AKTIV (abgeschlossen)

Die Vernetzung intelligenter Systeme im Fahrzeug mit intelligenter Infrastruktur mittels Kommunikation und Kooperation im Verkehr steht im Mittelpunkt von AKTIV-VM (Verkehrsmanagement). Diese Kooperation wird zu neuen Formen der Zusammenarbeit zwischen der Automobilindustrie, den Betreibern des Straßennetzes, Anbietern von Daten- und Informationsdienstleistungen und Herstellern von Endgeräten führen. „Kooperation im Verkehr“ bedeutet aber auch eine stärkere Interaktion von technischen Prozessen, die durch den Einsatz neuer Technologien und Software sowie durch die Verfügbarkeit neuer Kommunikationsmedien ermöglicht wird.

Das Fachgebiet Verkehrstechnik und Transportlogistik arbeitete an folgenden Teilprojekten mit:

Der Verkehrsfluss in Straßennetzen mit plangleichen Knotenpunkten und damit die Verkehrsqualität und -effizienz sowie die resultierenden volkswirtschaftlichen Kosten werden maßgeblich von den Steuerungen der Lichtsignalanlagen (LSA) beeinflusst. Mit geeigneten Steuerungsstrategien ist es möglich, für Hauptrouten Grüne Wellen zu schalten und damit die stärksten Verkehrsströme auf dem Vorbehaltsnetz zu bündeln, Halte und Reisezeiten zu reduzieren und Emissionen zu minimieren.

Dieses Potenzial könnte besser ausgeschöpft werden, wenn in der LSA-Steuerung auch Daten über den Verkehrsfluss im erweiterten lokalen Umfeld bzw. auf den Zuläufen zum Knotenpunkt vorlägen. In Fahrzeugen mit Navigationssystemen sind genau diese Daten grundsätzlich vorhanden. Nunmehr müsste der Fahrzeugführer motiviert werden, diese Daten an eine LSA bspw. über eine WLAN-Verbindung weiterzugeben. Quasi als Gegenleistung kann die LSA dem Fahrer über einen PDA Auskunft zur verbleibenden Zeit zum nächsten Grün bzw. Rot oder zur optimalen Geschwindigkeit in der Grünen Welle geben.

Ziel der im Teilprojekt „Kooperative Lichtsignalanlage“ vorgesehenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ist es, die Potenziale des kooperative Zusammenwirkens an lichtsignalgeregelten Knotenpunkten durch prototypische Entwicklungen und Demonstrationen im realen Umfeld, insbesondere auf Umleitungsstrecken im nachgeordneten Straßennetz, aufzuzeigen und zu überprüfen. Die Arbeiten des Fachgebiets konzentrieren sich dabei auf:

• die Mitarbeit an der funktionalen Schnittstellenspezifikation,
• die simulationsgestützte Entwicklung von Steuerungsalgorithmen,
• die Erstellung einer PDA-basierten Fahrerschnittstelle und
• die Durchführung von Testfahrten zur Erhebung empirischer Daten.

Eine Beispielanwendung für die Anzeige der Lage des Fahrzeugs in der Grünen Welle wird in Video 3 gezeigt.

Eine Beispielanwendung für die Anzeige der Restschaltzeiten bis zum Phasenwechsel und der Lage des Fahrzeugs in der Grünen Welle zeigt die im Zeitraffer aufgenommen Fahrt (Video 1) durch einen Streckenabschnitt.

Technologien zur Optimierung des Verkehrsablaufs und vorausschauendes, kooperatives Fahren in speziellen Situationen sind die Ziele der Applikation „Störungsadaptives Fahren“. Die Erfassung der lokalen Verkehrssituation durch die Fahrzeuge und der Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur verbessern die Leistungsfähigkeit des Straßennetzwerks in kritischen Situationen wie bspw. in Baustellenbereichen. Die Verarbeitung dieser Informationen in den Fahrzeugsystemen führt zur optimalen Nutzung der vorhandenen Kapazitäten auf der Strecke.

Zur Unterstützung der Applikation „Störungsadaptives Fahren“ erforscht das Fachgebiet die methodischen Grundlagen zur erheblichen Präzisierung der mikroskopischen Verkehrslagebestimmung mit Hilfe so genannter Floating Car Observer (FCO). Hierbei handelt es sich um Fahrzeuge, welche den Gegenverkehr beobachten und dessen Fahrzeugdichtevereilung an andere Fahrzeuge oder an eine Zentrale melden.

Die Arbeiten des Fachgebiets umfassen:

• die Erstellung einer Simulations- und Entwicklungsumgebung zur Unterstützung der FCO-Algorithmenentwicklung und -bewertung,
• die simulationsgestützte Entwicklung von Steuerungsalgorithmen,
• die Interpretation der mikroskopischen Verkehrssituation auf der Grundlage von FCO-Daten sowie
• die Ermittlung der Potenziale des FCO-Ansatzes in kooperativen Systemen.

Eine Beispielanwendung für die Gegenverkehrserfassung mittels FCO wird in Video 4 gezeigt.

Im „Netzoptimierer“ werden sämtliche Informationen über den aktuellen Verkehrszustand in einer Zentrale zusammenlaufen. Diese werden ausgewertet und in ein abgestimmtes Maßnahmen- und Informationspaket umgesetzt. Infrastruktureinrichtungen wie bspw. Wechselverkehrsanzeigen werden direkt mit Informationen versorgt. Die Verteilung der Informationen an die Verkehrsteilnehmer erfolgt in enger Interaktion mit der Applikation „Informationsplattform“. Im Rahmen der angestrebten Kooperation werden Informationen nicht nur, wie heute üblich, vom „öffentlichen Partner“ zum „privaten Partner“, sondern in beiden Richtungen fließen.

Das Sekundärnetz nimmt bei Störungen auf den Autobahnen den Umleitungsverkehr auf. Für eine Optimierung der Verkehrslenkung im Gesamtnetz fehlt es in der Regel aber an einer adäquaten Ausrüstung mit Erfassungseinrichtungen zur Bestimmung der aktuellen Kapazitätsreserve.  Eine Möglichkeit zur Vergrößerung der Datenbasis im Sekundärnetz ist die Ableitung von kapazitätsbeschreibenden Kenngrößen aus der mobilen Beobachtung des Gegenverkehrs mittel so genannter Floating Car Observer (FCO).

In diesem Zusammenhang adressieren die Arbeiten des Fachgebiets folgende Punkte:

• Methodik- und Algorithmenentwicklung zur Verkehrslageschätzung aus FCO-Daten,
• Fusion von FCO-Daten mit zentralenbasierten Daten und
• Gefahrenpotenzialabschätzung anhand von FCO-Daten.