Gezielte Variation und Analyse des Fahrverhaltens von Kraftfahrzeugen mittels elektrischer Linearaktuatoren im Fahrwerksbereich

Die Arbeit beschreibt die Konzeption, die Entwicklung und den Einsatz verschiedener Werkzeuge zur gezielten Variation und Analyse des Fahrverhaltens von Kraftfahrzeugen. Eine zentrale Rolle spielen hierbei elektrische Linearaktuatoren, welche durch die virtuelle Veränderung der Spezifikationen von Fahrwerksbauteilen mittels der Generierung zusätzlicher Relativkräfte zwischen Rad und Karosserie das Bewegungsverhalten der Fahrzeugkarosserie gezielt verändern können

Gezielte Variation und Analyse des Fahrverhaltens von Kraftfahrzeugen mittels elektrischer Linearaktuatoren im Fahrwerksbereich

Die Arbeit beschreibt die Konzeption, die Entwicklung und den Einsatz verschiedener Werkzeuge zur gezielten Variation und Analyse des Fahrverhaltens von Kraftfahrzeugen. Eine zentrale Rolle spielen hierbei elektrische Linearaktuatoren, welche durch die virtuelle Veränderung der Spezifikationen von Fahrwerksbauteilen mittels der Generierung zusätzlicher Relativkräfte zwischen Rad und Karosserie das Bewegungsverhalten der Fahrzeugkarosserie gezielt verändern können

Situationsanalyse und Maßnahmen zur Prävention von Verkehrsunfällen bei Kindern in Deutschland: Evidenzbasierte Verkehrspolitik in Deutschland?

Die Verkehrssicherheit von Kindern ist ein Kernpunkt des Sicherheitsberichts der Organisation für ökonomische Kooperation und Entwicklung (OECD). In ihrem Bericht Keeping Children Safe in Traffic wird auf erfolgreiche Programme für mehr Sicherheit für Kinder im Straßenverkehr verwiesen. In-wieweit die Empfehlungen in den Mitgliedsstaaten erfolgreich umgesetzt werden, bleibt im Bericht jedoch offen. Ziel der Arbeit ist, eine Basis für die Überprüfung der Evidenz der Verkehrspolitik in Deutschland zu legen. Die vorliegende Situationsanalyse zur Datenlage von Verkehrssicherheitsmaßnahmen für Kinder überprüfte die Daten zwischen 1990 und 2005 zu Verkehrsunfällen von Kindern in Deutschland. Zusätzlich wurden Studien zu ausgewählten Bereichen Verkehrserziehung, Schutzausrüstung, Bau und Raum, Überwachung und Regulation sowie psychologische und soziale Aspekte recherchiert und dem aktuellen Unfallverhütungsbericht der Bundesregierung gegenübergestellt. Alle bearbeiteten Studien wurden tabellarisch zusammengefasst. Darüber hinaus werden Beispiele für eine evidenzbasierte und erfolgreiche Umsetzung von Maßnahmen der Verkehrssicherheit für Kinder auf lokaler Ebene aufgezeigt. Die Analysen der Daten ergaben, dass das Risiko für Kinder zu verunglücken in Deutschland in den vergangenen Jahren eher gestiegen ist. Jedoch wer-den diese Daten in den Bericht der Bundesregierung gegenteilig dargestellt. Dies hängt vor allem von den gewählten Bezugszahlen der Berechnungen ab. Eine erfolgreiche Reduzierung von Unfällen mit Kinderbeteiligung wurde am Beispiel der Stadt Hamm aufgezeigt. In Deutschland bleiben nach dem derzeitigen Kenntnisstand der Arbeit, evi-denzbasierte Verkehrsicherheitsmaßnahmen Einzelmaßnahmen. Um eine evidenzbasierte Verkehrspolitik zu erreichen, bedarf es als Voraussetzung mehr Transparenz der Daten und Studien. Ebenso sollten Forschungsergeb-nisse besser strukturiert und den politischen Entscheidungsträgern in einer leicht zugänglichen und verständlichen Form zur Verfügung stehen. Darüber hinaus sollten die Erfahrungen anderer Länder in der nationalen Verkehrspolitik Berücksichtigung finden. Das in Schweden, Großbritannien und den Niederlanden bereits erklärte Ziel einer Verkehrspolitik mit null Verkehrstoten (Vision Zero) sollte auch in Deutschland selbstverständlich sein. -- Road traffic safety for children is a priority for the Organisation for Economic Co-Operation and Development (OECD). Successful interventions to increase the safety of children were highlighted in their report Keeping children safe in traffic. However, to what extent the successful interventions have been implemented in member states is not reported. The aim of this study is to lay the basis for the analysis of the evidence base of road traffic policy in Germany. This encompasses both an analysis of the current epidemiological situation of road traffic safety for children between 1990 and 2005. In addition, research studies which address topics of traffic education, individual protective measures, urban and traffic design, monitoring and regulation as well as psychological and social factors were reviewed and compared with the most recent Federal Report on Injury Prevention. Best practice examples for the successful implementation of road safety measures for children on the local level are highlighted. The analysis of the available epidemiological data demonstrated that the risk of a child getting injured in traffic has increased during recent years. This is in stark contrast with the most recent report by the Federal Government which stated the contrary. The main reason for this discrepancy is the choice of denominators. A successful example on how to reduce road traffic accidents with injuries of children is given using the city of Hamm. Evidence-based policies to increase road safety for children in Germany are largely missing and are limited to single interventions at the local level. As prerequisites to a comprehensive road safety policy, there is a need for more data transparency and research. Also existing research should be analysed and made available to policy decision-makers in an easy-to-use format. Experiences from other countries should also be used to improve national road safety policies. The objective of reducing road traffic deaths to zero - vision zero adopted by Sweden, the United Kingdom and the Netherlands should also guide German road safety policies.

