sim TD fakten 01 fakten Sichere Intelligente Mobilität Testfeld Deutschland

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1 sim TD fakten 01 fakten Sichere Intelligente Mobilität Testfeld Deutschland

2 02 sim TD fakten sim TD fakten 03 ICS Monitoring sim TD : fakten Funktionen, Das Projekt sim TD wird erstmalig Car-to-X-Kommunikation in einem breit angelegten Feldversuch auf bundesdeutschen Straßen testen. Zentralfunktionen Ziel ist es, Fahrzeug-, Kommunikations- und Verkehrstechnologien und Systemsäulen. zu einem ganzheitlichen System zu verknüpfen, das die Sicherheit aller Verkehrsteilnehmer erhöht und verkehrsbedingte Nachteile und Wirtschaftsschäden minimiert. Dieses Ziel will sim TD erreichen, indem ICS ICS Logstation Daten Server Fahrzeugnutzer umfassend informiert und rechtzeitig gewarnt werden. Nach drei Jahren intensiver Forschungs- und Entwicklungsarbeit stellt sim TD im Oktober 2011 nun das entwickelte System in einer Präsentation auf dem sim TD -Testgelände in Friedberg bei Frankfurt am Main vor. UMTS oder kabelgebunden Lichtsignalanlagensteuergerät Das System nutzt eine auf dem konventionellen WLAN-Standard aufbauende Funktechnologie und bezieht in einem hybriden Ansatz auch Mobilfunktechnologien wie UMTS oder GPRS mit ein. Jedes sim TD -Fahrzeug nutzt fahrzeugeigene Sensoren, um für das Verkehrsgeschehen relevante Informationen zu generieren. Diese Informationen werden bei Bedarf von der ITS Vehicle Station () an andere Fahrzeuge und an ITS Roadside Stations () kommuniziert. Die ITS UMTS Car-to-Infrastructure Kommunikation Human Machine Interface (HMI) informieren optisch akustisch Central Station (ICS) nimmt die Informationen der auf und übermittelt Informationen an Fahrzeuge und die. Auf den nachfolgenden Seiten erfahren Sie Details zu den Funktionen, tragenden Systemsäulen und technischen Elementen, die das sim TD -System ausmachen. Car-to-Car Kommunikation warnen reagieren

3 04 sim TD fakten sim TD fakten 05 Verkehr Fahren und Sicherheit Ergänzende Dienste Inhalt 06 Verkehrslage. Erfassung der Verkehrslage und Verkehrsinformationen Ermittlung der Verkehrslage Lokale Gefahrenwarnung Hinderniswarnung Internetzugang und lokale Informationsdienste Internetbasierte Dienstnutzung 07 Straßenvorausschau. 08 Baustelleninformationssystem. 10 Erweiterte Navigation. Straßenvorausschau Stauendewarnung Standortinformationsdienste 11 Umleitungsmanagement. Baustelleninformationssystem Straßenwetterwarnung 12 Lokale Verkehrsabhängige Lichtsignalanlagensteuerung. Erweiterte Navigation Einsatzfahrzeugwarnung 14 Lichtsignalanlagen-Netzsteuerung. 15 Stauendewarnung. 16 Hinderniswarnung. Verkehrs(fluss)-Steuerung Fahrerassistenz 18 Straßenwetterwarnung. Umleitungsmanagement Verkehrszeichen-Assistent / -Warnung 19 Einsatzfahrzeugwarnung. Lichtsignalanlagen-Netzsteuerung Ampel-Phasen-Assistent / -Warnung 20 Verkehrszeichen-Assistent. Lokale verkehrsabhängige Lichtsignalanlagensteuerung Kreuzungs- / Querverkehrsassistent Elektronisches Bremslicht 21 Ampel-Phasen-Assistent. 22 Kreuzungs- und Querverkehrsassistent. 24 Elektronisches Bremslicht. 25 Internetbasierte Dienstnutzung. System 26 Standortinformationsdienste. 27 sim TD : Systemsäulen ITS Roadside Station. Systemsäulen Systemverifikation Simulationslabor 28 sim TD : Systemsäulen Vehicle Application Unit. ITS Roadside Station () Prüfstand Verkehrssimulation 29 sim TD : Systemsäulen Communication Control Unit. Vehicle Application Unit (VAU) Fahrsimulation 30 sim TD : Systemsäulen Human-Machine-Interface. Communication Control Unit (CCU) Human Machine Interface (HMI) Logging Geoinformationsserver Versuchssteuerung Monitoring Web-Scenario-Editor 31 sim TD : Systemsäulen Logging. 32 sim TD : Systemsäulen Geoinformationsserver. 33 sim TD : Systemsäulen Verkehrsinformationsserver. 34 sim TD : Systemverifikation Prüfstand. 35 sim TD : Versuchssteuerung Monitoring. Verkehrsinformationsserver 36 sim TD : Versuchssteuerung Web Scenario-Editor. 37 sim TD : Simulationslabor Verkehrssimulation. 38 sim TD : Simulationslabor Fahrsimulation.

4 06 sim TD fakten Funktionen Verkehrslage sim TD fakten Funktionen Straßenvorausschau 07 Verkehrslage. Die Verknüpfung von straßenseitiger Infrastruktur mit Fahrzeugen zu einem Kommunikationsverbund verbessert die Möglichkeiten für eine präzise und aktuelle Bereitstellung von Informationen über die Verkehrslage im Straßennetz. Straßenvorausschau. Die Straßenvorausschau informiert den Fahrer über relevante Verkehrsereignisse in seiner Umgebung. Die Fahreffizienz kann durch die Kenntnis von Gebieten mit hohem Verkehrsaufkommen und die dadurch ermöglichte Umfahrung erhöht werden. Der Fahrkomfort steigt durch Informationen über Durchschnittsgeschwindigkeiten in der Umgebung. Anzeige der Straßenvorausschau. Vorgehensweise. Die Straßenvorausschau informiert den Fahrer über relevante Verkehrsereignisse in seiner unmittelbaren Umgebung. Dazu werden mittels ITS G5 empfangene Geschwindigkeitsdaten für zurückgelegte Streckenabschnitte von mit sim TD -Technik ausgestatteten Fahrzeugen gesammelt und aggregiert. Diese Informationen werden ohne Handlungsaufforderung auf dem Bildschirm im Fahrzeug angezeigt. Weitere Daten, wie zum Beispiel Hindernisse auf der Fahrbahn, werden von der straßenseitigen Technologie, der ITS Roadside Station (), ins Fahrzeug gesendet und zusammen mit vorhandenen Geschwindigkeitsdaten zur Anzeige gebracht. Ergebnis. Das Empfängerfahrzeug erhält aggregierte Informationen über die Durchschnittsgeschwindigkeit anderer Fahrzeuge. Diese streckenbezogene Durchschnittsgeschwindigkeit anderer Fahrzeuge wird auf dem Bildschirm in Form farbkodierter Kanten angezeigt. Empfangene Meldungen über Hindernisse werden ortsbezogen mittels Symbolen auf der Karte angezeigt und auf Wunsch durch detailierte Informationen erweitert. Durch sim TD optimierte Verkehrslage mit aktuell geschalteten dynamischen Anzeigen. Hessisches Landesamt für Straßen- und Verkehrswesen (HLSV) Stadt Frankfurt am Main Vorgehensweise. Im DRIVE-Center Hessen entsteht die leistungsfähige sim TD -Versuchszentrale, die ITS Central Station (ICS). Die Verkehrszentrale Hessen (VZH) sowie die Integrierte Gesamtverkehrsleitzentrale (IGLZ) Frankfurt am Main liefern der sim TD -Zentrale aus ihren Bestandssystemen Verkehrslagedaten. Die Funktion sim TD -Verkehrslage fusioniert die Daten in einem neu entwickelten Verfahren mit den dynamisch generierten Verkehrsdaten der Versuchsflotte. So entsteht eine konsistente Darstellung der aktuellen Verkehrslage für das sim TD -Versuchsnetz. Ergebnis. Die sim TD -Verkehrslage erzeugt auf der Grundlage fusionierter Verkehrsdaten aus der VZH und der IGLZ sowie den mit dem sim TD -System ausgestatteten Fahrzeugen eine dynamische Darstellung der Verkehrssituation. Mit der Ermittlung und Bereitstellung einer präzisen und aktuellen Verkehrslage wird eine wesentliche Voraussetzung für den Feldversuch geschaffen. Die fusionierte Verkehrslage wird in Form einer schematisierten Karte als Informationsservice bereitgestellt. Sie dient außerdem verschiedenen sim TD -Funktionen als Datengrundlage. Sie ist beispielsweise für das sim TD -Umleitungsmanagement unerlässlich, mit dem geeignete Empfehlungen zu Alternativrouten für sim TD -Versuchsfahrzeuge ermittelt werden, sofern auf deren Hauptroute eine Störung vorliegt. AUDI AG BMW Forschung und Technik GmbH Hessisches Landesamt für Straßen- und Verkehrswesen

