Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM
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Verkehrsstau in der Stadt
© iStockphoto
Verkehrsstau in der Stadt

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Verkehrssimulation

Die vorliegende Verkehrssituation beeinflusst deutlich die Planung der Fahrstrategie und das aktuelle Fahrverhalten. Dementsprechend ist es bei der simulationsgestützten Vorhersage und Analyse des Fahrzeugverhaltens wichtig, den Verkehr als äußere Umgebung beziehungsweise Randbedingung zu berücksichtigen. Dies erfolgt durch die adäquate Abbbildung durch entsprechende Modelle in der Simulation.

Man unterscheidet in der Verkehrssimulation hauptsächlich zwischen drei Ansätzen:

  • makroskopische Verkehrsmodelle
  • mesoskopische Verkehrsmodelle
  • mikroskopische Verkehrsmodelle

Diese werden jeweils mit stochastischen Modellierungstechniken erweitert, um Variabilitäten abzubilden. Wir setzen je nach Anwendungsfragestellung alle gängigen Modellierungsansätze ein und befassen uns darüber hinaus auch insbesondere mit der Weiterentwicklung, Verbesserung und Kombination verschiedener Ansätze.

Unsere Software VMC® nutzt eine von uns entwickelte und implementierte stochastisch-makroskopische Verkehrssimulation. Sie ermöglicht es den Verkehrseinfluss zum Beispiel auf Triebstrangbeanspruchung, Energiebedarf und Verbrauch abzubilden und auch systematisch Sensitivitäten und Abhängigkeiten zu untersuchen.

Die Bedatung von Verkehrsmodellen stellt im Allgemeinen eine wichtige Herausforderung dar und ist daher ein weiterer Arbeitsschwerpunkt am Fraunhofer ITWM in diesem Bereich. Zur Bereitstellung und Parametrisierung der Verkehrsmodelle in VMC® stehen dem Anwendenden mehrere Optionen und unterstützende Techniken zur Verfügung. Besonders hervorzuheben ist dabei eine optionale Schnittstelle zur here®-Datenbank, die es erlaubt, auf beliebigen verfügbaren Routen historisch erhobene tageszeit- und wochentagsabhängige Durchschnittsgeschwindigkeiten abzurufen und diese Daten in die VMC® Verkehrsmodelle einzuspeisen. Dieses Vorgehen erlaubt dann beispielsweise auch tageszeitabhängige Analysen hinsichtlich Energiebedarf und Verbrauch.

Verkehrsplanung Kreuzung
© Fraunhofer ITWM
Verkehrsszenario in einer Kreuzung

Mikroskopische Verkehrssimulation zur Erprobung von ADAS/AD

Weiterhin beschäftigen wir uns in der Verkehrssimulation mit der Bereitstellung von dynamischen Verkehrsszenarien zum Erproben, Testen und Absichern von Fahrerassistenzsystemen und ADAS/AD-Funktionen. Um solche Assistenzsysteme systematisch und effizient zu erproben, ist es unerlässlich realistische Einsatzszenarien virtuell durchspielen zu können. Hierzu gehören insbesondere komplexe Verkehrsszenarien sowie eine realistische, statistisch abgestützte Analyse möglicher Variationen. Dazu ziehen wir mikroskopische Verkehrsmodelle heran, die in realistische Szenen wie Straßennetzwerke, Kreuzungen oder Kreisel eingebettet werden und die wir mit stochastischen Techniken und Werkzeugen zur Abbildung der Variabilität kombinieren.

Die Modelle und Szenarien können dabei in rein virtuellen Studien eingesetzt werden oder aber auch mit der interaktiven Fahrsimulation gekoppelt werden. Hier bieten wir mit dem eigenen Fahrsimulator RODOS® die Möglichkeit, solche Analysen und Studien mit menschlichen Fahrern in verschiedensten Mischverkehrsszenarien zu untersuchen.

Veröffentlichungen

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