Was ist der Unterschied zwischen autonomen, automatisierten, vernetzten, kooperativen Fahren?

Selbst wenn zum Thema eigentlich schon fast alles und von jedem gesagt wurde, werden die Begrifflichkeiten beim automatisierten Fahren teilweise immer noch vermischt und nicht sauber unterschieden. Hier deshalb ein Definitionsversuch und einige Argumente wieso man oft doch präziser zwischen den verschiedenen Begriffen unterscheiden sollte:

Autonomes Fahren: Autonomie bedeutet, dass man selbstständig entscheiden kann und darf. Beim autonomen Fahren geht es also darum, dass einzelne Fahrzeuge selbstständig und unabhängig Fahrentscheidungen treffen.

Automatisiertes Fahren: Automatisierung bedeutet die Ausführung von Prozessen und Prozeduren ohne menschliches Zutun. Automatisiertes Fahren bedeutet also das Fahren ohne Eingriff eines menschlichen Fahrers. Mitunter wird hier noch unterschieden zwischen voll automatisiertem Fahren und den verschiedenen Stufen der Automatisierung gemäß SAE.

Vernetztes Fahren: Beim vernetzten Fahren geht es darum, dass automatisierte als auch nicht automatisierte Fahrzeuge automatisch Informationen untereinander und mit der Infrastruktur austauschen.

Kooperatives Fahren: Beim kooperativen Fahren geht es darum, dass einzelne Fahrzeuge und Fahrer sich kooperativ im Verkehr bewegen. Dies bedeutet, dass einzelne Verkehrsteilnehmer ihre individuellen Mikro-Ziele und deren Ausführung im Sinne einer besseren makroskopischen Gesamtwirkung abstimmen.

Automatisierter Verkehr: Bei automatisierten Verkehr geht es nicht nur um die Automatisierung einzelner Verkehrsteilnehmer sondern um die Automatisierung des Verkehrs als gesamtheitliches System-of-Systems. Demnach beinhaltet Verkehrsautomatisierung neben der Fahrzeugautomatisierung auch die Automatisierung der Verkehrsregelung und Infrastruktur.

Ferngesteuertes Fahren: Bei ferngesteuerten Fahren bzw. bei teleoperiertem Fahren wird die Steuerung des Fahrzeugs nicht am Fahrzeug selbst sondern an einem anderen Ort ausgeführt. Die Steuerungseinheit ist dabei außerhalb des Fahrzeugs und mit diesem vernetzt.

Unbemannte Fahrzeuge: Bei unbemannten Fahrzeugen ist kein menschlicher Fahrzeugführer an Bord.

Damit ergeben sich ein paar Schlussfolgerungen:

• Vernetztes Fahren begünstigt kooperatives Fahren, weil die Verkehrsteilnehmer ihre Intentionen einfacher und präziser preisgeben und austauschen können. Dadurch sind die Verkehrsteilnehmer besser in der Lage sich miteinander abzustimmen. Da die Abstimmung durch vernetztes Fahren nicht nur auf Mikro- sondern auch auf Makro-Ebene erfolgen kann, ist ein zusätzliches Potential zur Verbesserung des Verkehrs zu erwarten.
• Vernetztes Fahren allein ergibt noch nicht automatisch kooperatives Fahren, weil einzelne Verkehrsteilnehmer die zusätzliche Information theoretisch auch nutzen können, um sich selbst einen individuellen Vorteil auf Kosten der anderen zu verschaffen.
• Autonomes Fahren führt nicht unbedingt zu einer Verbesserung der Verkehrssituation. Wenn jeder autonom und ohne kooperativen Abgleich mit den anderen Verkehrsteilnehmern entscheidet, kann dies auch zu Chaos und einem Kollaps des Verkehrs führen. In der Regel ist Autonomie nicht mehr angebracht, wenn hohe Verkehrsdichten gegeben sind.
• Automatisiertes Fahren kann zu wesentlichen Verbesserungen des Verkehrs führen, weil man den Robotern kooperatives Verhalten aufprägen kann und diese dieses Verhalten in der Regel dann auch präziser und vorhersehbarer einhalten (sofern es sich nicht um voll autonome Roboter handelt, welche selbst gegenteilig entscheiden).
• Vernetztes Fahren kann die Einführung des automatisierten Fahrens wesentlich begünstigen, weil dadurch kollektives Lernen ermöglicht wird und ungünstige Verhaltensweisen schneller identifiziert und abgestellt werden können.
• Automatisiertes Fahren bedingt oftmals Informationen für valide Entscheidungen, welche nicht sensorisch erfassbar sind. Diese Informationen können meist durch Vernetzung ermittelt werden.
• Autonome Fahrzeuge müssen streng genommen auch ohne Vernetzung zurecht kommen können.
• Kooperatives und vernetztes Fahren kann auch ohne Automatisierung zu Verbesserungen im Verkehr führen.
• Kooperation ist auch ohne Vernetzung möglich, wenn sich die (automatisierten) Verkehrsteilnehmer strikt an gegebenen Regeln halten. Diese Regeln müssen dann aber konsistent, vollständig und akzeptabel im Kontext der individuellen Ziele sein (was leider absolut nicht-trivial ist).
• Autonomie führt in der Regel zu besserer Akzeptanz, weil die Entscheidungen selbstständig gefällt werden. Im Fall höherer Verkehrsdichten und Staus führt in der Tat aber die Reduktion von Autonomie zur verkehrlichen Verbesserung durch die Automatisierung. Gemäß dem VERONET-Konzept wird die Autonomie aber sofort wieder ermöglicht, sobald die Gesamtsituation dies erlaubt.
• Ferngesteuerte Fahrzeuge sind nicht unbedingt autonom, etwa wenn die Führung durch einen menschlichen Tele-Operator übernommen wird. Allerdings sollten die wesentlichen Funktionen der Fahr-Regelung automatisiert vonstatten gehen. Jedenfalls müssen ferngesteuerte Fahrzeuge eine Vernetzung aufweisen, um die Steuer-Kommandos übertragen zu können.
• Unbemannte Fahrzeuge können autonom ausgeführt sein. Wenn sie allerdings von menschlichen Operatoren ferngesteuert werden sind sie nicht autonom sondern nur teil-automatisiert.

Das heißt, dass Autonomie nicht äquivalent mit Automatisierung und Kooperation nicht äquivalent mit Vernetzung ist.

Allerdings erhöht Autonomie die Akzeptanz, führt im Fall hoher Dichte aber potentiell zu Chaos und Kollaps. Automatisierung ermöglicht eine verbesserte Kooperation, weil Roboter in der Regel auch sehr viel präziser tun, was man ihnen beauftragt. Die Vernetzung ermöglicht einen vereinfachten Austausch und Abgleich der Interessen zur aktiven Kooperation.

Ist das Ganze hier nicht kleinkarierte Haarspalterei? Nein mitnichten! Die Umsetzung der Fahrzeug- und Verkehrsautomatisierung und die Realisierung der davon erhofften Vorteile erfolgen maßgeblich in Form von Software und "intelligenten" Regelungsalgorithmen. Für deren Spezifikation und Entwicklung muss man aber sehr klar und aufgeräumt im Kopf sein, wenn es zu keinen bösen Überraschungen kommen soll. Die erhofften Vorteile durch die Fahrzeug- und Verkehrsautomatisierung müssen sehr klar erarbeitet und abgeglichen werden, wenn man hierfür überhaupt positive Effekte in allen relevanten Ziel-Dimensionen erreichen will (vgl. etwa Balancing the benefits of automated driving). Und eine der unbedingt notwendigen Grundvoraussetzungen für Automatisierung ist die klare Formulierung und Spezifikation davon, was überhaupt wie gemacht werden soll.