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Autonomes Fahren

Autonome Fahrzeuge nahtlos disponieren

Wir integrieren autonome Shuttles in Ihren bestehenden Dispositionskern. Unser MILP-basierter Algorithmus steuert konventionelle und fahrerlose Fahrzeuge in einer gemeinsamen Optimierung – mit ITCS-Anbindung, OEM-Abstraktion und Echtzeit-Umplanung.

SAE 4
ITCS
MILP
V2X
ODD
Mixed
Fleet

Das Fahrzeug fährt autonom – aber wer disponiert es?

Autonome Shuttles im ÖPNV sind keine Zukunftsmusik mehr. Die Deutsche Bahn testet fahrerlose Busse in Hamburg und Bayern, die Wiener Linien planen Pilotprojekte, und der VDV rechnet ab 2027 mit dem Markteintritt von SAE-Level-4-Fahrzeugen im regulären Linienbetrieb. Die Technologie im Fahrzeug ist beeindruckend weit – doch die Backend-Systeme hinken hinterher.

Das zentrale Problem: Bestehende Dispositions- und Leitstellensysteme sind für Fahrzeuge mit Fahrer konzipiert. Ein autonomes Shuttle benötigt jedoch grundlegend andere Steuerungslogik. Es gibt keinen Fahrer, der auf Funksprüche reagiert, spontan eine Umleitung fährt oder bei Störungen eigenständig entscheidet. Jede operative Entscheidung muss über definierte Schnittstellen an das Fahrzeug übermittelt werden – in Echtzeit, deterministisch und ausfallsicher.

Für Verkehrsunternehmen bedeutet das: Die Einführung autonomer Fahrzeuge ist kein reines Fahrzeugprojekt, sondern ein Integrationsprojekt. Wer den Dispositionskern nicht von Anfang an mitdenkt, riskiert teure Insellösungen, die sich nicht in den Regelbetrieb überführen lassen.

# system_architecture.py
# Autonomes Fahrzeug → Dispositionskern → ITCS

class AutonomousVehicleDispatch:
  def __init__(self, vehicle_api, itcs):
    self.vehicle = vehicle_api  # OEM-spezifisch
    self.itcs = itcs           # VDV 453/454
    self.optimizer = MILPSolver()# Dispositionskern

  def dispatch(self, mission):
    route = self.optimizer.solve(
      origin=mission.start,
      destination=mission.end,
      constraints=self.get_odd(),
      fleet=self.mixed_fleet_state()
    )
    self.vehicle.send_mission(route)# V2X/REST
    self.itcs.update_status(route) # VDV 453

Der Dispositionskern als Brücke zwischen Fahrzeug und Leitstelle

Hex Solutions entwickelt die Middleware, die autonome Fahrzeuge mit Ihrer bestehenden Betriebssteuerung verbindet. Unser Dispositionskern übersetzt zwischen der Sprache der Fahrzeug-APIs und den Anforderungen Ihres ITCS – bidirektional, in Echtzeit und herstellerunabhängig.

01

Fahrzeug-Abstraktion

Einheitliche API-Schicht über verschiedene OEM-Schnittstellen. Ob EasyMile, Navya, HOLON oder Scania – Ihr Disponent sieht ein Fahrzeug, nicht ein Protokoll. Herstellerwechsel ohne Systemumbau.

02

Echtzeit-Disposition

MILP-basierte Optimierung berechnet in Sekundenbruchteilen die optimale Fahrzeugzuordnung. Bei Störungen, Fahrgastanfragen oder ODD-Verletzungen wird sofort umdisponiert – ohne menschliches Eingreifen in der Regelschleife.

03

Remote Operator Support

Wenn das autonome Fahrzeug eine Situation nicht selbst lösen kann, eskaliert es an den Remote Operator. Unser System priorisiert Eskalationen, schlägt Manöver vor und dokumentiert jede Freigabe lückenlos.

Nahtlose Anbindung an Ihre Systemlandschaft

Die Integration autonomer Fahrzeuge scheitert in der Praxis selten am Fahrzeug selbst, sondern an der Anbindung an die bestehende IT-Infrastruktur. Unser Dispositionskern spricht die Sprache beider Welten.