5 08 sim TD fakten Funktionen Baustelleninformationssystem sim TD fakten Funktionen Baustelleninformationssystem 09 Baustelleninformationssystem. Nähert sich ein Fahrer einer Baustelle, wird er über die Streckengeometrie und die Verkehrslage in diesem Abschnitt in Kenntnis gesetzt. Durch die Vorabinformation erhöht sich die Verkehrssicherheit. Der Reisekomfort steigt durch die Anzeige der noch zu fahrenden Strecke innerhalb einer Baustelle und der Restreisezeit sowie durch die Anzeige von Grund und Dauer der baulichen Maßnahmen. 1 WiFi 1 3G 2 3G 2 ICS Verbreitung der Baustelleninformationen ausgehend von der ICS über die via ITS G5 an heranfahrende Fahrzeuge. ICS Verbreitung der Baustelleninformationen ausgehend von der ICS via Mobilfunk an heranfahrende Fahrzeuge. Anzeige im Fahrzeug während einer Baustellendurchfahrt. Vorgehensweise. Das Baustelleninformationssystem besteht aus einem fahrzeug- und einem serverseitigen Funktionsteil. Serverseitig werden Basisinformationen über Baustellen aus vorhandenen Systemen des Hessischen Landesamtes für Straßen- und Verkehrswesen empfangen und durch Fahrprofile Probe Vehicle Data aufgewertet. Dabei werden die Streckengeometrie, also Baustellenanfang und -ende, Spuranzahl, bauliche Trennungen, sowie die aktuelle Verkehrslage inklusive Durchschnittsgeschwindigkeiten auf dem Server berechnet. Diese Informationen werden periodisch von der ITS Central Station (ICS) an die jeweilige ITS Vehicle Station () gesendet. Dies wird entweder mittels ITS G5 via einer ITS Roadside Station () oder direkt von ICS zu mittels Mobilfunk realisiert. Ergebnis. Das Baustelleninformationssystem informiert den Fahrer über stationäre Baustellen, indem unter anderem die Länge der Baustelle, der Grund für die Baustelle und die Dauer der baulichen Maßnahme bei der Zufahrt auf diesen Abschnitt bereitgestellt werden. Die aktuelle Verkehrslage und Streckengeometrie in der Baustelle werden dem Fahrer angezeigt. Durch unterschiedliche Anzeigen vor und im Baustellenbereich ist der Fahrer über Baustellenlänge, potentielle Gefahren durch Fahrstreifensperrung und voraussichtliche Durchfahrtszeit informiert. Szenario Baustellendurchfahrt. Volkswagen AG Continental

6 10 sim TD fakten Funktionen Erweiterte Navigation sim TD fakten Funktionen Umleitungsmanagement 11 Erweiterte Navigation. Die erweiterte Navigation informiert das Navigationssystem eines Fahrzeugs über relevante Verkehrsereignisse. Dadurch werden sowohl die Verkehrs- und Fahreffizienz als auch der Fahrkomfort gesteigert. Zudem fördert die erweiterte Navigation die Akzeptanz von Car-to-X-Systemen. Umleitungsmanagement. Das sim TD -Umleitungsmanagement leitet Fahrzeuge im Falle eines Staus oder einer Störung auf geeignete Alternativrouten um. Die Funktion nutzt dazu bestehende intelligente Erfassungs- und Steuerungseinrichtungen der Verkehrszentrale Hessen (VZH) sowie dynamische Informationen aus den Versuchsfahrzeugen. Ziel ist es, den Verkehrsteilnehmern flächendeckend noch verlässlichere Umleitungsempfehlungen anbieten zu können. Anzeige der erweiterten Navigation für eine Routenänderung. AUDI AG Continental Vorgehensweise. Die erweiterte Navigation informiert das Navigationssystem eines Fahrzeugs über verkehrsrelevante Ereignisse. Mittels ITS G5 werden von in Empfangsreichweite befindlichen Fahrzeugen und Roadside Stations Daten gesammelt. Diese können sich auf Ereignisse in unmittelbarer Umgebung des Fahrzeugs beziehen, aber auch auf die mittelbare Umgebung. Die Ereignisse, die Streckenabschnitte auf der geplanten Route beeinträchtigen, werden vom Navigationssystem bei der Routenplanung und -führung berücksichtigt. Ergebnis. Das Empfänger-Fahrzeug erhält vom Sender-Fahrzeug Informationen über durchschnittliche Geschwindigkeiten und Reisezeiten auf entfernten Abschnitten des Straßennetzes. Diese Informationen dienen dazu, die Bewertung der bei der Routenberechnung involvierten Streckenabschnitte anpassen zu können. Bei signifikanten Änderungen der Verkehrslage erfolgt eine Neuberechnung der Route. Hessisches Landesamt für Straßen- und Verkehrswesen (HLSV) AUDI AG Intelligente Straße: Dynamische Wegweisung mit integrierten Stauinformationen (dwista) am Wiesbadener Kreuz. Vorgehensweise. Dynamische Fahrzeugdaten, wie zum Beispiel die Position und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, werden per Mobilfunk beziehungsweise per ITS G5 an die sim TD -Versuchszentrale übermittelt. Dort werden sie mit den Verkehrsdaten, die die VZH und die Integrierte Gesamtverkehrsleitzentrale IGLZ Frankfurt am Main minutengenau erfassen, in einem neu entwickelten Verfahren zu einer integrierten Verkehrslagedarstellung fusioniert. In der sim TD -Versuchszentrale werden so Störungen im Straßennetz identifiziert und geeignete Strategien für das Umleitungsmanagement aktiviert. Die verfügbare Kapazität möglicher Alternativrouten wird unter Berücksichtigung der identifizierten Verkehrsereignisse geprüft. Die so verifizierten Umleitungsempfehlungen werden dann über die straßenseitige Infrastruktur mittels an die Fahrzeuge gesendet. Dort wird die Empfehlung auf ihre Relevanz für die Fahrtroute des jeweiligen Fahrzeugs geprüft und im Bedarfsfall an den Fahrer kommuniziert. Die Informationen, die der sim TD -Nutzer erhält, basieren auf zwei Quellen: dem Umleitungsmanagement, das die VZH bereits auf Autobahnen mit Hilfe einer umfassenden Verkehrsdatenerfassung über dynamische Wegweiser mit integrierter Stauanzeige (dwista) realisiert, und den Daten unterschiedlicher sim TD -fähiger Verkehrsteilnehmer. Der Fahrer wird über Störungen auf der Hauptroute, die zu erwartenden Reisezeiten und sinnvolle Alternativrouten informiert. Durch die individuelle Anzeige in den Fahrzeugen kann die Akzeptanz gegenüber Umleitungsempfehlungen erhöht werden. Ergebnis. Die Car-to-X-Kommunikation hat mit dem sim TD -Umleitungsmanagement das Potenzial, den Verkehr so im Straßennetz zu verteilen, dass Staus vermieden und Reisezeiten verkürzt werden.

