Synchrone Mobilität

Intelligente Verkehrssysteme der Zukunft beginnen sich am Schwarmverhalten der Tierwelt zu orientieren, um durch verschiedenste Formen der Synchronisation nicht nur Verkehrsflüsse zu optimieren, sondern gleichzeitig einen Beitrag für eine nachhaltige Mobilität zu leisten.

Die sächsische Hightech-Forschung zur »Synchronen Mobilität 2023« bündelt die Kernkompetenzen von derzeit mehr als 40 sächsischen Industrie- und Forschungsunternehmen, um innovative Forschungsergebnisse zu neuen Fahrzeugkonzepten, Assistenzfunktionen, IT-Vernetzungen, Kommunikations-, Ortungs- und Navigationstechnologien sowie kooperativen Verkehrssteuerungen exemplarisch im Großraum Dresden – als Modellregion für automatisiertes urbanes Fahren – zu etablieren.

Die Forschungsinitiative schließt nahtlos an die in den letzten Jahren sehr erfolgreich umge­setzten Modellvorhaben zur Elektromobilität, die »Modellregion Elektromobilität Sachsen« und das »Schaufenster Elektromobilität in Bayern und Sachsen«, an. Die intelligenten Verkehrssysteme haben starke Bezüge zur Elektromobilität, mit all ihren ökologischen Vorteilen, aber auch ihren nicht zu vernachlässigenden technologi­schen Beschränkungen, denen zumindest partiell durch den Einsatz von IuK-Technologien in den verschiedenen Ebenen des Verkehrs sowie der Ladeinfrastruktur begegnet werden kann.

Zugleich laufen seit dem ersten Besuch des Gouverneurs von Nevada am Fraunhofer IVI im Juli 2015 verschiedenste Aktivitäten. Workshops auf beiden Seiten des Atlantiks, gemeinsame Projekte sowie der Austausch wissenschaftlicher Mitarbeiter sollen dazu beitragen, sächsische Innovationspotentiale mit denen des US-Bundesstaates zu verbinden.

Nach dem Vorbild der sächsischen Initiative entsteht seit Januar 2017 ein Living Lab Northern Nevada. Im Zentrum der Entwicklungsarbeit steht die Erforschung von synchroner und emissionsarmer Mobilität.

Neben dem Gouverneursbüro für Wirtschaftsförderung, den Universitäten Reno und Las Vegas, den Städten Reno, Sparks und Carson City sowie weiterer regionaler Unternehmen und Einrichtungen ist das Fraunhofer IVI Mitglied des Konsortiums »Synchronized Mobility«.

Projekte

REMAS

Ressourcenmanagementsystem für hochautomatisierte urbane Verkehre

Im Projekt REMAS wird eine Managementlösung zur Realisierung des automatisierten Fahrens im urbanen Umfeld erarbeitet. Dazu werden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in diversen Fachgebieten aus- und zusammengeführt, darunter beispielsweise die Gebiete Automotive, Informations- und Kommunikationstechnologie, Informatik und Verkehrstechnik. Das Ziel ist die Nutzbarmachung und von System-, Methoden- und Technologiewissen sowie dessen Weiterentwicklung hin zu neuen Produkten. Weiterhin sollen Innovationspotenziale der sächsischen Wirtschaft in den Bereichen automatisiertes und vernetztes Fahren sowie intelligente Verkehrssysteme erschlossen werden.

Beitrag des Fraunhofer IVI

  • Leitung der Konzeptionierung des REMAS-Gesamtsystems und testweise Umsetzung zentraler Komponenten und Funktionen zur Ressourcenüberwachung und -koordination
  • Mitwirken bei der Entwicklung und Integration einer hybriden Simulationsumgebung aus Fahrzeug- und Verkehrssystemperspektive
  • Umsetzung von Bedienfunktionen, z. B. für Ressourcenplanung, Erfassung von Anforderungen oder Spezifikation von Testszenarien
     

HarmonizeDD

Durchgehende Unterstützung vernetzten und automatisierten Fahrens im Mischverkehr mit heterogen ausgestatteten Fahrzeugen

HarmonizeDD widmet sich der nahtlosen Integration von automatisierten und konventionellen Fahrzeugen (Mischverkehr) im innerstädtischen Bereich, sowie der Integration von hybriden Cloud- und Kommunikationssystemen unter Einbeziehung sowohl der Verkehrsinfrastruktur als auch des komplementären Einsatzes innovativer Kommunikationstechnologien, -protokolle und Nutzerschnittstellen. Die entwickelten Ansätze werden im Digitalen Testfeld Dresden experimentell untersucht und Schlussfolgerungen für den Aufbau zukünftiger urbaner Verkehrs- und Kommunikationsinfrastrukturen abgeleitet.

