Die zunehmende Vernetzung und Digitalisierung in der Mobilitätsbranche führt zu immer komplexer werdenden Systemen und großen Datenmengen. Dies bietet Chancen und Herausforderungen und erfordert innovative Methoden zur Erforschung, Analyse, Entwicklung und Absicherung neuer Mobilitätstechnologien. Im Rahmen des Projekts Virtuelle Mobilitätswelt (ViM) soll ein Plattform-Prototyp für Forschungszwecke und für die Entwicklung von innovativen Geschäftsmodellen aufgebaut werden, welche Akteuren sowohl zur Erprobung von neuartigen Mobilitätsdiensten als auch von neuartigen Fahrfunktionen auf technischer Ebene (z.B. kollaborative Fahrmanöver) dienen kann. Ziel ist die Entwicklung eines Daten- und Software-Frameworks, welches das Einbringen und Verwenden unterschiedlicher digitaler und modularer Komponenten auf Basis ihres Anwendungskontexts ermöglicht, sowie Mobilitätsdaten, unter Berücksichtigung etwaiger proprietärer Bestandteile, als Grundlage für Forschung, Dienstleistungen und Applikationen bereitstellt. Die Plattform erlaubt insbesondere die Kombination von realen und simulierten Daten zur Generierung einer realitätsnahen virtuellen Welt. Datenanalyse-Module ergänzen dieses Abbild und helfen dieses zu bewerten und zu interpretieren.

Die Digitalisierung der Mobilität ist ein zentrales Zukunftsthema mit hohem Potential für den Industrie- und Wissenschaftsstandort Bayern. Vernetzte und autonome Fahrfunktionen verändern den Mobilitätsmarkt. Die damit einhergehende Komplexität bietet sowohl Chancen als auch Herausforderungen für Mobilitätsanwendungen und neue Geschäftsmodelle. Neue Methoden zur Erforschung, Entwicklung und Absicherung werden benötigt. Autonomes Fahren geht nur über eine hohe Vernetzung verschiedener Dienste, Funktionen und Infrastrukturen. Dies erfordert ein ganzheitliches Datenkonzept, welches den Zugriff auf eine Vielfalt von Daten aus realen und virtuellen Quellen ermöglicht.

Um die Entwicklung innovativer Lösungsansätze voranzutreiben, soll ein Plattform-Prototyp für Forschungszwecke und für die Entwicklung von innovativen Geschäftsmodellen aufgebaut werden. Ziel ist die Entwicklung eines Software-Frameworks, welches das Einbringen und Verwenden unterschiedlicher digitaler und modularer Komponenten auf Basis ihres Anwendungskontexts ermöglicht, sowie Mobilitätsdaten, unter Berücksichtigung etwaiger proprietärer Bestandteile, als Grundlage für Forschung, Dienstleistungen und Applikationen bereitstellt.

Die Virtuelle Mobilitätswelt (ViM) soll das Untersuchen und Simulieren verschiedener Verkehrsszenarien und ad-hoc Entscheidungen in Echtzeit aber auch von neuartigen Fahrfunktionen auf technischer Ebene (z.B. kollaborative Fahrmanöver) ermöglichen. Als Eingangsdaten können reale Daten dienen, welche mit simulierten Daten kombiniert werden können. Die Plattform wird somit die Möglichkeit bieten, reale Daten zu vervollständigen, Vorhersagen basierend auf diesen Daten zu machen, sowie verschiedene Mobilitätsszenarien zu simulieren und zu vergleichen. Die Simulationen können abhängig von dem Kontext dynamisch optimiert werden und dienen somit als Werkzeug zur Ergänzung realer Daten. Die offene Plattform soll das Anbinden weiterer Simulatoren (agentenbasierte Simulation von Verkehrsteilnehmern, Simulation der Kommunikationsinfrastruktur wie z.B. LTE/5G), Plattformen (z.B. die vom Freistaat Bayern geförderte Connected Mobility Labs) oder Testfelder (z.B. digitales Testfeld Autobahn) erlauben. In Verbindung mit Datenanalysetechnologien, wird somit ein Framework geschaffen, welches die Qualität von Daten und Mobilitätsdiensten deutlich verbessern kann und eine realitätsnahe Untersuchung komplexer Verkehrsszenarien ermöglicht.

Die Innovation in ViM besteht in der Kombination von historischen, aktuellen Verkehrs- und Kontextdaten, Simulationsdaten und Datenanalysetechnologien um realistische, vollständige, kontextbasierte Datensätze zu generieren, als Basis für Mobilitätsdienste und zur Untersuchung hoch komplexer Mobilitätsszenarien. Eine solche virtuelle Mobilitätswelt existiert heute nicht und besitzt Alleinstellungscharakter.

Im Rahmen von ViM gilt es, ein flexibles, offenes, bedienungsfreundliches, skalierbares und erweiterbares Plattform-Prototyp mit folgenden Funktionalitäten zu entwickeln und zu evaluieren:

  • Die Plattform soll das Einbinden und Verwenden verschiedener Komponenten für Simulation, Analyse, Prädiktion und Prototyping oder sonstige Algorithmik ermöglichen.
  • Der Datenaustausch zwischen unterschiedlichen Komponenten soll über geeignete Schnittstellen erfolgen.
  • Die Plattform ermöglicht die Integration, Abfrage und Datenanalyse auf Kontext- und Mobilitätsdaten, inklusive
    • gesamter Datensätze, basierend auf realen und virtuellen/simulierten Daten, unter Berücksichtigung des proprietären Status der genutzten Komponenten und Date
    • gezielter Kenngrößen oder Parameter, ggf. aus den Datensätzen generiert, ohne den direkten Zugriff auf die zu Grunde liegenden (evtl. proprietären) Daten gewähren zu müssen
  • Optimierung von Mobilitätsanwendungen auf Basis der Kombination von zielgerichteten Datenanalysen und Simulationen, die über die bisherigen Vorhersagen deutlich hinausgeht.

Abbildung 1: Skizze zum Konzept der virtuellen Mobilitätswelt

Das Erzeugen kontextbasierter Datensätze auf Grundlage eines vorgegebenen Verkehrsszenarios erfolgt über die Anbindung der für den Kontext relevanten Komponenten. Die Plattform erlaubt die Generierung und Klassifizierung erweiterter kontextbasierter Mobilitätsdatensätze für Forschungszwecke oder als Basis für „added services“.

Die virtuelle Mobilitätswelt bietet somit die Möglichkeit, technische, funktionale oder ökonomische Aspekte für neue Anwendungen und Geschäftsmodelle im Vorfeld virtuell zu erproben.

Weitere Informationen zu diesem IuK Förderprojekt Virtuelle Mobilitätswelt erhalten Sie unter www.vim-project.org

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