Forschung

Nemo ist die Abkürzung für die Forschungsgruppe Networks & Mobility.

Hier ein paar Beispiele, welche Themen der Mobilität in der Forschung behandelt werden und wie die Zukunft in diesem Sektor aussehen könnte.

"Connected Vehicles" - Intelligente Routenplanung

Es ist Freitagabend und Du möchtest mit dem Auto zu Freund*innen zu Besuch fahren. Du gibst deinen Zielpunkt in dein Navigationssystem ein und Dir wird direkt eine mögliche Route vorgeschlagen. Bei herkömmlichen Navigationssystemen kannst Du dir eine bestimmte Strategie aussuchen, nach der Du fahren möchtest - beispielsweise ob das System die kürzeste oder die schnellste Route wählen soll. Wählst Du die schnellste Route checkt das System nun aus, ob sich auf der Strecke bereits ein Stau befindet oder erhöhter Verkehr auftritt, sodass darauf bei der Routenplanung Rücksicht genommen werden kann. Das Navigationssystem erhält zudem Updates durch Verkehrsdienste und Kartendienste, wie Google Maps, zur aktuellen Verkehrssituation, sodass ein bereits existierender Stau umfahren werden kann. Dies wird als reaktives Staumanagement bezeichnet. Doch wie wäre es, wenn ein Stau gar nicht erst entstehen würde oder zumindest ein gewisses Ausmaß vermieden werden könnte?

Dieser Frage hat sich unsere Forschungsgruppe angenommen und entwickelte einen neuen Routing-Algorithmus, welcher als PCMA* bezeichnet wird. Das neue System ermöglicht es, dass das Routing nicht mehr bei Dir selbst im Auto stattfindet, sondern bei einem externen Routingdienst. Nun fragst Du dich, welchen Vorteil dies bietet? Der Algorithmus hat somit nicht nur Deine Daten und Deinen aktuellen Standpunkt zur Verfügung, sondern die von allen Autos, die dieses System nutzen. Somit weiß der Algorithmus, wie viele Autos planen auf welchen Straßen und Kreuzungen unterwegs zu sein - und somit auch wie die zukünftige Verkehrsbelastung aussehen wird. So kann das System voraussagen, dass beispielsweise 100 Autos planen in 30 Minuten eine bestimmte Kreuzung zu passieren.

Navigiert das System nun alle 100 Autos über die geplante Route wird ein Stau entstehen. Doch wenn das System dies schon voraussehen kann, ist es möglich, dass die Routenplanung angepasst wird und manchen Autos eine andere Streckenplanung ausgespielt wird - diese ist vielleicht ein bisschen länger, kann jedoch schneller zurückgelegt werden. Und so ist es Dir in deinem konkreten Fall möglich, erst gar nicht in einen bereits existierenden Stau hineinzufahren, wenn Du auf dem Weg zu Deinen Freund*innen bist. Stattdessen fährst Du mit den anderen Verkehrsteilnehmer*innen eine intelligente Route, die einen Stau erst gar nicht entstehen lässt und die Infrastruktur optimal auslastet. So kommst Du stressfreier und pünktlich an dein Ziel - ganz ohne Dich selbst mit der Planung der optimalen Route beschäftigen zu müssen. Gleichzeitig beugt das moderne Navigationssystem durch die geringere Verkehrsdichte Unfällen vor, spart durch die Vermeidung von teuren Staus Kosten ein, vermeidet bzw. verringert den Druck neue Verkehrswege zu bauen, reduziert die Schadstoffemissionen und sorgt für einen effizienteren Einsatz von Ressourcen.

Mehr Informationen zu diesem Forschungsprojekt findest du hier.

"AutoSIM AR" - Level 3 Automatisiertes Fahren

Ein weiteres Anwendungsfeld unserer Forschungsgruppe ist das Thema "Automatisiertes Fahren". Hierzu befindet sich aktuell auch noch ein Forschungsprojekt am laufen, welches den Titel "AutoSim AR" trägt.

In unserem konkreten Fall sprechen wir über das "Level 3 Automatisiertes Fahren", bei welchem das Auto bereits alleine fahren darf, der/die Fahrer*in jedoch jederzeit in der Lage sein muss, die Führung des Fahrzeugs wieder zu übernehmen. Doch wenn Dein Auto alleine fährt, möchtest Du natürlich nicht nur da sitzen und zuschauen, da Du Deine Zeit demnach auch anders nutzen könntest und etwas machst, was dir Spaß macht - beispielsweise ein Buch lesen, am Smartphone aktiv sein, essen, Musik hören oder Deine Mails lesen. Nun nehmen wir einmal an Du befindest dich in Deiner Arbeitszeit und möchtest Deine E-Mails lesen können. Hier stellt sich nun die Frage, wie Du das machen möchtest. Willst Du die Mails klassisch über das Display deines Smartphones lesen oder hättest Du sie lieber auf die Windschutzscheibe Deines Autos projiziert? Entscheidest Du dich für die Windschutzscheibe, wo wäre es Dir am liebsten? Direkt zentral vor Dir oder lieber auf der Seite des Beifahrers? Soll die Nachricht transparent angezeigt werden, halbtransparent oder soll sie deckend sein? Ebenfalls eine Möglichkeit wäre die Projektion der Nachricht auf eine Rückseite eines LKWs, welcher vor deinem Auto fährt.