ITCS-Anbindung (VDV 453/454): Die VDV-Schnittstellen bilden das Rückgrat der Echtzeitkommunikation im ÖPNV. Unser Dispositionskern implementiert beide Standards vollständig und übersetzt die Fahrzeugtelemetrie autonomer Shuttles in das Format, das Ihre Leitstelle erwartet – ob INIT, IVU.suite oder Trapeze.

Fahrzeug-APIs (OEM): Jeder Hersteller bietet eigene Schnittstellen. EasyMile nutzt REST, HOLON setzt auf gRPC, Scania ein eigenes Telematikprotokoll. Unser Abstraktionslayer normalisiert diese Vielfalt auf eine einheitliche interne Schnittstelle.

V2X und Infrastruktur: Ampelphasen über GLOSA, Baustellenwarnungen über DENM, Positionsdaten über CAM. Unser System integriert V2X-Daten in die Dispositionsentscheidung und passt Abfahrtszeiten oder Fahrzeugzuweisungen dynamisch an.

VDV 453/454 REST / gRPC MQTT GTFS-RT ETSI ITS-G5 SIRI VDV 452
// Unterstützte Schnittstellen

VDV 453/454  → ITCS-Echtzeitdaten
VDV 452     → Fahrplandaten (HAFAS)
REST / gRPC  → OEM Fahrzeug-APIs
MQTT        → Telemetrie & Sensorik
GTFS-RT     → Fahrgastinformation
ETSI ITS-G5 → V2X-Kommunikation
SIRI        → Service Interface (EU)
// mixed_fleet_model.lp

minimize: Σ (cost_conv[i]·x[i] + cost_auto[j]·y[j])

subject to:
  ∀ trip: Σ x[i] + Σ y[j] ≥ 1    // Abdeckung
  ∀ auto_j: route[j] ∈ ODD[j]  // Geofence
  ∀ auto_j: speed[j] ≤ v_max   // Geschwindigkeit
  ∀ conv_i: ArbZG(driver[i])   // Arbeitszeit
  Σ remote_ops ≤ capacity      // Operator-Limit

bounds:
  x[i], y[j] ∈ {0, 1}          // Binärvariablen

Konventionelle und autonome Fahrzeuge in einem Modell

Die Realität der nächsten Jahre wird keine rein autonome Flotte sein, sondern eine gemischte. Zehn autonome Shuttles neben 200 konventionellen Bussen. Unser Optimierungsmodell bildet beide Fahrzeugtypen in einer gemeinsamen Zielfunktion ab.

Ein autonomes Shuttle hat eine definierte Operational Design Domain – es fährt nur auf freigegebenen Strecken, bei bestimmten Wetterbedingungen und bis zu einer maximalen Geschwindigkeit. Ein konventioneller Bus ist flexibler, aber teurer. Der Algorithmus weist Fahrten dem jeweils kostenoptimalen Fahrzeugtyp zu.

Bei Störungen disponiert der Algorithmus in Sekundenbruchteilen einen konventionellen Bus als Ersatz, wenn ein Shuttle ausfällt. Umgekehrt übernehmen autonome Shuttles Verstärkerfahrten, wenn konventionelle Fahrzeuge in der Werkstatt sind.

Autonome Shuttles als flexible Zubringer

Autonome Fahrzeuge entfalten ihren größten Mehrwert nicht als Ersatz für bestehende Linien, sondern als Ergänzung: flexible Zubringer zur nächsten Haltestelle, bedarfsgesteuerte Shuttles in Randzeiten, Mikro-ÖV in dünn besiedelten Gebieten. Unser Demand-Responsive-Transport-Modul optimiert diese Einsätze in Echtzeit.

DRT

Demand-Responsive Transport

Fahrgäste buchen per App, unser Algorithmus bündelt Fahrtwünsche in Echtzeit und berechnet die optimale Route für jedes Shuttle. Pooling-Raten von über 60 Prozent reduzieren die Kosten pro Fahrgast drastisch.

First/Last Mile

Zubringer-Optimierung

Autonome Shuttles schließen die Lücke zwischen Wohngebiet und Haltestelle. Unser Modell synchronisiert die Shuttle-Abfahrten mit dem Linienfahrplan und minimiert die Umsteigezeit für den Fahrgast.

Szenario

Strategische Planung

Wie verändert sich der Fahrzeugbedarf, wenn 20 Prozent der Flotte autonom wird? Ab welchem Anteil amortisiert sich die Investition? Unser Modell simuliert Szenarien auf Basis Ihrer realen Betriebsdaten.

