Die Anwendungsplattform für Intelligente Mobilität (AIM) als Baustein eines Smart-City-Konzepts. Prof. Dr. Frank Köster

Transkript

1 Die Anwendungsplattform für Intelligente Mobilität (AIM) als Baustein eines Smart-City-Konzepts Prof. Dr. Frank Köster

2 DLR Schwerpunkte / Personal / Standorte Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen Luftfahrt Raumfahrt Energie Verkehr Sicherheit Etwa Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter arbeiten in 32 Instituten und Einrichtungen an 16 Standorten Jülich Köln Bonn Stade Hamburg Bremen Trauen Braunschweig Göttingen Neustrelitz Berlin Büros außerhalb von Deutschland Brüssel und Paris Washington Tokyo Lampoldshausen Stuttgart Augsburg Oberpfaffenhofen Weilheim

3 Bereich Verkehr des DLR Ziele grün z.b. umweltoptimiertes Verkehrsmanagement, effizientere und alternative Antriebe smart z.b. hochautomatisiertes und automatisches Fahren, inter-/multimodale Transportketten nutzerfreundlich z.b. menschzentriert, bedarfsgerecht, barrierefrei, komfortabler und bezahlbar zuverlässig z.b. sicher und hochverfügbar systemisch z.b. Vernetzung von Fahrzeugen sowie Fahrzeugen und Infrastruktur, Wechselwirkungen zwischen Landnutzung Stadtplanung Verkehr Quelle (Abbildung):

4 Städte mehr und mehr als integriertes System (1/2) Hinter der Idee einer Smart City stehen i.allg. gesamtheitliche Entwicklungskonzepte und Prozesse, die in Summe darauf abzielen Städte effizienter technologisch fortschrittlicher grüner sozial inklusiver zu gestalten. Die Entwicklungskonzepte/Prozesse adressieren wirtschaftliche, gesellschaftliche und umweltorientierte Innovationen, die häufig eine technologische Prägung besitzen. Ein wichtiger Bausteinen ist die Mobilität Quelle (Abbildung): Siemens / 2014

5 Smarte Mobilität Ziele Vollständiges Nutzen der verfügbaren Kapazität der Infrastruktur Verbesserungen im Bereich der Zuverlässigkeit (u.a. Resilienz), Verfügbarkeit und des Komforts Ermöglichung/Verbesserung verlässlicher multimodaler Reiseketten Gesellschaft Erhöhung der Sicherheit (Safety und Security) Reduktion des Energieverbrauchs von Straßen-, Schienen-, Luftund Seeverkehr Smarte (nachhaltige) Mobilität Erhöhung der Kapazität von Infrastruktur Umwelt Wirtschaft Intelligente Konzepte zur Instandhaltung Vermeidung von Emissionen, wie insbesondere CO 2, NO x, Feinstaub und Lärm Vollständig geschlossene Ansätze zum Life-Cycle Management

6 Städte mehr und mehr als integriertes System (2/2) Quelle (Abbildung): Siemens / 2014

7 Multi- und intermodale Reiseketten

8 Umfeld bzw. Rahmenbedingungen Rahmenbedingungen von Mobilität politisch / normativ / rechtlich gesellschaftlich / nutzerbezogen (u.a. Ausbildung und Trends) Nachhaltigkeit / Gesamtsicht auf urbane und inter-urbane Mobilität / Reporting Anforderungen Machbarkeit Relevanz Effekt Anforderungen / Machbarkeit Transportmittel Konzept & Struktur (Leichtbau / Drive-by-Wire / Klima; robotische Komponenten; Antrieb) Intelligenz (Assistenz-/Automationssysteme; Energiemanagement; Informations- und Kommunikationstechnologien) Wechselwirkungen Infrastruktur / Gesamtsystemmanagement Logistik Infrastrukturkonzept und Infrastrukturintelligenz Multimodalität M A Machbarkeit (M) Anforderungen (A) Vision / Ziele / Use-Cases 0 Verkehrsunfälle Reisezeit = bewegte Zeit Feinstaubreduktion CO 2 -Reduktion Lärmreduktion sicher komfortable ressourcenschonend keine lokalen Emissionen bezahlbar Machbarkeit Anforderungen Effekt Relevanz Energiewirtschaftliche Einbettung von Mobilität Potenzial regenerativer und fossiler Energieträger Transfer- und Speichertechnologien Nachhaltigkeit / Gesamtsicht auf urbane und inter-urbane Mobilität / Reporting

9 Umfeld bzw. Rahmenbedingungen Rahmenbedingungen von Mobilität politisch / normativ / rechtlich gesellschaftlich / nutzerbezogen (u.a. Ausbildung und Trends) Nachhaltigkeit / Gesamtsicht auf urbane und inter-urbane Mobilität / Reporting Anforderungen Machbarkeit Relevanz Effekt Anforderungen / Machbarkeit ITS - Intelligent Transport Systems (Bild: ETSI) Anforderungen (A) Machbarkeit (M) Vision / Ziele / Use-Cases 0 Verkehrsunfälle Reisezeit = bewegte Zeit Feinstaubreduktion CO 2 -Reduktion Lärmreduktion sicher komfortable ressourcenschonend keine lokalen Emissionen bezahlbar Machbarkeit Anforderungen Effekt Relevanz Energiewirtschaftliche Einbettung von Mobilität Potenzial regenerativer und fossiler Energieträger Transfer- und Speichertechnologien Nachhaltigkeit / Gesamtsicht auf urbane und inter-urbane Mobilität / Reporting