7 12 sim TD fakten Funktionen Lokale verkehrsabhängige Lichtsignalanlagensteuerung sim TD fakten Funktionen Lokale verkehrsabhängige Lichtsignalanlagensteuerung 13 Car-to-Infrastructure Kommunikation Lichtsignalanlagensteuergerät Lokale verkehrsabhängige Lichtsignalanlagensteuerung. Die Lichtsignalanlage (LSA) kann auf Basis von Informationen zum aktuellen Verkehrsfluss lokal die optimale Schaltung veranlassen. Neben der Optimierung des Gesamtverkehrsflusses durch verminderte ITS Vehicle Station Fahrzeugseitige Datenerfassung ITS Roadside Station Umfeldtabelle Nachbarschaftstabelle Lichtsignalsteuergerät LSA-Datenaufbereitung Verortung auf Knotenpunktmodell Steuerverfahren (VS-PLUS) Verkehrsmodell Knotenpunkt Wartezeiten für den Individualverkehr stehen bei der lokalen verkehrsabhängigen LSA-Steuerung auch die Priorisierung des öffentli- OTS 2 OTS 2 chen Nahverkehrs und von Einsatzfahrzeugen im Mittelpunkt. Funktionsweise der lokalen verkehrsabhängigen LSA-Steuerung. Die Lichtsignalanlage auf dem sim TD -Testgelände. Vorgehensweise. Das sim TD -Fahrzeug übermittelt via ITS G5 spezifische Daten wie Position, Geschwindigkeit und Blinkerinformationen an die im Stadtgebiet verbauten ITS Roadside Stations (). Durch die Kopplung an eine Lichtsignalanlage über eine Open Traffic Systems 2 (OTS2)-Verbindung kann das VS-PLUS Steuerungsverfahren daraus ein Verkehrsmodell berechnen. Zusätzlich sind die Fahrzeuge in der Lage, sich mit bestimmten Daten als Einsatzfahrzeug oder Fahrzeug des öffentlichen Personennahverkehrs auszuweisen. Ergebnis. Durch die Ausstattung aller Fahrzeuge mit dem sim TD -System kann ein vollständiges Bild des Verkehrszustandes an einem Knotenpunkt erfasst werden. Das Steuerungsverfahren kann nun besser als bisher für viele Verkehrssituationen eine optimale Steuerungsstrategie erzeugen. Diese wird lokal und im Sinne einer autonomen, mikroskopischen Steuerung umgesetzt. Dadurch können sowohl Individualfahrzeuge als auch Einsatzfahrzeuge und Fahrzeuge des öffentlichen Personennahverkehrs bevorrechtigt werden, zum Beispiel durch Grünzeitverlängerungen. Fahrt auf dem sim TD -Testgelände. Übergang Verkehrsstrom hat Grün Übergang Verkehrsstrom hat Rot Stadt Frankfurt am Main Grünzeitverlängerung im Rahmenplan.

8 14 sim TD fakten Funktionen Lichtsignalanlagen-Netzsteuerung sim TD fakten Funktionen Stauendewarnung 15 Das sim TD -System erfasst die Verkehrslage des motorisierten Individualverkehrs mit Hilfe stationärer und mobiler Detektion. In der Integrierten Gesamtverkehrsleitzentrale (IGLZ) wird die erfasste Verkehrslage genutzt, um optimale Signalzeitenpläne für die Lichtsignalanlagen (LSA) zu errechnen. Diese werden an die LSA gesendet, wodurch der Verkehrsfluss optimiert und die Wartezeit verringert wird. Stauendewarnung. Die Stauendewarnung informiert den Fahrer rechtzeitig über ein gefährliches Stauende, beispielsweise in einer Kurve oder hinter einer Kuppe. Die Verkehrssicherheit wird erhöht, indem der Horizont des Fahrers durch das sim TD -System erweitert wird. Lichtsignalanlagen- Netzsteuerung. Fusion der Verkehrslage im Computermodell. Vorgehensweise. Das sim TD -Fahrzeug übermittelt an die im Stadtgebiet verbauten ITS Road Side Stations () via ITS G5 seine Geschwindigkeit, die gefahrene Route und Verkehrsereignisse. Diese Informationen werden über eine Open Traffic Systems 2 (OTS2)- Schnittstelle an die Integrierte Gesamtverkehrsleitzentrale (IGLZ) der Stadt Frankfurt am Main gesendet. Dort wird zusammen mit den Infrastrukturinformationen ein Verkehrslagebild konstruiert und bis zu 30 Minuten vorausschauend prognostiziert. Leistungsfähige Optimierungsmodelle ermitteln die Auswirkungen verschiedener Steuerungsvarianten der Lichtsignalanlagen auf den Gesamtverkehrsablauf und senden die für die jeweilige Situation besten Signalzeitenpläne in Form von Rahmensignalplänen an die Steuergeräte der Lichtsignalanlagen. Ergebnis. Das tatsächlich vorhandene Verkehrspotenzial wird optimal ausgenutzt und verringert so die negativen Aspekte eines hohen Verkehrsaufkommens im städtischen Bereich. Geringere Wartezeiten an Lichtsignalanlagen reduzieren die Reisezeit und den Kraftstoffverbrauch. Die Lichtsignalanlagensteuerung setzt die jeweils optimale Steuerungsstrategie durch die flexible Reaktion auf sich verändernde Verkehrsbedingungen um. Anzeige der Stauendewarnung. Vorgehensweise. Die Erkennung des Staus erfolgt durch die Auswertung von Geschwindigkeitsprofilen. Drosseln Fahrzeuge auf der Autobahn schnell ihre Geschwindigkeit bis unter einen vorgegebenen Wert, erkennt sim TD dies. Bleibt dieser Wert für eine bestimmte Zeit unterschritten, wird eine Staumeldung generiert und an Fahrzeuge per ITS G5 entgegen der Fahrtrichtung verbreitet. Empfängt ein Fahrzeug die Meldung und nähert sich dem Stauende, wird der Fahrer situationsgerecht gewarnt. Die Funktion Stauendewarnung besteht aus den Komponenten Stauerkennung und situationsgerechter Warnung. Ergebnis. Die Stauendewarnung kann gefährliche Auffahrunfälle verhindern, indem sie sim TD -Nutzer rechtzeitig vor voraus liegenden Stauenden warnt. So wird mit Hilfe dieser Anwendung sowohl die individuelle Sicherheit als auch die Verkehrseffizienz erhöht. Stadt Frankfurt am Main Daimler AG Robert Bosch GmbH

9 16 sim TD fakten Funktionen Hinderniswarnung sim TD fakten Funktionen Hinderniswarnung 17 Hinderniswarnung. Nähert sich ein Fahrzeug einem Hindernis, so informiert und warnt die Hinderniswarnung den Fahrer situationsgerecht. So kann sich der Fahrer frühzeitig auf die Gefahrensituation einstellen und seine Fahrweise entsprechend anpassen. Damit erhöht sich die Fahr- und Verkehrssicherheit. Melden von Hindernissen. Test der Funktion im Labor. Die Funktion im Fahrsimulator. Vorgehensweise. Ein Fahrzeug detektiert Hindernisse und sendet daraufhin eine Warnmeldung mit Position und Hindernisart, zum Beispiel über liegen gebliebene Fahrzeuge, Personen oder Tiere auf der Fahrbahn. Die Detektion erfolgt entweder automatisch über den Fahrzeugzustand oder durch Benutzereingabe. In weiteren Fahrzeugen wird geprüft, ob empfangene Meldungen in der aktuellen Verkehrssituation relevant sind. Bei Gefahr erfolgt eine Warnanzeige. Ergebnis. Eine empfangene Warnmeldung, zum Beispiel von einem Pannenfahrzeug, wird zunächst dahingehend geprüft, ob das Hindernis überhaupt auf der eigenen Wegstrecke liegt. Falls ja, wird aus dem Abstand und der Fahrgeschwindigkeit der Warnzeitpunkt bestimmt und eine Warnung präsentiert. Im Vergleich zu Warnfunktionen mit bord-autonomer Sensorik erweitert das sim TD -System den Horizont des Fahrers. Die Funktionalität der Hinderniswarnung wurde in Labor- und Realtests erfolgreich erprobt. Foto: Martin Leissl Deutsche Telekom Szenario liegen gebliebenes Fahrzeug. Robert Bosch GmbH BMW Forschung und Technik GmbH Daimler AG

