Methode zur Bewertung der Auswirkungen des Vollautomatisierten Fahrens und weiterer Trends auf Fahrzeugkonzepte und Architekturen auf der Basis von Prognosen zum zukünftigen Mobilitätsverhalten

Peters, Peter Lukas GND

Trends, wie z.B. das Vollautomatisierte Fahren oder neue On-Demand Mobilitätsangebote, haben das Potential, das zukünftige Mobilitätsverhalten und damit die Gestaltung von Fahrzeugkonzepten disruptiv zu verändern. Daher gilt es − aus der Perspektive eines Automobilherstellers − für verschiedene Zukunftsszenarien vorbereitet zu sein.
Mit Hilfe der in dieser Arbeit vorgestellten Methodik werden die Auswirkungen von Trends auf Fahrzeugkonzepte und Architekturen − modellgestützt anhand von Prognosen zum zukünftigen Mobilitätsverhalten − für verschiedene Szenarien abgeleitet und analysiert. Der gewählte Ansatz verknüpft dabei erstmals Methoden aus der Verkehrsforschung mit der Entwicklung von Fahrzeugkonzepten in der frühen Phase und stellt damit den übergeordneten wissenschaftlichen Beitrag dar.
Im Rahmen eines Verkehrsnachfragemodells werden die Veränderungen im Mobilitätsverhalten für den Personenverkehr in Deutschland für das Jahr 2035 simuliert. Durch die Parametrisierung des individuellen Mobilitätsverhaltens können ausgewählte Mobilitätsparameter mit relevanten Auslegungsprämissen für die Fahrzeugkonzeptgestaltung verknüpft werden.
Auf der Basis einer Clusteranalyse erfolgt die Ableitung und Gruppierung der Auslegungsprämissen auf Gesamtfahrzeugebene eines skalierten Produktportfolios aus den Mobilitätsdaten, das sowohl Privat-Pkw als auch Fahrzeugkonzepte für den Einsatz in On-Demand Mobilitätsangeboten abbildet. Für die Konfiguration der Fahrzeugkonzepte sowie die Auslegung der funktionalen und geometrischen Parameter wird der zukünftige technische Lösungsraum systematisch analysiert.
In den betrachteten Anwendungsbeispielen werden für verschiedene Mobilitätsszenarien Rückschlüsse auf die zukünftige Gestaltung und Spreizung von Architekturen abgeleitet. Die Simulationsergebnisse zeigen auf, dass sich durch die Einführung von zusätzlichen vollautomatisierten Verkehrsmittelalternativen das Mobilitätsverhalten signifikant ändern kann.
Zwischen Privat-Pkw und spezifischen Fahrzeugkonzepten für den Einsatz in On-Demand Mobilitätsangeboten liegen dabei deutliche Unterschiede in den Auslegungsprämissen und den daraus abgeleiteten geometrischen und funktionalen Fahrzeugparametern vor.
Insbesondere der Entfall des Fahrerarbeitsplatzes stellt in Zukunft einen entscheidenden Konzeptsprung dar, der bei der Architekturgestaltung zu berücksichtigen ist.

Trends − such as fully automated driving or new on-demand mobility offers − have the potential to change the future mobility behavior and thus the design of vehicle concepts. From the perspective of a vehicle manufacturer, it is therefore important to be prepared for different future scenarios.
The model-based methodology presented in this paper intends to derive and analyze the effects of trends on vehicle concepts and architectures on the basis of forecasts for the future mobility behavior.
For the first time, the chosen approach combines methods from transportation research with the development of vehicle concepts in the early phase. Within the framework of a travel demand model, the changes in mobility behavior for the passenger transport in Germany are simulated for the year 2035.
By parameterizing the individual mobility behavior, selected mobility parameters are linked with relevant design premises for vehicle concepts.
Based on a cluster analysis adapted for the specific application case, the design premises of total vehicle concepts − differentiated between privately-owned vehicles and specific vehicle concepts for the use in on-demand mobility fleets − are objectively derived from the mobility data and optimized regarding the coverage of mobility needs.
The resulting product portfolio is scaled, taking technical concept leaps into account. For the configuration of the vehicle concepts as well as the determination of the associated functional and geometric parameters, the future technical solution space is systematically analyzed.
In the underlying mobility scenarios, conclusions are drawn for the future design and spread of vehicle architectures. The simulation results demonstrate that the introduction of additional fully automated transport modes can significantly change the mobility behavior.
It becomes apparent that there are substantial differences between privately-owned vehicles and specific vehicle concepts for the use in on-demand mobility fleets regarding the design premises and the resulting geometric and functional vehicle parameters.
In particular, the elimination of the driver's workplace will represent a decisive conceptual leap in the future, which hast to be taken into account for the architectural design.

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Peters, Peter Lukas: Methode zur Bewertung der Auswirkungen des Vollautomatisierten Fahrens und weiterer Trends auf Fahrzeugkonzepte und Architekturen auf der Basis von Prognosen zum zukünftigen Mobilitätsverhalten. 2020.

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