10 Methodik Empirische Forschung Wissensmanagement Design Trends in Politik / Wirtschaft / Gesellschaft Mobilitätsbedürfnisse Ökologische Randbed. Unfallanalysen Simulator-/Fahrstudien Technologien Werkstoffe Daten Domänenwissen Normen und Standards Modelle / Anforderungen Daten / Metadaten Modelle / Anforderungen Fahrer / Nutzer gereifte Erkenntnisse Designprozesse Designprozesse Transportmittel Assistenz und Automation (Fkt.), Architektur Hypothesen Umwelt / Wegeinfrastrukt. bzw. Träger Informations- und Kommunikationsinfrastruktur Prototypen (Dienste / Applikationen)

11 Instrumentarium Empirische Forschung Trends in Politik / Wirtschaft / Gesellschaft Mobilitätsbedürfnisse / Ökologische Randbedingungen Unfallanalysen / Simulator-/Fahrstudien Technologien / Werkstoffe... Wissensmanagement Domänenwissen / Normen und Standards Modelle / Anforderungen Daten / Metadaten virtuell virtuell/real real Detaillierte Untersuchungen in speziellen Fahrzeugen, Simulationen, AIM und anhand von Modellen ViewCar VR-Lab Testfelder / AIM Modelle Entwicklung von Prototypen u. deren Evaluation in Simulatoren bzw. anhand von Modellen MoSAIC Finalisierung von Prototypen und Evaluation im Feld FASCar (I+II) Testfelder / AIM VR-Lab SMPLab HMI-Lab dyn. Fahrsimulator Mod. MockUp Modelle

12 Anwendungsplattform für Intelligente Mobilität (AIM)

13 Anschauung mehr Komfort

14 Simulationen und Karten Makroskopisch (z.b. VISUM, METANET und TAPAS) Betrachtung von Fahrzeug (-Gruppen) auf Basis ihres durchschnittlichen Verhaltens Mesoskopisch (z.b. SATURN, DYNEMO und MatSIM) Integration Mikro- und Makroskopischer Zugänge Mikroskopisch (z.b. VISSIM, PARAMICS und SUMO) Betrachtung der Dynamik einzelner Fahrzeuge und der Interaktion zwischen ihnen Work with the real system sub-mikroskopisch (z.b. PELOPS und Ansätze zur Fahrermodellierung) Dekomposition des Fahrer/Fahrzeug-Systems in (möglicherweise kooperative) Komponenten wie z.b. Fahrer und/oder Fahrzeug System physical model of the system Work with a model of the system Verbal description / strucured descr. abstract model of the system formal analysis of the system Formal model of the system Simulation and post-mortem analysis (Kooperative) Fahrsimulationen (z.b. Silab und DLR-Simulatoren wie u.a. MoSAIC und Bewegtsimulator) zur Betrachtung realer Fahrer oder Fahrergruppen (und Soft-/Hardware) in virtuellen und dabei ökologisch validen Fahrumgebungen (MoSAIC = Modular and Scalable Application-Platform for ITS Components)

15 Simulationen und Karten Virtuelles Abbild der für AIM relevanten Ausschnitte der Stadt Braunschweig und seiner umliegenden Regionen (statisch und dynamisch)

16 Simulationen und Karten

17 Simulationen und Karten

18 Modular and Scalable Application Platform for ITS- Components

19 Modular and Scalable Application Platform for ITS- Components

20 Modular and Scalable Application Platform for ITS- Components

21 Von der Simulation ins Fahrzeug

22 Von der Simulation ins Fahrzeug

23 Von der Simulation ins Fahrzeug und ins Feld

24 Referenzstrecken in Region Braunschweig (WLAN, Car2X) und Forschungskreuzung

25 Referenzstrecken in Region Braunschweig (WLAN, Car2X) und Forschungskreuzung

26 Referenzstrecken in Region Braunschweig (WLAN, Car2X) und Forschungskreuzung Online RSU-Verwaltung Anzeige der verfügbaren RSU auf der Karte Statusinformationen zu jeder einzelnen Anlage Monitoring Skriptgesteuerte Fehlerdiagnose und automatisiertes Reporting Vorkonfiguriertes Logging benötigter Daten Software-Provisioning Automatisiertes Deployment von IRS-Software (AU, CCU und lokale Konfigurationen) Konfigurationsverwaltung Zentrale Verwaltung von Konfigurationen als Grundlage des automatisierten Testens

27 Referenzstrecken in Region Braunschweig (WLAN, Car2X) und Forschungskreuzung Begehbarer Schaltschrank Forschungskreuzung Overview Camera Detail View Camera Radar Infrared flash Network cable Sensorinstallation (fiber) am Mast Ost der Forschungskreuzung

28 Referenzstrecken in Region Braunschweig (WLAN, Car2X) und Forschungskreuzung

29 Referenzstrecken in Region Braunschweig (WLAN, Car2X) und Forschungskreuzung Quelle (Abbildung): F&E-Projekt UR:BAN / Smarte Kreuzung

30 IKT-basierte Vernetzung von Teilsystemen

31 IKT-basierte Hintergrundsysteme

32 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

33 Kontakt Prof. Dr. Frank Köster Lilienthalplatz Braunschweig Frank.Koester@dlr.de