Beitrag des Fraunhofer IVI

  • Konzeption von Kommunikationsprotokollen zur Vernetzung von Fahrzeugen und Verkehrsinfrastruktur und Entwicklung von Lösungen zur Ausrüstung vernetzter Fahrzeuge
  • Definition von Anwendungsfällen, zugehörigen Verkehrsszenarien und Erfassung von potentiellen Problemsituationen im Mischverkehr
  • Umsetzung von hybriden Cloud-Systemen (flächendeckende mobile Cloud und streckenseitige Road-Side-Unit Cloud)
  • Entwicklung von Algorithmen für innovative verkehrliche Anwendungen und Dienste
     

SYNCAR

Synchronisiertes automatisiertes Fahren in urbanen Räumen

Die Entwicklung innovativer Lösungen für ein vorausschauendes automatisiertes Fahren unter Abstimmung mit anderen Verkehrsteilnehmern und der Verkehrsinfrastruktur stehen im Mittelpunkt des Projekts SYNCAR. Dies beinhaltet die Erstellung von Konzepten für die Optimierung des Verkehrsprozesses durch gezielte Fahrempfehlungen für Fahrzeuge oder Fahrzeuggruppen sowie die Entwicklung neuer Verfahren zur Aufbereitung von Umgebungsinformationen aus der Fahrzeugsensorik, zur Bedienung und Visualisierung im Fahrzeug sowie zur Bereitstellung auf Infrastrukturseite. Am Ende werden die Verfahren und Funktionen für Fahrzeuge und Infrastruktur prototypisch umgesetzt und in Versuchsfahrten beispielhaft erprobt – auch im realen Straßenverkehr.

Beitrag des Fraunhofer IVI

  • Entwicklung neuer Verfahren zur Beeinflussung hochautomatisiert fahrender Fahrzeuge mittels gezielter Empfehlungen zu Geschwindigkeit, Abstandsverhalten, Fahrstreifenwahl sowie für das Fahren im Pulk innerhalb von grünen Wellen
  • Realisierung der infrastrukturseitigen Datenverarbeitung und -analyse zur Zusammenführung verkehrsrelevanter Objekte auf einem Streckenabschnitt in einem dynamischen Objektmodell
  • Mitwirken bei der fahrzeugseitigen Visualisierung von Manöverempfehlungen und anderen Funktionen über eine spezielle prototypische Nutzerschnittstelle
  • Simulationsgestützte Abschätzung der Wirkpotenziale der im Rahmen des Vorhabens entwickelten Verfahren und Funktionen auf den Gesamtverkehr
     

IVS-KOM

Kommunikationstechnologien für Intelligente Verkehrssysteme in Sachsen

Innerhalb des Projekts IVS-KOM wird daran gearbeitet, eine detaillierte Spezifikation für ein Referenzsystem zur Fahrzeugkommunikation für die vernetzte Mobilität zu entwickeln. In einem nächsten Schritt erfolgt dann die Implementierung des Referenzsystems. Dazu werden standardisierter Kommunikationstechnologien und -protokolle für das kooperative hochautomatisierte Fahren erweitert und Möglichkeiten der Nutzung heterogener Kommunikationstechnologien (WLAN-11p, Mobilfunk, DAB+) und deren Integration in ein hybrides Gesamtsystem ausgelotet. So entsteht eine Lösung zur Integration, dem Test und der Validierung für Korridore des Digitalen Testfelds Dresden/Sachsen im Rahmen von »Synchrone Mobilität 2023«.

