzeit und macht die Waggons schneller wieder fit für den Einsatz.

Der NGT-Cargo will mehr Flexibilität

Komplett fahrerlose Züge planen die Forscher am deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR): Im Rahmen des Next Generation Train (NGT)-Projekts wird der NGT-Cargo entwickelt, ein voll automatisierter Güterzug. Aktuell wird der Güterverkehr überwiegend mit Zügen abgewickelt, die nicht rangiert werden und große Mengen an Fracht in einer langen Wagenkolonne von einem Punkt zum anderen bringen.

Das soll sich mit dem NGT-Cargo ändern: Die automatisch fahrenden Züge werden je nach Bedarf aus Einzelwagen und leistungsstarken Triebköpfen zusammengestellt und automatisch gekuppelt. So können verschiedenste Waren rasch, flexibel und ressourcenschonend transportiert werden. Die intelligenten Einzelwagen sind mit unterschiedlichen Beladungskonzepten für verschiedene Transportgüter ausgestattet und verfügen über einen eigenen elektrischen Antrieb. Damit können sie selbstständig rangieren und die letzten Kilometer zum jeweiligen Kunden autonom zurücklegen. Bis wann diese Technik umgesetzt wird, lässt sich vorläufig nicht seriös beurteilen. Die Entwicklung in diese Richtung wird jedoch aufgrund der voranschreitenden Digitalisierung und des zunehmenden Trends zur Autonomisierung über kurz oder lang ohne Alternative bleiben.

Das soll sich mit dem NGT-Cargo ändern: Die automatisch fahrenden Züge werden je nach Bedarf aus Einzelwagen und leistungsstarken Triebköpfen zusammengestellt und automatisch gekuppelt. So können verschiedenste Waren rasch, flexibel und ressourcenschonend transportiert werden. Die intelligenten Einzelwagen sind mit unterschiedlichen Beladungskonzepten für verschiedene Transportgüter ausgestattet und verfügen über einen eigenen elektrischen Antrieb. Damit können sie selbstständig rangieren und die letzten Kilometer zum jeweiligen Kunden autonom zurücklegen. Bis wann diese Technik umgesetzt wird, lässt sich vorläufig nicht seriös beurteilen. Die Entwicklung in diese Richtung wird jedoch aufgrund der voranschreitenden Digitalisierung und des zunehmenden Trends zur Autonomisierung über kurz oder lang ohne Alternative bleiben.

Güterwaggons per App buchen

Die Forscher hoffen, mit dem NGT-Cargo den Schienengüterverkehr flexibler zu gestalten und die Kapazitäten des Systems erhöhen zu können. Firmen, die Güter auszuliefern haben, sollen einzelne Waggons per App buchen können. Der Ort ist egal, die Wagen müssen wie Carsharing-Autos keinen festen Standort haben. Er kann jederzeit lokalisiert werden, Kunden erhalten exakte Angaben zum Status und der Ankunftszeit ihrer Fracht. Und: Die Wagen können direkt in Häfen, Umschlagsbahnhöfe oder Logistikterminals hineinfahren und dort automatisiert be- oder entladen werden. So können letztendlich auch die Kosten gesenkt werden.

Müssen mehrere Wagen die gleiche Strecke zurücklegen, können sie sich laut Vorstellungen der NGT-Forscher von allein vernetzen und zu einem Zug zusammenschließen. Bei entsprechender Infrastruktur sind dabei bis zu 400 Stundenkilometer denkbar, auf bestehenden Strecken immerhin noch Geschwindigkeiten von bis zu 160 oder 200 Stundenkilometern. Überwacht werden sollen immer mehrere Züge gleichzeitig von einem Zugführer aus dem Kontrollraum – so lange, bis sich der NGT-Cargo am Zielort automatisiert mit anderen Verkehrsmitteln vernetzt, die die letzten Meter bis zur Haustüre des Endkunden überwinden. Bis es so weit ist, werden wohl noch viele Waggons unzählige Schienenkilometer abspulen müssen. Ein erster Schritt ist aber getan.