Simultaner Safety-Check von Trajektorien beim Automatisierten Fahren im Urbanen Verkehr

Beim automatisierten Fahren kommen zunehmend Ansätze der künstlichen Intelligenz (KI) und des maschinellen Lernens zum Einsatz. Das Ziel ist, mit dieser Technologie auch komplexe Sachverhalte, die vom Menschen mit seiner kognitiven Intelligenz und Erfahrung schnell und präzise erfassbar sind, mit maschinellen Systemen in ausreichender Qualität zu erfassen. Das bedeutet, dass durch das automatisierte Fahrzeug nicht mehr Unfälle passieren dürfen als durch menschliche Fahrer. Ein Nachteil von KI-Ansätzen ist die geringe Nachvollziehbarkeit der Funktionsweise und Entscheidungsfindung der entsprechenden Algorithmen. Damit ist auch nicht im Detail bekannt, welche Fehlfunktionen bei derartigen Ansätzen auftreten können. Der Stand der Technik enthält bereits verschiedene Konzepte zur Absicherung von automatisierten Fahrzeugen und auch wenige theoretische Konzepte zur direkten Absicherung von KI-Algorithmen. Meist werden dabei allerdings vereinfachende Annahmen wie bspw. fehlerfrei funktionierende Umfeldsensorik getroffen. Auch der Komplettausfall von funk-tionalen Modulen wie Perzeption oder Trajektorienplanung wird in der Literatur kaum adressiert. Zur Schließung dieser Lücke wird der Ansatz verfolgt, die Schwächen des Planers durch ein nachgeschaltetes Modul zu kompensieren, das nicht die KI-Funktionen selbst, sondern lediglich deren Ergebnis in Form der Solltrajektorie absichert. In der vorliegenden Dissertation entspricht das dem Konzept des „Safety Checks“ (SC), das für den Einsatz im urbanen Verkehr vorgestellt wird. Dieses Modul befindet sich in der Architektur des automatisierten Systems zwischen Trajektorienplaner und Trajektorienregler. Bevor eine vom KI-basierten Planer ausgegebene Trajektorie zum Regler weitergeleitet wird, prüft das SC-Modul deren Sicherheit durch erklärbare deterministische Diagnosen ohne Einsatz von KI. Die im Fahrzeug vorhandenen und auch vom abzusichernden System verwendeten Sensordaten werden dafür mit diversitären Ansätzen auf einer anderen Verarbeitungsebene zur Sicherheitsprüfung genutzt. Im Fall einer unsicheren Trajektorie des Planers greift das SC-Modul ein und überführt das automatisierte Fahrzeug in einen risikominimalen Zustand. Regelung und Aktoransteuerung werden vom SC nicht abgesichert, da sie sich mit bestehenden konventionellen Methoden bereits zuverlässig absichern lassen. Im Zuge der Anforderungsdefinition an das Absicherungskonzept wird mittels Fehlerbaumanalyse systematisch hergeleitet, welche Ursachen zu unsicheren geplanten Trajektorien führen können. Das sind einerseits funktionale Unzulänglichkeiten im Bereich der Trajektorienplanung oder in der Interpretation der Umwelt, andererseits ein Komplettausfall von Modulen oder Sensoren. Daraus leitet sich die Anforderung an das SC-Modul ab, dass neben der Sicherheitsprüfung der Trajektorie auch die Überwachung des Gesundheitszustands von Sensoren und anderen Modulen erforderlich ist. Weitere Anforderungen sind, angemessen und ausreichend