Beteiligung des IRT an der Eröffnung des Vodafone "5G Mobility Lab" am Aldenhoven Testing Center

  Stand IRT Mapping 2 bei der Eröffnung des Vodafone 5G Mobility Lab am ATC IRT
30.08.2017

Vodafone eröffnet am 30. August 2017 auf dem Gelände des ATC ein in Europa einzigartiges frei konfigurierbares Mobilfunk-Netz. Laut Vodafone soll das Testnetz 5G schon in naher Zukunft Geschwindigkeiten von bis zu 10 Gigabit sowie Latenzen von weniger als 10 Millisekunden ermöglichen. Automobilbranche und Wissenschaftler können so variable Mobilfunkszenarien im Straßenverkehr testen. Länderübergreifende Technologien oder Störfälle können reproduzierbar nachgestellt werden. Autos kommunizieren dann miteinander, mit Fußgängern, mit Ampeln und mit der gesamten Verkehrsinfrastruktur. Für das Institut für Regelungstechnik ergeben sich hierdurch ganz neue Entwicklungs- und Testmöglichkeiten. Aus diesem Grund beteiligt sich das IRT mit zwei Show-Cases an der Eröffnung des Vodafone "5G Mobility Lab" und zeigt dort Ergebnisse aus verschiedenen Forschungsprojekten.

 

Automatisierung im Bahnbereich

Automatisierung und autonomes Fahren sind auch für die Bahnwelt zukunftsweisende Entwicklungsschritte. Notwendige Systemanforderungen, wie zum Beispiel Genauigkeit, Vernetzung und mobiler Datenaustausch, greift das BMWi-Förderprojekt Galileo Online: GO! auf. GO! hat die Entwicklung eines hochgenauen Satellitennavigationsempfängers mit integrierter Kommunikationseinheit speziell für Bahnanwendungen zum Ziel hat. Im Projekt werden bahnspezifische Anwendungsfälle untersucht, wie zum Beispiel das automatisierte Rangieren oder die permanente Zugvollständigkeitsprüfung, die in einem ersten Schritt mittels radgetriebener, mobiler Testplattformen, sogenannte Buggys demonstriert werden. Die Buggys simulieren hierbei Schienenfahrzeuge in kleinem Maßstab, die über eine virtuelle Kupplung gekoppelt sind und sich über eine virtuelle Schiene bewegen. Die Buggys können sich bis auf 2 bis 3 cm hochgenau lokalisieren und sind über Ihre Kommunikationseinheiten und einer übergeordneten, zentralen Dienstplattform vernetzt.

  Prinzip der virtuellen Schiene und virtuellen Kopplung IRT

 
 

Im Demonstrationsszenario für das automatisierte Rangieren wird ein virtueller Rangierbereich dargestellt. Ein als Lok markierter Buggy rangiert mehrere Wagen von einem Teil der Gleisharfe zu einer anderen. Dabei werden die autonom fahrenden Buggys von einem zentralen Dispositionssystem dirigiert, das die verschiedenen Fahr-, Kupplungs- und Weichenstellbefehle erteilt.

  Zwei virtuell gekoppelte Buggys im ATC IRT

Im zweiten Szenario wird die Funktionsweise der automatischen Zugvollständigkeitsprüfung demonstriert. Hierbei wird ein Zugverband bestehend aus drei Buggys gebildet, der eine vorgebende Strecke immer wieder im Kreis befährt. Zu einem beliebigen Zeitpunkt kann manuell ein Abkoppelbefehl des letzten Wagens ausgelöst werden, der durch das System und nur auf Basis der zentral ausgewerteten Satellitenlokalisation erkannt werden muss. Anschließend wird eine Notbremsung eingeleitet und eine entsprechende Warnung an die zentrale Leitstelle gesendet, dadurch können nachfolgende Zugverbände gestoppt werden.

 

Digital maps for automated driving

Testaufbau mit zwei Targets bei Generalprobe IRT

Für das automatisierte und autonome Fahren werden hochgenaue und aktuelle digitale Karten zur Umfelderkennung benötigt. Da die Größe der Karten stetig wächst und auch die Fülle der sekündlich sich ändernden Randbedingungen es unmöglich machen, dass diese Karten alleine auf dem Fahrzeug verarbeitet werden, untersucht das Institut für Regelungstechnik die neuen Möglichkeiten des Mobile Edge Computings, genannt MEC, um die Erstellung und Verwaltung der digitalen Karten an den Standorten von Mobilfunkmasten dezentral vornehmen zu können.

Hierzu können neben der Fahrzeugsensorik auch infrastrukturbasierte Sensoren verwendet werden. Durch die Nutzung aller in einem Gefahrenbereich befindlichen Sensoren kann ein vollumfängliches Bild der Situation erstellt werden und allen Beteiligten zur Verfügung gestellt werden. Um diese Vision zu demonstrieren, nutzt das IRT einen Buggy im Show-Case „Digital maps for automated driving“. Der Buggy befährt zunächst ein unbekanntes Gebiet und liefert seine Sensorsignale über das LTE-Testnetz an den MEC-Server, der hieraus eine digitale Karte erstellt. Befährt der Buggy im Anschluss erneut das kartierte Gebiet, oder fährt ein anderes Fahrzeug in das bereits kartierte Gebiet ein, so wird ihm die zentral verwaltete Karte über das Mobilfunknetz bereitgestellt, sodass eine Lokalisierung im Zentimeterbereich ermöglicht wird. Dadurch, dass dem Kartenserver nach jeder Durchfahrt neue Sensorinformationen zur Verfügung gestellt werden können, kann die Karte stets hochaktuell gehalten werden.