Die Entscheidung, wie das Anzeigen einer Mail konkret umgesetzt werden könnte, hängt jedoch nicht nur von der Komfortabilität des Fahrers oder der Fahrerin ab, sondern natürlich auch von einigen Sicherheitsaspekten. Beispielsweise muss stets eine schnelle Übernahme in Gefahrensituation gewährleistet sein. Doch auch hier muss die Forschung genauestens differenzieren: Welche Zeitspanne ist eigentlich kurz? Welche Aktivitäten sind okay? Welche Übernahmesituation ist akzeptabel?

Hierbei müssen auch unterschiedliche Interaktionskonzepte verglichen werden, denn nicht jeder Mensch tickt gleich und somit reagiert auch jeder Mensch anders. Beispielsweise gibt es erhebliche Unterschiede in der Zeitspanne, die man braucht, um von einer Aktivität wie Mails lesen wieder die völlige Kontrolle über das Fahrzeug zu erlangen. Um dies ausführlich zu testen werden Simulationen erstellt, da es viel zu gefährlich wäre diese Szenarien im realen Straßenverkehr zu testen. So kann genaustens untersucht werden, ab wann es zu einem Unfall kommt und wann eine Situation als gefährlich eingestuft werden kann.

Dieses Forschungsprojekt ist aktuell noch mitten am Laufen, sodass noch keine Endergebnisse präsentiert werden können. Als Automotive Computing Student*in kann man alos noch Teil davon werden und die Forschungsgruppe bei der Umsetzung dieses Anwendungsfeldes unterstützen.

"EBIM ÖV" - Wie die Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel Bewohner*innen auf dem Land ermöglicht wird

Du kennst bestimmt das Szenario, dass Du dich auf dem Land befindest und in die Stadt musst - doch die Anbindung an öffentliche Verkehrsmittel wie zu einem Zug sind eher schwierig und nicht besonders gut ausgebaut. Gerade Pendler*innen, welche auf dem Land wohnen, schildern immer wieder die Situation, dass sie zu ihrem Arbeitsplatz, welcher sich in der Stadt oder in der Nähe einer Stadt befindet, mit dem Auto fahren müssen, da sie schlichtweg zu schlecht an den öffentlichen Nahverkehr angebunden sind - obwohl sie eigentlich gerne mit dem Zug fahren würden. Wie kann man Menschen, die auf dem Land wohnen, also nun ermöglichen mit dem Zug in den Zentralraum zu gelangen? Wie könnte so ein Angebot konkret aussehen?

Ist der Bahnhof zu weit von dem eigenen Zuhause weg und müsste dieser zunächst mit dem Auto angefahren werden, ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass man mit dann auch direkt mit dem Auto weiterfährt und nicht am Bahnhof aussteigt, um dann mit dem Zug weiterzufahren. Wie kann dies also nun umgangen werden und den Menschen bereits auf dem Weg zum Bahnhof die Nutzung von alternativen Verkehrsmitteln zu ermöglichen?

Eine Idee wäre es, die Menschen mit einem Bus bei sich zuhause abzuholen und sie zum Bahnhof zu fahren. Jedoch möchte man natürlich nicht lange auf den Bus warten und auch nicht ewig mit diesem durch die Gegend fahren, um endlich den Bahnhof zu erreichen - dies wäre nicht besonders attraktiv, da die Menschen ihre Zeit auch anders nutzen könnten. So muss ein Konzept gefunden werden, bei welchem die Auslastung des Busses möglichst hoch ist (denn für zwei Personen macht es auch keinen Sinn diesen fahren zu lassen), die Reisezeit zum Bahnhof möglichst kurz ist und das Transportmittel sollte natürlich auch komfortabel sein und eine angenehme Reise ermöglichen.

Forscher*innen müssen somit nun eine optimale Route finden und genaustens analysieren, wie viele Busse eigentlich benötigt werden, um möglichst viele Personen möglichst effektiv zu ihrem Zug zu bringen.

Hierbei müssen verschiedene Aspekte einbezogen werden, welche für die Nutzung eines solchen Angebots ausschlaggebend sind. Zum einen muss ein möglichst geringer Zeitverlust für die transportierten Personen gewährleistet werden, ebenso wie eine hohe Sicherheit. Gerade nachts möchte man eigentlich gerne wissen, mit wem man nun gemeinsam auf einem kleinen Raum in einem Bus sitzt. Zudem muss der Bus komfortabel und ansprechend ausgestattet sein, damit man diesen auch gerne verwendet und er einen bestenfalls zu einer Entspannungsphase verhilft.

Die Forschungsgruppe muss somit analysieren, welche Anforderungen an ein solches Transportmittel bestehen und zu welchem Grad diese erfüllt werden können. Anschließend muss eine Aussage getroffen werden, mit welcher Wahrscheinlichkeit eine Person letztendlich das Transportangebot annehmen und langfristig nutzen wird. Und natürlich auch, wie viele Personen sich für die Nutzung des Systems gewinnen lassen.

Dieses Forschungsprojekt beinhaltet somit nicht nur technische, sondern auch sozialwissenschaftliche Aspekte. Mehr Informationen dazu sind hier zu finden.