Der urbane Verkehr ist heute geprägt durch hohe Verkehrsdichte, Staus, lokale Emissionen, Lärm, Unfälle und hohen Flächenverbrauch. Der Verkehr erfolgt weitgehend unkoordiniert, sein Potential wird bei Weitem nicht ausgeschöpft: Bei privaten Fahrzeugen überwiegt die Standzeit, Busse sind stark schwankend ausgelastet, lokale Lieferverkehre und kommunale Arbeitsaufgaben, wie Mülltransport oder Bewässerung, erfolgen nicht konsequent zu verkehrsschwachen Zeiten. Diese systemischen Probleme erfordern einen umfassenden Lösungsansatz, der mit Campus FreeCity erstmals im Labormaßstab erforscht und demonstriert wird.
Urban traffic today is characterized by high traffic density, congestion, local emissions, noise, accidents, and high use of space. Traffic is largely uncoordinated, and its potential is far from being fully exploited: idle time predominates in the case of private vehicles, bus capacity utilization fluctuates greatly, and local delivery traffic and municipal work tasks do not consistently take place at off-peak times. These systemic problems require a comprehensive approach to solving them, which is being researched and demonstrated on a laboratory scale for the first time with Campus FreeCity.
The long-term vision behind the project is to realize passenger and freight transport currently done by motor vehicles as well as numerous municipal work tasks in urban areas by means of a networked fleet of autonomous robotic vehicles, and a control system that manages and optimizes their operation. The robotic vehicles, called EDAG CityBots, are modular in design so that they can be equipped and deployed with different utility modules as needed. In the background, the control system optimizes route planning and the utilization of the CityBots in 24-hour continuous operation. Users can conveniently feed their orders into the system - whether it's the tourist who orders transportation to the next sight via app, the store owner who plans the delivery of new goods for the next day, or the municipal employee who organizes the nightly removal of garbage. This can massively reduce the number of vehicles in inner-city areas, make parking space available for other uses, and free traffic from congestion through consistent coordination. All of this makes an important contribution to a "shared space" traffic concept with all road users co-existing on an equal footing, and to a sustainable and livable smart city.
Die ursprünglich auf eine Initiative des Projektpartners EDAG zurückgehende Vision besteht darin, Personenbeförderung und Gütertransport mit Kraftfahrzeugen sowie zahlreiche kommunale Arbeitsaufgaben im städtischen Bereich durch eine vernetzte Flotte autonomer Roboterfahrzeuge sowie ein deren Betrieb steuerndes und optimierendes Leitsystem zu realisieren. Die Roboterfahrzeuge, genannt EDAG CityBots, sind modular aufgebaut, so dass sie je nach Bedarf mit unterschiedlichen Nutzmodulen ausgerüstet und eingesetzt werden können. Im Hintergrund optimiert das Leitsystem die Routenplanung und die Auslastung der CityBots im 24-Stunden-Dauerbetrieb.
Nutzer*innen können ihre Aufträge bequem in das System einspeisen – sei es der Tourist, der sich per App einen Transport zur nächsten Sehenswürdigkeit bestellt, die Ladenbesitzerin, die die Anlieferung neuer Waren für den nächsten Tag plant, oder der städtische Mitarbeiter, der den nächtlichen Abtransport des Mülls organisiert. Hierdurch kann die Anzahl an Fahrzeugen in innerstädtischen Bereichen massiv verringert, Parkraum für anderweitige Nutzung verfügbar gemacht und der Verkehr durch eine konsequente Koordination von Staus befreit werden. Dies alles leistet einen wichtigen Beitrag zu einem „Shared Space”-Verkehrskonzept mit einem gleichberechtigten Miteinander aller Verkehrsteilnehmenden, und zu einer nachhaltigen und lebenswerten Smart City.
