Ruppert, Timm (2024)
Silent Testing der Fahrzeugsteuerung zur Identifikation von Herausforderungen und Möglichkeiten des Automatisierten Fahrens von Straßenbahnen.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00026362
Dissertation, Erstveröffentlichung, Verlagsversion

Kurzbeschreibung (Abstract)

Die Automatisierung von verschiedenen Fahrzeugen schreitet voran, wobei sich das Forschungs und Entwicklungsfeld im Bereich der Straßenbahn als vergleichsweise jung erweist. Die Automatisierung von Straßenbahnen erscheint oberflächlich betrachtet aufgrund systemimmanenter Vorteile wie der Spurbindung als vereinfacht, während sie gleichzeitig durch andersartige Herausforderungen, bspw. in Bezug auf die Nähe zu Passanten in Fußgängerzonen, gegenüber der Automatisierung von Kraftfahrzeugen erschwert wird. Zur systematischen und gezielten Entwicklung der Automatisierung sind diese andersartigen Herausforderungen und neuartigen Möglichkeiten zur Vereinfachung der Automatisierungsaufgabe von Straßenbahnen zu identifizieren.

Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Methode zur wissenschaftlichen Identifikation dieser Herausforderungen und Möglichkeiten entwickelt, die den bestehenden Ansatz des Silent Testing für Straßenbahnen erweitert. Diese Methodik ermöglicht die Ausführung einer Automatisierung als passives Schattensystem, bei dem keine direkten Eingriffe in die Fahrzeugsteuerung erfolgen und das Fahrzeug weiterhin von einem menschlichen Fahrer gesteuert wird. Zu diesem Zweck ist eine bestehende Straßenbahn mit Umfeldsensorik und Auswertecomputern umgerüstet und trotz dieser Änderungen weiterhin im regulären Linienbetrieb mit menschlichem Fahrer betrieben worden. Die Daten der Umfeldsensoren werden aufgezeichnet und im Anschluss mit einer im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Software zum automatisierten Fahren von Straßenbahnen ausgewertet.

Da bisher keine Beschreibung des Funktionsumfangs eines solchen Automatisierungssystems für Straßenbahnen vorliegt, werden in dieser Arbeit erstmalig Verhaltensanforderungen und eine Referenzarchitektur als erster Vorschlag erarbeitet. Die Architektur wird durch neuartige Möglichkeiten zur Vereinfachung der Automatisierungsaufgabe konkretisiert und umgesetzt. Die Auswertung der Messdaten durch das implementierte Automatisierungssystem führt zu einem geplanten Soll-Verhalten der Automatisierung für jeden aufgezeichneten Zeitschritt. Dieses Verhalten wird mit dem tatsächlich umgesetzten Verhalten des menschlichen Fahrers verglichen.

Durch den Vergleich von menschlichem und maschinellem Verhalten ergeben sich Abweichungen, bei denen es sich unter anderem um andersartige Herausforderungen der Automatisierung von Straßenbahnen handelt. Gleichzeitig erfolgt eine Plausibilisierung der neuartigen Möglichkeiten, sofern keine identifizierten Abweichungen auf diese Möglichkeiten als Ursache zurückzuführen sind. Die Ergebnisse dieser Arbeit umfassen die Identifikation und Beschreibung mehrerer straßenbahnspezifischer Herausforderungen und Möglichkeiten zur Vereinfachung der Automatisierungsaufgabe. Zudem werden Stärken und Schwächen des Silent Testing im urbanen Einsatz identifiziert, die teilweise auch auf die Automatisierung von Kraftfahrzeugen übertragen werden könnten.

Frage zum Eintrag

Redaktionelle Details anzeigen