10 18 sim TD fakten Funktionen Straßenwetterwarnung sim TD fakten Funktionen Einsatzfahrzeugwarnung 19 Die Straßenwetterwarnung informiert den Fahrer über Wettergefah- Die Einsatzfahrzeugwarnung informiert den Fahrer darüber, wo sich Straßenwetterwarnung. ren. Wetterdaten aus Messstationen und Fahrzeugen ermöglichen Einsatzfahrzeugwarnung. ein Rettungswagen befindet und aus welcher Richtung dieser sich es, Gefahren frühzeitig zu erkennen und über das sim TD -System zu nähert. Durch die virtuell erweiterte Sichtbarkeit von Einsatzfahrzeu- verbreiten, um die Fahrsicherheit zu erhöhen. gen wird ein frühzeitigeres Ausweichen möglich, und Gefahrensituationen können vermieden werden. DEN DEN DEN PVD 5 1 DEN 4 3 VSZ sim TD - Test Center 5 Weather Measurement Station SWZ Anzeige einer Eisglättewarnung. Übersicht über die Straßenwetterwarnung. Vorgehensweise. Fahrzeuge sind mit vielen Sensoren zur Wettererkennung ausgerüstet. Fahrzeugdaten, wie die Umgebungstemperatur, Scheibenwischeraktivitäten, der Betrieb von Nebelschlussleuchten oder die Aktivierung des Elektronischen Stabilitätsprogramms, können genutzt werden, um Wetterereignisse zu detektieren. Wetterdaten aus stationären Wettermessstationen ermöglichen es, Wettergefahren zu erkennen. Die Funktion Straßenwetterwarnung erfasst die im Fahrzeug gewonnenen Daten und versendet sie an andere Verkehrsteilnehmer und die Versuchszentrale. Die Funktion Straßenwetterwarnung arbeitet eng mit der Funktion Ermittlung der Verkehrswetterlage zusammen. Letztere fusioniert in der Versuchszentrale alle Informationen mit Wetterprofilen und Messwerten vom Straßenzustands- und Straßenwetter-Informationssystem und sendet Nachrichten in betroffene Gebiete. Ergebnis. Die ausgetauschten Nachrichten werden in den Fahrzeugen gesammelt, aggregiert und plausibilisiert. Nähert sich ein Fahrzeug einem Wetterereignis, so wird eine Warnung, beispielsweise vor Starkregen, Nebel, Seitenwind oder Glatteis, angezeigt. Der Fahrer kann so sein Fahrverhalten frühzeitig anpassen. Warnung vor einem von hinten kommenden Einsatzfahrzeug. Adam Opel AG Robert Bosch GmbH Die Funktion im Fahrsimulator. Daimler AG Vorgehensweise. Das Einsatzfahrzeug sendet, sofern es im Einsatz ist, seine Position, Fahrtrichtung und Geschwindigkeit an Fahrzeuge in seiner Umgebung. In Empfänger- Fahrzeugen wird mittels lokaler Sensordaten die Relevanz in der jeweiligen Situation bewertet und der Fahrer gegebenenfalls vor dem sich nähernden Einsatzfahrzeug gewarnt. Ergebnis. Eine frühzeitige Warnung mit Angabe der Richtung, aus der sich das Einsatzfahrzeug nähert, gibt dem Fahrer die Möglichkeit, eine günstige Ausweichmöglichkeit zu wählen. Das Einsatzfahrzeug kann sich mit Hilfe des sim TD -Systems schneller durch den Verkehr bewegen. Gefahrensituationen werden vermieden.

11 20 sim TD fakten Funktionen Verkehrszeichen-Assistent sim TD fakten Funktionen Ampel-Phasen-Assistent 21 Verkehrszeichen-Assistent. Der Verkehrszeichen-Assistent informiert den Fahrer über gültige Verkehrsregeln, wie Wechselverkehrszeichen, Tempolimits und Einschränkungen durch Baustellen. Durch die Ermittlung der Vorfahrtsregeln bildet der Verkehrszeichen-Assistent zudem die Basis für andere sim TD -Funktionen, wie beispielsweise den Kreuzungsassistenten. Ampel-Phasen-Assistent. Bei der Annäherung an die Lichtsignalanlage informiert der Ampel- Phasen-Assistent den Fahrer über die optimale Geschwindigkeit, mit der eine grüne Welle erreicht werden kann, oder darüber, wie lange eine Rotphase noch andauert. Der Verkehrsfluss verbessert sich, weil die Fahrzeuggeschwindigkeit an die zu erwartende Ampelschaltung angepasst werden kann. Dadurch wird Kraftstoff gespart und die Sicherheit durch Warnung vor einem Rotlichtverstoß erhöht. Anzeige des Verkehrszeichen-Assistenten im Fahrzeug. Vorgehensweise. Aus externen Datenquellen, wie zum Beispiel digitalen Karten, werden alle relevanten Verkehrszeichen extrahiert und in eine Datenbank aufgenommen. Über existierende Navigations- Lösungen hinaus werden auch dynamische Wechselverkehrszeichen wie Tempolimits und temporäre Einschränkungen berücksichtigt. Dazu bezieht das System sowohl über Mobilfunk von der Zentrale als auch über Car-to-X-Kommunikation beim Vorbeifahren an den stationären laufend Informationen über vorausliegende Verkehrszeichen. Alle Verkehrszeichen werden in einer dynamischen Onboard-Datenbank im Fahrzeug gespeichert und vom Assistenzsystem ausgewertet. Ergebnis. Informationen über die aktuell geltenden Verkehrszeichen werden fortlaufend auf dem sim TD -Display des Bordcomputers dargestellt. Auf neue relevante Verkehrszeichen wird bei der Annäherung frühzeitig hingewiesen. Bei Bedarf wird der Fahrer bei Missachtung gewarnt. Geschwindigkeitsempfehlung. Restrotanzeige. Warnung vor einem Rotlichtverstoß. Vorgehensweise. Die zur Lichtsignalanlage (LSA) gehörige straßenseitige berechnet eine Prognose der LSA-Schaltung. Die versendet die Prognose über ITS G5 an das Fahrzeug. Die verschickt neben der Prognose auch die Kreuzungstopologie, die unter anderem Anfahrtswege zur Kreuzung enthält. Ein ankommendes Fahrzeug berechnet aus den empfangenen Daten und eigenen Fahrzeugdaten, wie der Geschwindigkeit und der Position, die Informationen für den Fahrer. Ergebnis. Der Fahrer bekommt unter Beachtung der Höchst- und Mindestgeschwindigkeit einen Tempovorschlag angezeigt, um die Kreuzung während der Grünphase überfahren zu können. Ist dies nicht möglich, so wird dem Fahrer bei roter Ampelphase die verbleibende Wartezeit angezeigt (Restrotanzeige). Der Fahrer wird gewarnt, falls die Gefahr besteht, dass er die Kreuzung bei Rot überfährt. BMW Forschung und Technik GmbH Deutsche Telekom AG AUDI AG Stadt Frankfurt am Main