Technische Kennzahlen

7+

Schnittstellen-Protokolle

<200ms

Dispositions-Latenz

100%

ODD-Compliance

Mixed

Fleet Management

Operations Research trifft autonome Mobilität

Wir sind kein Fahrzeughersteller und kein klassisches IT-Beratungshaus. Unser Team besteht aus Operations-Research-Spezialisten, die seit über einem Jahrzehnt Dispositionssysteme für den ÖPNV entwickeln. Dieses Domänenwissen bringen wir in die Welt des autonomen Fahrens ein.

Das bedeutet: Wir verstehen, wie ein ITCS funktioniert, welche VDV-Schnittstellen relevant sind und wie ein Umlaufplan aufgebaut ist. Gleichzeitig beherrschen wir die mathematischen Methoden – MILP, Constraint Programming, Metaheuristiken – um die neuen Herausforderungen der Mixed-Fleet-Disposition zu lösen.

Gurobi MILP VDV 453/454 Python gRPC MQTT

Herstellerunabhängig

Unser Abstraktionslayer unterstützt alle gängigen OEM-Schnittstellen. Fahrzeughersteller wechseln, ohne dass sich an Ihrer Disposition etwas ändert.

ITCS-nativ

Vollständige VDV 453/454 Implementierung. Ihre Leitstelle sieht autonome Fahrzeuge genauso wie konventionelle – keine Sonderprozesse nötig.

Mathematisch fundiert

MILP-basierte Optimierung mit zertifizierbarem Optimalitäts-Gap. Keine Heuristiken, keine Blackbox – nachvollziehbare Ergebnisse.

FAQ – Autonomes Fahren & Disposition

Unser Dispositionskern ist für SAE Level 4 konzipiert – also Fahrzeuge, die innerhalb einer definierten Operational Design Domain (ODD) vollständig autonom fahren. Die Architektur ist jedoch so gestaltet, dass auch SAE Level 3 (bedingt automatisiert) und perspektivisch Level 5 (vollautomatisiert) integriert werden können. Entscheidend ist die Schnittstelle: Solange das Fahrzeug Missionen über eine API entgegennimmt und Statusmeldungen zurücksendet, kann unser System es disponieren.
Über die standardisierten VDV-Schnittstellen 453 und 454. Unser Dispositionskern übersetzt die Telemetrie und Statusmeldungen der autonomen Fahrzeuge in das VDV-Format, das Ihr ITCS erwartet. Das funktioniert mit allen gängigen Systemen – INIT, IVU.suite, Trapeze oder proprietären Lösungen. Die Integration erfolgt typischerweise über eine Middleware, die parallel zum bestehenden System läuft und schrittweise produktiv geschaltet wird.
Ja, genau das ist unser Kernansatz. Unser MILP-Modell bildet beide Fahrzeugtypen in einer gemeinsamen Zielfunktion ab und berücksichtigt ihre unterschiedlichen Eigenschaften: ODD-Einschränkungen der autonomen Shuttles, Arbeitszeitregeln der Fahrer konventioneller Busse, unterschiedliche Kostenstrukturen und Kapazitäten. Der Algorithmus weist jede Fahrt dem kostenoptimalen Fahrzeugtyp zu und disponiert bei Störungen automatisch um.
Ein typisches Integrationsprojekt dauert 3 bis 6 Monate. In den ersten Wochen analysieren wir Ihre bestehende Systemlandschaft und definieren die Schnittstellenarchitektur. Dann folgt die Implementierung des Abstraktionslayers und die Anbindung an Ihr ITCS. Parallel dazu wird das Mixed-Fleet-Optimierungsmodell auf Ihre Betriebsdaten kalibriert. Der Go-Live erfolgt schrittweise – zunächst im Parallelbetrieb, dann produktiv.
// Kontakt

Integrationsberatung für autonome Fahrzeuge

Wir verbinden autonome Shuttles mit Ihrem bestehenden Dispositionskern – herstellerunabhängig, ITCS-nativ und mathematisch optimal.

  • Kostenloses Erstgespräch zur Integrationsarchitektur
  • OR-Experten mit ITCS- und VDV-Erfahrung
  • Mixed-Fleet-Konzept innerhalb von 5 Werktagen
  • ISO 27001 & TISAX zertifizierte Prozesse
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Unsere Leistungen