Der in Campus FreeCity verfolgte Ansatz erfordert die methodenübergreifende Zusammenarbeit unterschiedlicher Akteure aus Wissenschaft und Wirtschaft. Hierfür hat sich ein Konsortium aus acht Partnern gebildet, die ihre jeweiligen Stärken einbringen; hinzu kommen assoziierte Partner, die insbesondere für die Weiterentwicklung des Ansatzes eine wichtige Rolle spielen. Während der 2,5-jährigen Laufzeit des Projekts werden die Partner Herausforderungen und Lösungsmöglichkeiten zentraler Elemente des geplanten Ökosystems erforschen: automatisierte Fahrfunktionen, Vernetzung und Datenaustausch, Mensch-Maschine-Interaktion, Akzeptanz und Vertrauen, integriertes Auftragsmanagement, Ermittlung und Realisierung wirtschaftlicher und technischer Optimierungspotentiale im Betrieb, u.v.m. Somit liefert Campus FreeCity einen Beitrag zur BMDV-Fördermaßnahme „Künstliche Intelligenz und digitale Innovationen in der Mobilität“, in deren Rahmen das Projekt gefördert wird.
The approach pursued in Campus FreeCity requires cross-method collaboration between different actors from science and industry. For this purpose, a consortium of eight partners has been formed, each contributing their respective strengths; in addition, there are associated partners who play an important role in particular for the further development of the approach. During the 2.5-year duration of the project, the partners will explore challenges and possible solutions of central elements of the planned ecosystem: automated driving functions, networking and data exchange, human-machine interaction, acceptance and trust, integrated order management, identification and realization of economic and technical optimization potentials in operation, and many more. Thus, Campus FreeCity contributes to the BMDV funding measure “Artificial Intelligence and Digital Innovations in Mobility,” under which the project is funded.
The ecosystem investigated in Campus FreeCity is being demonstrated and researched for the first time as part of a living laboratory on the grounds of Deutsche Bank Park in Frankfurt am Main. Equipped with an extensive infrastructural network of paths and communications, the stadium area acts as a simplified city center that offers a wide range of use cases (passenger transport, freight transport, municipal work such as landscaping and path cleaning). The operation center and the maintenance area are in the immediate vicinity of the test tracks on the stadium grounds. Overall, the implementation of the living lab is designed for scalability, which is particularly important for transferability to the urban context, the utilization of results in follow-up projects, and further expansion stages of the ecosystem.
Das in Campus FreeCity untersuchte Ökosystem wird im Rahmen eines Reallabors auf dem Gelände des Deutsche Bank Park in Frankfurt am Main erstmalig demonstriert und erforscht. Mit einem umfangreichen infrastrukturellen Wege- und Kommunikationsnetz ausgestattet, bietet das Stadionareal ein breites Spektrum an Use Cases (Personenbeförderung, Gütertransport, kommunale Arbeiten wie Grünpflege und Wegereinigung) und wird als vereinfachtes Innenstadtmodell im verkleinerten Maßstab aufgefasst.
In direkter Nähe zu den Teststrecken auf dem Stadiongelände befinden sich die Räumlichkeiten des Operation Centers (Leitwarte) sowie der Maintenance Area (Werkstatt- und Wartungsbereich). Insgesamt ist die Umsetzung des Reallabors auf Skalierbarkeit ausgelegt, was insbesondere für die Übertragbarkeit in den städtischen Kontext, die Ergebnisverwertung in Anschlussprojekten sowie weitere Ausbaustufen des Ökosystems wichtig ist.
Die einzelnen Teilvorhaben des Projekts adressieren wesentliche Fragestellungen, die mit der Entwicklung des Ökosystems aus technischer, ökonomischer, ökologischer und gesellschaftlicher Sicht einhergehen. Aufgrund des interdisziplinären Charakters des Verbundvorhabens, des systemischen Charakters des verfolgten Forschungsansatzes sowie der formulierten Zielstellung des Verbundvorhabens geht das Konsortium mit einem interdisziplinären Methodenkoffer in die Bearbeitung dieser Vorhaben.
The individual sub-projects address essential questions associated with the development of the ecosystem from a technical, economic, ecological, and social perspective. Due to the interdisciplinary character of the joint project and the systemic nature of the research undertaken, the consortium is working on these sub-projects with a broad set of methods.
