CentralSystem - Zentrales System zur Unterstützung von automatisierten Fahrzeugtests und -betrieb

Das Central System Projekt beschäftigt sich - unter Ausnutzung des aktuellen Standes der Technik - mit der Realisierung eines automatisierten Transportsystems. Es soll eine holistische Lösung zur Unterstützung und zum Betrieb hochautomatisierter Fahrzeuge in enger Zusammenarbeit mit Infrastrukturelementen und V2x Kommunikation entwickelt und demonstriert werden. Das Projekt zielt darauf ab, das System zu Testzwecken darzustellen, es soll aber in Zukunft in weiteren Projekten für den Betrieb und erweiterte Verkehrsflusssteuerung weiterentwickelt werden. Die Hauptzielrichtung für die Entwicklung von hochautomatisierten Fahrzeugen ist es heute, das Umweltmodell, als Basis für die Fahrzeugführung, weitgehend durch die lokale Sensorik des Ego-Fahrzeugs zu generieren. Gegebenenfalls wird das Umweltmodell unter Nutzung sekundärer Informationen aus der Straßeninfrastruktur und anderer Fahrzeuge erweitert, der Fokus liegt aber bisher am Ego-Fahrzeug. Die vorgeschlagene Lösung baut das global generierte Umweltmodell in einer externen Datencloud auf, unterstützt die Fahrzeugführung der einzelnen automatisierten Fahrzeuge mit dieser oder kann diese sogar übernehmen. Das Central System sammelt Informationen sowohl von den Fahrzeugen als auch von der Infrastruktur und fügt sie in einem cloudbasierten, digitalen Zwilling in Echtzeit zusammen. Die cloudbasierten Inhalte bestehen aus: - Statische UHD Karte (3D-Darstellung mit vektorisierten Daten und Materialeigenschaften); - Halbdynamische Inhalte (Wetter- oder Lichtverhältnisse, Straßenzustand, Lichtsignale, etc....); - Dynamische Objekte (Fahrzeuge, Fußgänger, etc. und deren dynamischen Zustände). Eigenschaften des Central System Ansatzes: - Echtzeit-Datenfusion unter Verwendung von Fahrzeug- und Infrastruktur-Sensordaten; - Aufzeichnung und Verarbeiten dieser Daten in Echtzeit; - Verwendung von aktuellen internationalen Standards; - Unterstützung von Fahrzeugfunktionen mit einem Echtzeit-Umweltmodell; - Steuerung von Infrastrukturelementen (z.B. Ampeln) oder auch Fahrzeugen; - Unterstützung von zukünftigen Testverfahren für vernetzte und automatisierte Fahrzeuge; - Skalierbare, wiederverwendbare und zukunftssichere Architektur. Das Projekt basiert auf einer Sondierungsphase im Jahr 2020, in der das bisherige Konsortium eine Machbarkeitsstudie durchgeführt hat. Dabei entstand eine detaillierte Literaturübersicht über wissenschaftliche Arbeiten, Standards, Vorschriften und internationale Aktivitäten und Fortschritte. Außerdem wurde eine umfangreiche Messkampagne auf der für den öffentlichen Verkehr gesperrten M86 Autobahn für vier Tage durchgeführt. Dabei wurde ein Funktionsmuster entwickelt, bei dem ein digitaler Zwilling über Fusion von Infrastruktur- und Fahrzeugdaten (mit Schwerpunkt auf Fußgängerdetektionen) durch DSRC-Kommunikation realisiert wurde. Im vorgeschlagenen Central System Projekt plant das Konsortium das System in größerem Maßstab zu realisieren und die Funktionalität durch die Implementierung weiterer Dienste auf ein höheres Niveau zu erweitern. Das erste Infrastrukturpaket wird auf dem gemeinsamen Abschnitt der Autobahn M1-M7 in Ungarn installiert und auch bestehende österreichische Straßenabschnitte auf Basis der Testregion Alp.Lab nutzen. Es werden weitere Methoden entwickelt, die sich auf UHD-Mapping, Tests, Simulation, Cloud-Steuerung und Verkehrssteuerung beziehen.