12 22 sim TD fakten Funktionen Kreuzungs- und Querverkehrsassistent sim TD fakten Funktionen Kreuzungs- und Querverkehrsassistent 23 Kreuzungs- und Querverkehrsassistent. Der Kreuzungs- und Querverkehrsassistent informiert den Fahrer über vorfahrtsberechtigte, querende Fahrzeuge. Dadurch kann das sim TD -System Kreuzungsunfällen mit querendem Verkehr vorbeugen. Vorgehensweise. Die mit dem sim TD -System ausgestatteten Fahrzeuge versenden laufend anonymisiert Positions- und Bewegungsdaten, so auch während der Anfahrt an eine Kreuzung. Der Kreuzungs-/Querverkehrsassistent wertet die empfangenen Daten aus. Er ordnet alle einfahrenden Fahrzeuge, nach Möglichkeit spurgenau, einer von der Infrastruktur per Funk übermittelten Kreuzungsgeometrie zu. Kollisionsgefahren werden identifiziert und Kollisionswahrscheinlichkeiten abgeschätzt. Ist der Fahrer wartepflichtig, wird ein angemessener Bremszeitpunkt errechnet. Falls der Fahrer nicht von sich aus rechtzeitig bremst, wird eine Warnung ausgegeben. Ergebnis. Der Fahrer wird frühzeitig auf vorfahrtsberechtigten, querenden Verkehr aufmerksam gemacht und bei drohender Vorfahrtmissachtung gewarnt. Unfälle mit querenden Fahrzeugen an Kreuzungen werden so vermieden. Vermeidung kritischer Fahrsituationen an Kreuzungen. BMW Forschung und Technik GmbH AUDI AG Robert Bosch GmbH Hinweis auf ein querendes Motorrad. Warnung vor einem querenden PKW.

13 24 sim TD fakten Funktionen Elektronisches Bremslicht sim TD fakten Funktionen Internetbasierte Dienstnutzung 25 Elektronisches Bremslicht. Das elektronische Bremslicht warnt den Fahrer frühzeitig über die Gefahrenbremsung eines vorausfahrenden Fahrzeugs. Durch die frühzeitige Information und Warnung des Fahrers können Verkehrsunfälle vermieden werden, insbesondere dann, wenn das bremsende Fahrzeug verdeckt ist. Damit wird die Verkehrssicherheit erhöht. Internetbasierte Dienstnutzung. Durch die internetbasierte Dienstnutzung können die aktuelle Verkehrslage und Verkehrsereignisse aus der Verkehrszentrale über das Internet direkt ins Fahrzeug übermittelt werden. Diese sim TD -Funktion bietet einen Mehrwertdienst zur Verkehrsinformation. Grafische und akustische Information erreichen den Fahrer und tragen so zu Effizienz, Sicherheit und Fahrkomfort bei. Anzeige der Fahrerinformation. Warnung vor einem vorausfahrenden, stark bremsenden Fahrzeug. Verkehrsinformation via Internet. Verkehrskamerastandorte. Verkehrskamerabild. Vorgehensweise. Die Funktion elektronisches Bremslicht kann in den Teil Erkennung einer starken Bremsung im Sender-Fahrzeug und in die Warnung des Fahrers im Empfänger-Fahrzeug unterteilt werden. Führt ein Fahrer eine Notbremsung durch, wird dies erkannt und zusammen mit der Position, Geschwindigkeit, Verzögerung und Fahrtrichtung an andere Fahrzeuge übermittelt. Letztere empfangen die Meldung und erzeugen, basierend auf einer Situationsbewertung, bei Gefahr eine entsprechende optische und akustische Anzeige. Ergebnis. Wenn im Empfänger-Fahrzeug eine relevante Gefahrensituation erkannt wird, kann der Fahrer durch die Fahrerinformation im sim TD -HMI wesentlich früher sein Tempo drosseln. Reagiert der Fahrer nicht auf die Fahrerinformation, so wird zusätzlich eine Warnung präsentiert. Vorgehensweise. Die Versuchszentrale verfügt über Informationen zu Verkehrslage und -ereignissen sowie über Standbilder von Verkehrswebkameras. Über das Internet werden diese verkehrsrelevanten Informationen auf Anfrage an das Fahrzeug übermittelt und dem Fahrer nutzerfreundlich präsentiert. Nun kann der Nutzer auch auf erweiterte Informationen zu Verkehrsereignissen zurückgreifen und Bilder von Verkehrswebkameras sehen, um fundiert seine Route anzupassen. Ergebnis. Die internetbasierte Dienstnutzung ist verteilt auf der Fahrzeugapplikationseinheit (VAU) und der Versuchszentrale (ICS) implementiert. Die periodische Anfrage erfolgt über die Fahrzeugkommunikationseinheit (CCU). Die Verkehrslage wird auf der Navigationskarte dargestellt. Die Positionen von Verkehrsereignissen und Verkehrswebkameras werden auf der Karte angezeigt. Beim Anklicken erscheinen Details und Kamerabilder. Continental Ford Forschungszentrum Aachen GmbH Typische Gefahrensituation für das elektronische Bremslicht: Das bremsende Fahrzeug ist verdeckt. Deutsche Telekom AG Volkswagen AG

14 26 sim TD fakten Funktionen Standortinformationsdienste sim TD fakten Systemsäulen ITS Roadside Station 27 Die Standortinformationsdienste stellen dem Nutzer Informationen sim TD : Systemsäulen Die ist ein intelligenter, stationärer, straßenseitiger Kommunika- Standortinformationsdienste. mit hoher örtlicher Relevanz zur Verfügung. Die bereitgestellten ITS Roadside Station. tionsknoten, der eine Verbindung zwischen den ITS Vehicle Stations Informationen ermöglichen eine bessere Nutzung lokal angebotener () und der ITS Central Station (ICS) ermöglicht. Die beinhaltet Dienstleistungen. Beispiele dafür sind Informationen über Parkraum, eine Laufzeitumgebung für dezentrale ITS-Funktionen. Ein hochver- Veranstaltungen, Wetter oder Kommunalinformationen. fügbares Managementsystem erlaubt die zentrale Administration des -Netzes. 104 sim TD -Versuchssteuerung 2 Volkswagen AG Continental Deutsche Telekom AG Parkraumassistent. Vorgehensweise. Aktuelle Informationen über freien Parkraum, Veranstaltungen und Wetterlage werden von einem Dienstanbieter bereitgestellt, zentral aufbereitet und an das Fahrzeug übertragen. Dort werden die Daten gespeichert und angezeigt. Der Nutzer erhält spezifische Informationen über die Verfügbarkeit von Parkmöglichkeiten, örtliche Veranstaltungen und Auskünfte über das lokale und regionale Wetter. Contentprovider A Contentprovider B Contentprovider C Versuchszentrale Kommunikationsserver Datenaufbereitung Struktur der Funktion Standortinformationsdienste. Mobilfunknetz ITS Vehicle Station Kommunikationsserver Wetterinformation. Ergebnis. Mit Hilfe der Standortinformationsdienste kann unnötiger Verkehr, der beispielsweise durch die Parkraumsuche entsteht, vermieden werden. Parkkapazitäten werden effektiver genutzt und Kraftstoff gespart. Der Fahrer kann sich durch die Bereitstellung von Informationen in seiner Umgebung besser orientieren und sein Fahrverhalten anpassen. Zudem ermöglicht diese Funktion einen besseren Zugang zu Veranstaltungen und Dienstleistungen, was wiederum zur Steigerung des Komforts beiträgt. Parkrauminformation Kommunalinformation Wetterinformation EGO Daten HMI Filter Navigationssystem Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes 1 AU CM FM NM Funktionen Systemkomponenten Basis OSGi Dienste CCU Logischer Aufbau von - und -Managementsystem. Verschlüsselte Kommunikation Vorgehensweise. In einer Anforderungsanalyse wurden die folgenden Randbedingungen für das -System erarbeitet. Die soll eine erweiterbare Plattform für ITS-Anwendungen darstellen, die verschiedene Schnittstellen, wie beispielsweise OTS2, ITS G5 sowie Digital I/O, implementiert und so letztlich die Kommunikation zu und ICS ermöglicht. Für den effektiven Betrieb sind eine hohe Ausfallsicherheit und die Fernwartbarkeit der einzelnen Roadside Stations von grundlegender Bedeutung. Der -Verbund soll flexibel erweitert werden können. Dadurch ergibt sich das Architekturdesign mit den Komponenten Configuration Management (CM), Network Management (NM), Fault Management (FM) und dem zentralen Administration und Management Interface (AMI). Management Server CM FM NM AMI Basis OSGi Dienste Datenbankcluster Ergebnis. Die einzelnen bilden zusammen ein Netz, das direkt an die Verkehrszentralen des Landes Hessen (VZH) und der Stadt Frankfurt am Main (IGLZ) angeschlossen ist und einen bidirektionalen Datenaustausch mit und ICS erlaubt. Das verteilte -Managementsystem ermöglicht die automatisierte Erkennung und Behebung von Fehlern sowie die persistente Speicherung der -Statusinformationen und -konfigurationen in einem zentralen Datenbankcluster. Die -Systeme sind vollständig fernkonfigurierbar und liefern kontinuierlich Statusinformationen an das sim TD -Monitoring. Der operative Zugriff auf die Systeme erfolgt über eine entsprechende Administrationsoberfläche.