Schiff und Schiene vernetzt

Die Vernetzung zwischen Schiene und Schiffsverkehr testet aktuell das deutsche Forschungsprojekt „Rang-E“. Durch optimierte Prozesse und autonome Loks sollen Rangierprozesse in Seehäfen effizienter gestaltet, Betriebsabläufe der Bahn vereinfacht und Leerfahrten vermieden werden. Zudem könnten durch verstärkte Automatisierung Störungen im Betriebsablauf verhindert werden: Laut den Initiatoren stehe die Technik dafür zur Verfügung.

Allerdings würden diese Entwicklungen in Deutschland durch bahnbetriebliche Regelungen und Vorschriften ausgebremst, wodurch sich ein Einsatz von autonomen Fahrzeugen auf der Schiene verzögern würde. Auch NGT-Cargo rechnet frühestens erst 2030 mit dem ersten Einsatz der autonomen Waggons auf der Schiene – vorausgesetzt alle politischen Rahmenbedingungen passen.

Autonome Schifffahrt noch in den Kinderschuhen

Rechtliche Probleme sind auch mit ein Grund, warum die autonome Schifffahrt zur Zeit noch in den Kinderschuhen steckt: Obwohl schon in den 1970er-Jahren in Norwegen die Idee eines autonomen Schiffes entwickelt wurde, steht bislang geltendes Seerecht und mangelnde Infrastruktur in den Häfen dem Einsatz von automatisierten Systemen entgegen. Und das, obwohl autonom fahrende Schiffe zumindest auf dem Papier viele Vorteile versprechen: Konkret geht es um mehr Sicherheit, geringere Kosten und ökologische Vorteile.

Dennoch ist das autonome Großcontainerschiff vorläufig noch in weiter Ferne: Bisher nicht geklärt sind etwa wirtschaftliche Aspekte wie Haftung, Versicherungsprämien oder Baukosten. Zudem gibt es bislang keine Regeln für die internationale Seefahrt mit autonomen Schiffen. Auch sind fahrerlose Schiffe, die nur digital gesteuert werden, womöglich anfällig für Cyberkriminalität – ein Umstand, der wohl nicht nur Schiffskapitänen Kopfzerbrechen bereitet.

Nichtsdestotrotz war Mitte letzten Jahres erstmals ein ferngesteuertes Hochseeschiff in der Nordsee unterwegs. Das unbemannte Offshore-Versorgungsschiff Highland Chieftain wurde per Fernbedienung mittels Datenaustausch via Satellit von Kalifornien aus dirigiert. Das erfolgreiche Experiment war ein gemeinsames Projekt der finnischen Schiffstechnik-Gruppe Wärtsilä und des amerikanischen Offshore-Ölservice-Konzerns Gulfmark.

Ganz ohne Menschen geht es nicht

Am ehesten lässt sich die unbemannte Schifffahrt in nationalen Gewässern umsetzen, wo Schiffe ohne langwierige internationale Abstimmungen verkehren können. Das wird gerade in Norwegen versucht: Die norwegische Reederei Wilhelmsen und der Technologiekonzern Kongsberg haben das Kleincontainerschiff Yara Birkeland vom norwegischen Chemiekonzern Yara übernommen und wollen es spätestens 2020 autonom in südnorwegischen Gewässern kreuzen lassen.

Auch eigene fahrerlose Schiffe wollen die beiden Konzerne mit ihrem Start-Up Massterly entwerfen. Eingesetzt wird dafür Technik, die bereits für den Bau selbstfahrender Autos verwendet wird: Mithilfe von Radar, Lasersensoren und Kameras werden Schiffe "autonomisiert", der jeweilige Kurs wird über ein Kontrollzentrum überwacht. Ganz ohne Menschen wird es aber nicht gehen: Im Notfall können stationäre Mitarbeiter sofort eingreifen und die Kontrolle übernehmen. Egal ob auf der Straße, den Meeren oder Schienen - der Trend zur Digitalisierung, der rasante Fortschritt in der Technik und der Drang zur Automation wird früher oder später zu autonomen Transportformen führen und die Arbeitsweise der Transport- und Logistikbranche revolutionieren.