schnell auf das Auftreten eines unsicheren Zustands zu reagieren und die Falsch-Positiv-Eingriffsrate des SC-Moduls zu minimieren. Zur Identifizierung situationsgemäßer Reaktionen bei einem unsicheren Zustand wird der Lösungsraum für mögliche Notmanöver aufgespannt und diskutiert, welche Voraussetzungen für die Anwendung der verschiedenen Optionen jeweils zu erfüllen sind. Darauf basierend wird für das SC-Modul die primäre Notstrategie gewählt, entlang des aktuell oder zuletzt geplanten sicheren Pfades in den Stillstand zu bremsen. Aus den verschiedenen Unsicherheitsarten und Anforderungen werden funktionale Submodule abgeleitet, die der Informationsprüfung bzw. -plausibilisierung, der Trajektorienprüfung oder der Nottrajektoriengenerierung dienen. Daraus wird eine beispielhafte Ge-samtarchitektur des SC-Moduls gebildet, im realen Testfahrzeug implementiert und sowohl auf dem Testgelände als auch im öffentlichen Verkehr in einem Wohngebiet getestet. Die Detektionsreichweite der logik-basierten Objektlistenplausibilisierung, die vom Perzeptionsmodul nicht erfasste und somit in der Objektliste fehlende Objekte detektiert, ist unter Verwendung von Radar- und Lidardaten ausreichend für den absicherungsrelevanten Bereich. Da im Testfahrzeug nur ein nach vorne gerichteter Radarsensor vorhanden ist, offenbaren sich in Kreuzungsszenarien jedoch Schwierigkeiten in der Schätzung der Dynamik von querenden Objekten. Davon abgesehen erfolgt die Detektion von potenziell kollisionskritischen Objekten zuverlässig. Die Evaluation der Objektkritikalitätsprüfung zeigt, dass eine der größten Herausforderungen die Bewegungsprädiktion von anderen Verkehrsteilnehmern ist. Während in Open-Loop-Testfahrten im Realverkehr beim Folgen gerader Straßen keine Falscheingriffe des SC-Moduls auftreten, erweisen sich auch hier Kreuzungsszenarien als herausfordernd. Aufgrund der konservativen Objektbewegungsprädiktion, die der Prädiktion des menschlichen Testfahrers unterlegen ist, kommt es in eigentlich unkritischen Situationen mehrfach zu Eingriffen des SC-Moduls

Konzeptionelle Beiträge zur Auseinandersetzung mit der Anpassung de des Bundesverkehrssystems an den Klimawandel. Schlussbericht des Schwerpunktthemas Anpassungsoptionen (SP-107) im Themenfeld 1 des BMVI-Expertennetzwerks

Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie, Bundesanstalt für Gewässerkunde, Bundesanstalt für Straßenwesen, Bundesanstalt für Wasserbau, Deutscher Wetterdienst, Deutsches Zentrum für Schienenverkehrsforschung beim Eisenbahn-BundesamtAutoren: Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie: Dr. Nils Schade Bundesanstalt für Gewässerkunde: Dr. Enno Nilson, Markus Hatz, Dr. Gudrun Hillebrand, Dirk Schulz Bundesanstalt für Straßenwesen: Anne-Farina Lohrengel, Jan Paul Ork Bundesanstalt für Wasserbau: Dr. Regina Patzwahl, Dr. Rita Seiffert, Linda Bergmann, Elise Lifschiz, Hauke Stachel, Benno Wachler Deutscher Wetterdienst: Dr. Stephanie Hänsel Deutsches Zentrum für Schienenverkehrsforschung/ Eisenbahn-Bundesamt: Maike Norpoth, Carina Herrmann, Markus Forbrige