15 28 sim TD fakten Systemsäulen Vehicle Application Unit sim TD fakten Systemsäulen Communication Control Unit 29 sim TD : Systemsäulen Die sim TD -Applikationen und zugehörige Systemmodule werden auf sim TD : Systemsäulen Die Communication Control Unit (CCU) ist ein Teil der ITS Vehicle Vehicle Application Unit. der Vehicle Application Unit (VAU) implementiert. Die VAU erlaubt Communication Control Unit. Station () und der ITS Roadside Station (). Sie ermöglicht die die flexible Entwicklung im Forschungsumfeld, stellt für Anwen- Kommunikation über ITS G5, UMTS und IEEE b/g. Die Daten zu dungsentwickler ein Software Development Kit bereit und ermög- Positionierung und Zeitsynchronisation basieren auf GPS. Die Ver- licht den Zugriff auf die verschiedenen Systemschnittstellen. bindung ins Fahrzeug hinein wird über CAN und digitale I/O-Ports hergestellt. sim TD Applications HMI Testsystem sim TD -Services RT Applications System Mgmt. C2X Protocol Stack Car Data Application Framework Java/OSGi native OS G5A WIFI UMTS GPS CAN Communication Control Unit (CCU). CEBRA-CCU-Testgerät für Verifikation. Robert Bosch GmbH Adam Opel AG AUDI AG BMW Forschung und Technik GmbH Daimler AG Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI) Fraunhofer-Institut FOKUS und SIT Volkswagen AG Universität Würzburg Fahrzeugarchitektur. Vorgehensweise. Die sim TD -Fahrzeuge werden mit der ITS Vehicle Station ausgestattet, um Car-to-X-Kommunikation zu ermöglichen. Als besondere Herausforderung im Vergleich zu bisherigen Projekten dieser Art sind zwei wesentliche Kriterien zu erfüllen: Eine einheitliche und flexible Entwicklungsplattform für eine heterogene Gruppe von Entwicklern muss bereitgestellt und eine ausreichende Robustheit für den späteren Flottenbetrieb sichergestellt werden. Um den technischen Anforderungen gerecht zu werden, wurde eine Trennung in zwei separate Hardwareplattformen vorgenommen: die Kommunikations-Einheit (Communication Control Unit, CCU) und die Anwendungs- Einheit (Vehicle Application Unit, VAU). Ergebnis. Die Applikationen erhalten über die gemeinsame sim TD -API (Application Programming Interface) Zugriff auf die verschiedenen Services. Darin enthalten sind Kommunikations- (Car-to-X, CAN), Standort- (Navi, Karte, Position) und Systemservices (HMI, Logging, System Control). Grundsätzlich laufen alle Applikationen gleichzeitig in den Fahrzeugen, so dass die Zugriffe prioritätsbasiert geregelt werden. Die VAU ist über die Versuchszentrale vollständig fernwartbar. Um das System flexibel und stabil zu halten, wurde das Servicekonzept auf einem OSGi- Framework aufgebaut. sim TD Applications HMI Navi/Map C2X-Msg Security Shared Services Filter LocTable System Mgmt. Application Framework (OSGi) VAPI Com API TraceC Java VM IP Navi SDK OS Architektur der VAU. LAN Logging TestCtrl USB Continental Adam Opel AG BMW Forschung und Technik GmbH Daimler AG Ford Forschungszentrum Aachen GmbH Fraunhofer-Institut FOKUS Volkswagen AG Vorgehensweise. Die CCU wird in den Fahrzeug- und in den Infrastruktur-Stationen eingesetzt. Sie unterstützt die Kommunikation über verschiedene Kommunikationstechnologien. Dazu wurde ein belastbares Gerät entwickelt, das sowohl die Hardware beinhaltet, als auch Kommunikationsprotokolle verarbeiten kann. Das ITS-G5-Modul wurde nach Vorgaben von sim TD entwickelt und basiert in der Feldtestversion auf einem speziellen Chipsatz. Ergebnis. Das entwickelte Gerät kann an verschiedenste Fahrzeuge angepasst werden. Dabei baut das Gerät auf bestehenden Hard- und Softwarekomponenten auf. Neues wurde dort entwickelt, wo Kernkomponenten von sim TD berührt waren. Die CCU hat in einem aufwändigen Verifikationsprozess gezeigt, dass sie die gestellten Anforderungen erfüllt. Sie ist somit bereit, im Feldversuch in einer Stückzahl von mehreren Hundert eingesetzt zu werden. RT Applications Geo Adhoc Net OS G5A CCU Control C2X Facilities IP Conf & Wireless Mngr WIFI TCP/UDP IPv6 IPv6over4 IPv4 UMTS Update Client & Tools GPS Sec gpsd NTP Verb. Ort VAPI CAN Proxy LLCF CAN Architektur der CCU.