Beitrag des Fraunhofer IVI

  • Spezifikation der Komponenten des Referenzkommunikationssystems, sowie deren Implementierung und Test
  • Entwicklung von Komponenten des Protokoll-Stacks für verschiedene Plattformen und Erweiterung dieser um Nachrichtenformate gemäß den Anforderungen für kooperatives hochautomatisiertes Fahren
  • Ausrüstung von Testfahrzeugen und Beteiligung an Planung, Durchführung und Auswertung von Kommunikationsversuchen im Labor sowie auf dem Digitalen Testfeld Dresden/Sachsen
     

AULA

AUtonome Elektrofahrzeuge mit automatischer LAdetechnologie

Der Fokus von AULA liegt auf der Entwicklung eines vollautomatisch agierenden, elektrisch angetriebenen Pkw sowie auf dessen funktional sicheren, vollautomatischen Schnellladung im teilöffentlichen Raum ohne Nutzereingriff. Dazu werden seriennahe Soft- und Hardware-Komponenten des Fahrzeugs, des Kontaktsystems sowie der damit verbundenen Sicherheitssysteme entwickelt. Weiterhin widmet sich das Projekt der Erarbeitung technischer Fortschritte bei automatischen Fahrfunktionen, Schnellladesystemen und der Automatisierung der Nachladung von Fahrzeugen für die spätere Entwicklung von zulassungsfähigen, seriennahen Produkten.

Beitrag des Fraunhofer IVI

  • Entwicklung des gesamten elektromechanischen Kontaktsystems zur Schnellladung von Pkw und kleinen Nutzfahrzeugen
  • Entwicklung der Methodik zur genauen Positionierung der Fahrzeuge am Ladeplatz sowie des gesamten vollautomatischen Ladevorgangs inklusive notwendiger Sensor- und Kommunikationssysteme
  • Entwurf, Umsetzung und Zulassung des Sicherheitskonzeptes der Leistungsübertragung
     

SePIA

Szenarien-basierte Plattform zur Inspektion Automatisierter Fahrfunktionen

Im Projekt SePIA wird eine komplexe Validierungsplattform für das hochautomatisierte Fahren, elektronische Teilsysteme sowie für das Gesamtfahrzeug entwickelt. Die Plattform bezieht sowohl Realfahrszenarien mit flächendeckenden Unfalldaten als auch Informationen aus Unfallrekonstruktions-Gutachten sowie Fahrzeug- und Videodaten mit ein. Abschließend wird die entwickelte Plattform in einer Hardware-/Software-Anwendungsumgebung exemplarisch getestet und Demonstriert.

Beitrag des Fraunhofer IVI

  • Erarbeitung von Anwendungsspezifikationen und Entwicklung der Validierungsplattform
  • Einbringen und Aufbereitung von Unfalldaten
  • Verarbeitung und Bestimmung der Kritikalität von Unfall-/Gutachtendaten
  • Entwicklung und Analyse fehlender kritischer Szenarien
     

RAD IM FOKUS

Verkehrsträgerübergreifendens Warn- und Unterstützungssystem für Radfahrer

Das Ziel von Rad im Fokus ist die Konzeption und prototypische Umsetzung eines verkehrsträgerübergreifendem Warn- und Unterstützungssystem mit dem Fokus auf Fahrradfahrern. Dazu ist eine umfassende Betrachtung aller Sicherheitsaspekte unter Einbeziehung verschiedener Verkehrsträger wie Fahrrad, Kfz und ÖPNV und deren Vernetzung nötig. Sie wird erreicht durch die grundlegende Analyse, Klassifizierung und Modellierung von Gefahrensituationen, die anhand statischer Daten (Unfalldaten, historisierte Fahrrad-Sensordaten) sowie dynamischer Daten (aktuelle Fahrrad-Sensordaten, Signale von anderen Verkehrsteilnehmern und Lichtsignalanlagen) erstellt werden. Die Ergebnisse finden Verwendung bei der Unterstützung neuartiger HMI-Konzepte (Human-Machine-Interface) für das Fahrrad, die eine kontext- und nutzeradaptive komplexe Interaktion erlauben.

Beitrag des Fraunhofer IVI

  • Entwicklung eines Backend- bzw. Hintergrundsystems, z. B. zur Bereitstellung von Daten für Gefahren- und Konfliktstellen
  • Entwicklung von Gefahrenmodellen und Mechanismen zur Gefahrenerkennung bzw. einem Warnmodell
  • Spezifikation und Entwicklung eines Interaktionsmodells bzgl. des HMI-Konzepts
  • Feldtests und Evaluation im Digitalen Testfeld Dresden/Sachsen