EnopTraFlow

Visualisierung des energieoptimierten Verkehrsflusses als Assistenzfunktion

Mit steigendem Verkehrsaufkommen auf Autobahnen, Bundesstraßen oder mehrspurigen innerstädtischen Straßen, ist umweltfreundliche Mobilität ein Bestreben, welches sich auf den Fluss des Gesamtverkehrs bezieht. Gerade in Stoßzeiten wirken sich Veränderungen im Gefüge der Verkehrsteilnehmer (LKW schert zum Überholen aus, Fahrzeug fädelt trotz nicht erreichter Synchrongeschwindigkeit in fließenden Verkehr ein, etc.) drastisch auf diesen Fluss aus. Dabei entsteht ein Ziehharmonika-Effekt, bei welchem viele Verkehrsteilnehmer ihre Bewegungsenergie teilweise schnell abbauen müssen um sie kurze Zeit später wieder aufzubauen.

 

FZI-Forscher haben sich im Projekt EnopTraFlow zum Ziel gesetzt, für die künftige Mobilität mit autonomen oder intelligenten Fahrzeugen solche Szenarien in Bezug auf deren Auswirkungen auf die Energie- und Ressourceneffizienz des Verkehrsflusses zu identifizieren und für die Rechnersimulation verfügbar zu machen. So kann anschließend die fahrzeugübergreifende Energieeffizienz bewertet und unterschiedliche Aktionen von Verkehrsteilnehmern in einem Szenario evaluiert werden, um Maßnahmen für einen energieeffizienten Verkehrsfluss im Rahmen eines Assistenzsystems aufzuzeigen. Dies kann zum Beispiel eine frühzeitige Entscheidung über einen Spurwechsel oder das rechtzeitige Beschleunigen auf einer Autobahn sein. Als Grundlage für die Bewertung eines homogenen Verkehrsflusses wird das „taktische Fahrzeugumfeld“ eines Fahrzeugs herangezogen. Dieses bildet die Perspektive zukünftiger Fahrerassistenzfunktionen bzw. autonomer Fahrfunktionen ab und basiert auf dem Umfeld, welches mit Fahrzeug-Sensorik und Car-to-Car-Kommunikation wahrnehmbar ist. Hierbei wird eine neue Methode sowie deren prototypische Realisierung zur Überführung von realistischen Verkehrsszenarien für eine anschließende Analyse und Variation in einer Simulationsumgebung entwickelt. Dafür ist es ausreichend mit handelsüblichen Dash-Cams reale Daten in Fahrzeugen aufzuzeichnen. Zur Entwicklung der Energieeffizienz-Fahrfunktion ist es erforderlich ein mehrschichtiges Ebenen-Modell zu entwerfen, dem die Fahraufgabe eines menschlichen Fahrers zugrunde liegt und welches später sowohl in der Simulation, als auch im realen Fahrzeug seine Anwendung findet. Für eine Bewertung des energieeffizienten und homogenen Verkehrsflusses im Fahrzeugumfeld wurde der Begriff „Connected Efficiency“ geprägt. Diese Bewertungsmetrik berücksichtigt diejenigen Einflussfaktoren, die sich auf den Energiebedarf von Fahrzeugen abhängig der Fahrreaktionen auswirken, wie beispielsweise das Beschleunigen und die Luft- oder Rollreibung. Dieser vereinfachte und simulativ ermittelte Energiebedarf wird normiert auf einen „Norm-Energiebedarf“ bei gleichförmiger Bewegung des Fahrzeuges. Im letzten Schritt zur Connected Efficiency werden die Kennzahlen aller Fahrzeuge im taktischen Fahrzeugumfeld kumuliert. Im Rahmen des Forschungsprojektes EnopTraFlow wird die Grundlage für die Bewertung von Verkehrsszenarien bezüglich ihrer Energieeffizienz im taktischen Fahrzeugumfeld gelegt. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wird im ebenfalls von der Vector Stiftung unterstützten Folgeprojekt EnopTraFlowVis eine prototypische Realisierung der Connected Efficiency in einem erlebbaren Demonstrator in den House of Living Labs smartMobility des FZI umgesetzt, welcher während der Fahrt eine visuelle Fahrempfehlung für den menschlichen Fahrer auf dem Display darstellt.

 

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