16 30 sim TD fakten Systemsäulen Human-Machine-Interface sim TD fakten Systemsäulen Logging 31 sim TD : Systemsäulen Die Mensch-Maschine-Schnittstelle stellt die zentrale, gemeinsame Benutzerschnittstelle für alle Funktionen und deren Anwendungsfälle im Fahrzeug dar. Das Ziel dieser Systemsäule ist es, sim TD -Funktionen optimal darzustellen und konsequent alle Aspekte zur Nutzerfreundlichkeit und -akzeptanz zu berücksichtigen. Die Darstellung wird funktionsübergreifend geplant und koordiniert. sim TD : Systemsäulen Logging. Diese Systemsäule ermöglicht die Aufzeichnung aller relevanten Messgrößen während der Versuchsdurchführung. Durch ein einheitliches Logging-Format und ein zentrales Verzeichnis schafft sie eine Basis für die anschließende systematische Auswertung. Human-Machine-Interface. Das sim TD -HMI im Anwendungsfall Warnung vor Wettergefahren. Kreuzungsassistent. Ergänzende Dienste. Vorgehensweise. Das HMI gibt visuell und akustisch Informationen und Warnungen an den Fahrer aus. Außerdem nimmt es Eingaben des Fahrers zur Bedienung von Funktionen entgegen. Bei dem HMI handelt es sich um eine zentrale Komponente des sim TD -Systems, deren Funktionalität im Vorfeld des Feldversuchs ausgiebig geprüft und sichergestellt wurde. Erreicht wurde dies durch mehrstufige Tests im Labor. Ergebnis. Das HMI wurde so entwickelt, dass von Beginn an auch nicht-technische Kriterien zur Benutzerfreundlichkeit berücksichtigt wurden. Die Tests zu diesen Zielen wurden in einem iterativen Verfahren durchgeführt. Ein Beispiel hierfür ist eine ausführliche, explorative Evaluation zur Gestaltung der Symbole der Symbolleiste für die Funktionen nach den Kriterien Verständlichkeit und Erlernbarkeit. So wurde nicht nur eine zentrale, gemeinsame Benutzerschnittstelle für alle Funktionen im Fahrzeug entwickelt, sondern auch eine verständliche, nutzerfreundliche Informationsausgabe realisiert. ICS Logstation Architektur und Logstation. Datenserver Vorgehensweise. Das sim TD -Logging zeichnet alle relevanten Messgrößen eines Versuchs auf. Für jede Komponente wurde vorab definiert, welche Größen aufgezeichnet werden können. Aus diesen Definitionen wird automatisch der Programmcode generiert, mit dem die Daten geloggt werden. Aus einem Verzeichnis kann ausgewählt werden, welche Größen für welchen Versuch aufgezeichnet werden sollen. Die Logdaten von allen Stationen (, und ICS) werden auf einem zentralen Server zusammengeführt. Messgrößen DB Verzeichnis > Codegenerator Quellcode Logging Ergebnis. Die aufzuzeichnenden Größen wurden im Voraus definiert und ein einheitliches, platzsparendes Datenformat verwendet. Außerdem sind alle Messgrößen eindeutig identifizierbar und in einem Verzeichnis aufgelistet. Daher kann die Analyse automatisiert erfolgen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, Logdateien zur manuellen Auswertung zu dekodieren. Das sim TD -Logging verbraucht nur geringe Hardwareressourcen, so dass die Versuche nicht beeinflusst werden. Logdaten Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI) Fraunhofer-Institut FOKUS Daimler AG Analyse Logging-Architektur. Analyse DB Logdaten werden per USB auf den Zentralspeicher kopiert.

17 32 sim TD fakten Systemsäulen Geoinformationsserver sim TD fakten Systemsäulen Verkehrsinformationsserver 33 sim TD : Systemsäulen Die Aufgabe des sim TD -Geoinformationsservers ist die Verteilung sim TD : Systemsäulen Der Verkehrsinformationsserver stellt zentral verkehrsrelevante Geoinformationsserver. von geoadressierten Daten über das Mobilfunknetz. Er ermöglicht Verkehrsinformationsserver. Daten für Fahrzeuge per Mobilfunk zur Verfügung. Diese Systemsäu- die Kommunikation zwischen ITS Vehicle Stations () sowie die le ermöglicht eine einheitliche Struktur für unterschiedliche Daten: Kommunikation zwischen der ITS Central Station (ICS) und den in strukturierter und unstrukturierter Text sowie Grafiken zu Verkehrsla- einem definierten Gebiet. ge einschließlich Detailinformationen zu Staus, Unfällen und Baustel- ICS Kommunikationsbeziehungen des Geoservers. Datenrepräsentation: JOS + ASN.1 TCP Geoserver Byte + ASN.1 UDP Baustellen und Unfälle in Frankfurt am Main. len, Wetter, Veranstaltungen, Parken ebenso wie Webcam-Daten und Verkehrszeichen. Vorgehensweise. Der Verkehrsinformationsserver definiert ein generisches, erweiterbares Transportprotokoll zu den Fahrzeugen und spezifiziert den Datenimport in den Verkehrsinformationsserver von projektinternen und -externen Datenlieferanten. Für die fahrzeugseitigen Funktionen wird im Fahrzeug ein Kommunikationsproxy bereitgestellt. Jede Anfrage eines Fahrzeugs enthält so die gewünschte Datenart, beispielsweise Verkehrslage, Parken oder Verkehrszeichen. Ergebnis. Der sim TD -Verkehrsinformationsserver ist als verteiltes System umgesetzt, das es diversen Fahrzeugherstellern und -zulieferern erlaubt, heterogene Informationen über eine fahrzeugseitige Schnittstelle anzufordern. Der Verkehrsinformationsserver trennt den Prozess der Bereitstellung von Daten für die Fahrzeuge von der Datenbeschaffung. Daher sind die Fahrzeuge nicht abhängig von der Datenverfügbarkeit seitens des originären Datenlieferanten. Anforderungen. Die -Clients verbinden sich mit dem sim TD -Geoinformationsserver über Mobilfunk. Zu versendende Geocast- Nachrichten werden an die im adressierten Gebiet befindlichen verteilt, ohne dabei auf mobilfunkspezifische Verfahren, wie beispielsweise Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS), zurückzugreifen. Das Netzwerk- und Transportprotokoll orientiert sich an den für ITS G5 genutzten Protokollen, um so eine möglichst einheitliche Verarbeitung aller Nachrichten zu ermöglichen, unabhängig davon, über welches Kommunikationsmedium sie versendet wurden. Auf der ICS wurde eine Schnittstelle vorgesehen, Geoserver die das Versenden zentralenseitiger Geocast- Nachrichten ermöglicht. Ergebnis. Der Geoinformationsserver kommuniziert direkt mit den. Er verarbeitet die kontinuierlich eingehenden Geo-Updates aller -Clients und stellt so eine schnelle, ortsbezogene Verteilung von Nachrichten sicher. Dies umfasst sowohl die indirekte Verteilung von Nachrichten zwischen den als auch die Kommunikation zwischen ICS und. Die Architektur des Geoinformationsservers ist serviceorientiert (Java OSGi) und skalierbar. GeoserverDEN GeoUpdate (Lat, Lon) DEN DEN Verbreitungsgebiet Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes i i i n-1 n n-1 Kontinuierliche Client-Geo-Updates. t (s) i i i i i Verteilung der Nachrichten im adressierten Gebiet. Deutsche Telekom AG

18 34 sim TD fakten Systemverifikation Prüfstand sim TD fakten Versuchssteuerung Monitoring 35 sim TD : Systemverifikation Der sim TD -Prüfstand unterstützt die Automatisierung von Testszena- sim TD : Versuchssteuerung Das Monitoring gibt den Versuchsleitern während der Versuchs- Prüfstand. rien und erlaubt eine Prüfung über mehrere Stufen der Integration, Monitoring. durchführung einen Überblick über die in den Stationen auftreten- von Tests einzelner Softwarekomponenten, über die Prüfung der den Messwerte und deren Position. Diese Zentralfunktion überträgt Softwareintegration bis hin zur Systemintegration. Es werden funkti- alle relevanten Messgrößen während der Versuchsdurchführung, onale Protokoll- und Robustheitstests unterstützt. gibt Hinweise, wenn vordefinierte Grenzwerte überschritten werden, ICS LSA und veranschaulicht den Status der Stationen. Trace Player Alle Funktionen durchlaufen einen automatisierten Testzyklus, bevor sie ins Fahrzeug kommen. HMI Vorgehensweise. Es wurde ein Laborsystem aufgebaut, das alle relevanten Systemkomponenten beinhaltet und eine detaillierte Systemanalyse und Fehlersuche unter reproduzierbaren Bedingungen erlaubt. Diese Aufgabe birgt als besondere Herausforderung, dass der Prüfstand durch eine Mischung aus Simulation, Emulation und realen Systemkomponenten das funktionale Verhalten des gesamten sim TD -Systems darstellen muss. Ergebnis. Der sim TD -Prüfstand stellt die komplette Car-to-X-Architektur, bestehend aus Fahrzeug, Infrastruktur und Versuchszentrale, für den Labortest zur Verfügung. Durch Einsatz eines Testautomatisierungssystems auf Basis der standardisierten Testbeschreibungssprache TTCN-3 können in dieser Umgebung automatisierte Tests spezifiziert, realisiert und ausgewertet werden. Prüfstands-PC Simulator Andere Testtools Trace Player TTCN-3 Logdatein Der sim TD -Prüfstand. 2 1 Testtools Trace Connector Logging Systemkomponenten VAPI COMClient Umfeldtabelle C2X Anwendungen ICS Monitoring Architektur des Monitorings. Fahrzeugdetails Name 007 Aktualisierung 15:26: Typ AU Status Kritisch! Route Name Gruppe 1 Länge km Messpunkte 80! commclient 1! abbiegewunsch 1! fahrerbefragungimpl 1 Monitoring Details eines Fahrzeugs. Die Disponenten haben alle Fahrzeuge schnell im Überblick. Vorgehensweise. Das Monitoring ist ein Programmwerkzeug zur Versuchssteuerung, das im späteren System nicht existiert. Das Monitoring wurde entwickelt, um den Entwicklern einen Überblick über Messwerte und Positionen der einzelnen Stationen während der Versuche zu geben. Positionsinformationen werden periodisch über die Mobilfunkverbindung übermittelt. Bei Über- beziehungsweise Unterschreitung von Grenzen für die Messwerte können entsprechende Nachrichten übermittelt werden. Dafür wurden zuvor Profile für Schwellenwerte und Vergleichsoperatoren definiert. Alle Messpunkte können als informativ, warnend oder kritisch kategorisiert werden. Ergebnis. Durch die Nutzung eines komprimierenden Protokolls und die selektive Übertragung beim Verlassen eines zu erwartenden Wertebereichs sind die periodisch zu übertragenden Datenmengen so klein, dass sie gebündelt innerhalb eines Netzwerkpaketes Platz finden. Eine weitere Aufteilung ist also nicht notwendig. Die Pakete werden über UDP, also ohne Verbindungsaufbau und dessen Performance-Nachteile, verschickt, da ein möglicher Paketverlust für ein ohnehin periodisch gesendetes Paket unerheblich ist. Fraunhofer-Institut FOKUS HMI Connector Hardwarearchitektur des sim TD -Prüfstandes. Fraunhofer-Institut FOKUS Daimler AG

19 36 sim TD fakten Versuchssteuerung Web Scenario-Editor sim TD fakten Simulationslabor Verkehrssimulation 37 sim TD : Versuchssteuerung Mit Hilfe des Web-Scenario-Editors werden Szenarien für die Versu- sim TD : Simulationslabor Basierend auf den Ergebnissen aus der Fahrsimulation und dem Web Scenario-Editor. che erstellt und durchgeführt. Ziel des Editors ist es, die notwendi- Verkehrssimulation. Feldversuch soll die Verkehrssimulation Aufschluss darüber geben, gen Informationen so früh wie möglich zu erfassen und die einzel- wie sich das geänderte Verhalten von Verkehrsteilnehmern mit nen Szenarien über die gesamte Laufzeit von sim TD zu begleiten. sim TD -Technologie ausgestatter Fahrzeuge auf den Gesamtverkehr auswirkt. In diesem Zusammenhang werden Verkehrseffizienz und Verkehrssicherheit überprüft. Fahrzeugseitige Algorithmik Straßenseitige Algorithmik Zentralenseitige Algorithmik sim TD Anwendungsfall Versuche werden genau vorausgeplant, um eine hohe Qualität der Versuchsdaten sicherzustellen. Vorgehensweise. Der Web-Scenario-Editor ermöglicht es, ein Szenario digital anzulegen und die einzelnen Routen, die abgefahren werden müssen, zu planen. Darüber hinaus sind in dem Editor eine Reihe von Informationen hinterlegt, die dem Versuchsteam essenzielle Hintergrundinformationen über das Szenario liefern und somit zur Entscheidungsfindung beitragen sollen. Ergebnis. Mit dem Web-Scenario-Editor können die verschiedenen Szenarien mit Hilfe einer Weboberfläche angelegt und bearbeitet werden. Das Szenario umfasst dabei eine Route für jedes Fahrzeug sowie die Planung von Ereignissen, welche auf einer bestimmten Route realisiert werden sollen. Sowohl Positionen als auch Zeitpunkte können so geplant werden. Das hierfür notwendige Kartenmaterial wird durch die Einbindung von Google Maps realisiert. Der Versuchsleiter kann einzelne Versuche starten und stoppen, den Status der Fahrzeuge überwachen und mit den Fahrern textuell kommunizieren. 3D-Darstellung der Verkehrssimulation. Fahrsimulator V2X Fahrverhalten Verkehrssimulation V2X Versuche Versuche Realität V2X Fahrverhalten Fahrverhaltensmodell V2X-Kommunikations Modell Verkehrsmodell Versuche Zusammenspiel der Versuchsumgebungen. V2X-Kommunikations Verhalten Wirkung Informationen über Fahrzeuge und Infrastruktur Verkehrsimulation Straßennetz, Fahrverhalten, Verkehrszustand,... Vorgehensweise. In der Verkehrssimulation bewegen sich viele virtuelle Fahrer-Fahrzeug- Einheiten im virtuellen Abbild des Versuchsgebiets. Reale Verkehrszustände werden abgebildet und das durch die sim TD -Anwendungsfälle geänderte Verhalten der Fahrer- Fahrzeug-Einheiten modelliert gemäß den Ergebnissen aus Fahrsimulation und Feldversuch. Gewünschte Situationen können gezielt kreiert und sämtliche Rahmenbedingungen kontrolliert werden. Fahrzeug- und Verkehrsinformationen Kommunikation Nachrichtenübertragung Komponenten der Verkehrssimulation. Ergebnis. Um die Verkehrseffizienz und Verkehrssicherheit zu evaluieren, wird mit Hilfe der Simulation ein Szenario nachgebildet. Der Verkehrsfluss sowie das Fahrverhalten Einzelner auf einem Streckenabschnitt oder in einem Straßennetz werden anhand geeigneter Verkehrs-, Netz- und Fahrverhaltensmodelle simuliert. Als Ergebnis sind vergleichende Betrachtungen identischer Szenarien unter Veränderung einzelner Randbedingungen möglich, zum Beispiel der Vergleich von Auswirkungen, wenn 20 oder 50 Prozent der Fahrzeuge mit sim TD -Technologie fahren. Fraunhofer-Institut FOKUS Daimler AG Versuchsplaner und -durchführer wissen jederzeit, welche Funktion jetzt im Fokus der Versuche steht. Technische Universität München

20 38 sim TD fakten Simulationslabor Fahrsimulation sim TD fakten Simulationslabor Fahrsimulation 39 sim TD : Simulationslabor Fahrsimulation. Die Fahrsimulation ermittelt das typische Fahrverhalten in sicherheitskritischen Situationen in Interaktion mit den sim TD -Anwendungsfällen. Das ermittelte typische Fahrverhalten aus der Fahrsimulation dient als Grundlage für Fahrermodelle in der Verkehrssimulation. Der in sim TD verwendete High-Fidelity Fahrsimulator. Sicht eines Probanden während der Simulation. Vorgehensweise. In der Fahrsimulation werden verschiedene sim TD -Anwendungsfälle getestet. Insgesamt werden über einhundert Fahrer mit teils sicherheitskritischen Fahraufgaben konfrontiert. Jeder Fahrer fährt den jeweiligen Parcours zweimal: einmal mit sim TD -Anwendungsfällen, einmal ohne. Anhand beider Ergebnisse wird untersucht, ob das Fahren durch sim TD -Anwendungsfälle sicherer wird. Während der Fahrt nach der jeweiligen Fahrsituation und nach Durchfahren des Parcours werden die Fahrer zu den sim TD -Anwendungsfällen befragt. Komplexe Kreuzungssituation in der Fahrsimulationssoftware. Ergebnis. Die Fahrsimulation dient als Grundlage für Fahrermodelle, die für die anschließende Verkehrssimulation benötigt werden. Darüber hinaus geben die Untersuchungen Aufschluss darüber, wie mit den sim TD -Anwendungsfällen in sicherheitskritischen Situationen interagiert wird. Umsetzung der sim TD -Anzeige in der Fahrsimulation. Universität Würzburg