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Über dieses Buch

Marc Semrau hat das ChAoS Framework zur Simulation von menschlichem Fahrverhalten geschaffen, es kalibriert und validiert. Damit ermöglicht er die virtuelle Entwicklung pilotierter Fahrfunktionen. Sein Fokus liegt dabei auf chinesischem Fahrverhalten bzw. dem Verkehr in China und auf einer Methodik zur gezielten Erweiterung einer Verkehrssimulation für das virtuelle Testen von Fahrfunktionen in verschiedenen Regionen. Um das für den chinesischen Verkehr spezifische Abdrängverhalten abzubilden, hat der Autor ein Sublane-Modell entwickelt und das Abdrängverhalten kalibriert. Die anschließend durchgeführte Mehr-Ebenen-Validierung zeigt neben der Validität auch die Notwendigkeit der Modellerweiterungen.

Der Autor
Marc Semrau promovierte im Bereich Szenarieninterpretation und Absicherung in der Forschung eines deutschen Automobilkonzerns im Bereich automatisches Fahren. Aktuell arbeitet er in der technischen Entwicklung an neuen Simulationstechnologien für den virtuellen Fahrversuch und virtuelle Absicherung.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Der Einsatz von Fahrerassistenz- und Sicherheitssystemen ist bereits weit verbreitet und die Systeme sind vielfach zur Serienreife gelangt. Auch ihr Nutzen bezüg-lich einem Komfort- und Sicherheitsgewinn ist bereits mehrfach belegt worden. Dieser Zusammenhang wurde in jüngerer Vergangenheit auch für die BRIC Staaten (Brasilien, Russland, Indien und China) diskutiert, in denen ähnlich positive Auswirkungen auf die Unfallstatistik erwartet werden, wie die der vergangenen Jahre im europäischen Raum.
Marc Semrau

Kapitel 2. Grundlagen und Stand der Technik

In der Verkehrsforschung und Modellierung wird zwischen verschiedenen Detailierungsgraden unterschieden. Nach Weilkes werden grundsätzlich drei Ebenen der Verkehrsbeschreibung unterschieden: Die makroskopische, die mikroskopische und die submikroskopische. Rose führt die mesoskopische Ebene als Ebene zwischen der makroskopischen und der mikroskopischen ein. In den folgenden Abschnitten wird jede Klasse bezüglich ihrer Besonderheiten, sowie ihrer Vor- und Nachteile vorgestellt.
Marc Semrau

Kapitel 3. Das ChAoS Simulationsframework

Das ChAoS (China Assistance and other Systems) Simulationsframework soll die Möglichkeit der Entwicklung und des Testens assistierter, pilotierter oder automatisierter Fahrfunktionen in der virtuellen Welt schaffen. Als Beispiel einer regionsspezifischen Simulation dient der Verkehr in China, genauer in Shanghai. Bevor vergleichbare Ansätze vorgestellt und abgegrenzt werden und schließlich die Implementierung beschrieben wird, werden verschiedene X-in-the-Loop-Verfahren vorgestellt und das ChAoS Simulationsframework wird eingeordnet.
Marc Semrau

Kapitel 4. Methodik

Ziel dieser Arbeit ist, ein Verkehrsmodell für den chinesischen Markt zu erstellen, sowie die Entwicklung eines wiederverwendbaren und übertragbaren Vorgehens zur Analyse, Modellierung und Validierung von marktspezifischen Verkehrsmodellen im Allgemeinen. Dieses Kapitel gibt zunächst einen kurzen Überblick über die bisherigen Methoden zur Empirie, also der methodischen Sammlung von Daten. Anschließend werden verschiedene Ansätze der Kalibrierung und Validierung von Verkehrssimulationen vorgestellt und bezüglich ihrer Eignung für die hier fokussierte Anwendung bewertet.
Marc Semrau

Kapitel 5. Voruntersuchungen: Befragungen

In diesem Kapitel wird mit Hilfe zweier Befragungen qualitativ ermittelt, welcher Fokus für die Untersuchung und Modellierung von chinesischem Verkehr zu wählen ist. Dazu werden die folgenden Forschungsfragen formuliert.
Marc Semrau

Kapitel 6. Untersuchung von Fahrstreifenwechselverhalten

Kapitel 5 hat Fahrstreifenwechsel als fokussierte Verkehrssituationen identifiziert, daher muss im Folgenden die Untersuchung von Fahrstreifenwechselverhalten vorgenommen werden. Im ersten Schritt wird dazu die Verkehrssituation formal definiert und Messgrößen werden festgelegt. Im nächsten Schritt werden zwei Studien vorgestellt, die zur Datenerhebung im realen Verkehr durchgeführt wurden.
Marc Semrau

Kapitel 7. Untersuchung von Abdrängverhalten

Durch Einschränkungen in der Sensorik in den FOT‘s wurden nicht ausreichend Daten gewonnen, die eine adäquate Beschreibung des Fremdverkehrs bei erzwungen kooperativen Fahrstreifenwechseln ermöglichen. Daher wurde eine weitere, ergänzende Studie geplant und durchgeführt.
Marc Semrau

Kapitel 8. Modellbeschreibung und Implementierung

Die Basis für das virtuelle Testen von pilotierten und automatisierten Fahrfunktionen stellt das in Kapitel 3 beschriebenen ChAoS Framework dar, das die Eigenschaften einer mikroskopischen Verkehrssimulation mit denen der submikroskopischen Simulation vereint. Nachdem in den Kapiteln 5, 6 und 7 die Besonderheiten des chinesischen Verkehrs am Beispiel Shanghai hergeleitet wurden, beschäftigt sich dieses Kapitel damit, diese in der Simulation umzusetzen.
Marc Semrau

Kapitel 9. Validierung und Simulationsdurchführung

In diesem Kapitel wird das entwickelte und erweiterte Simulationsframework ChAoS erstmalig zur Simulation einer realen Strecke mit realistischen Fahrern verwendet. Der letzte Schritt vor einer Anwendung des Frameworks ist dessen Validierung. Diese Validierung erfolgt hier auf zwei Ebenen.
Marc Semrau

Kapitel 10. Anwendung - Autopilot in Shanghai

Das in dieser Arbeit entwickelte Framework ChAoS wird im Volkswagen Konzern zum Testen verschiedener Fahrfunktionen genutzt. In diesem Kapitel wird eine der Anwendungen exemplarisch beschrieben und ein Ausblick auf künftige Anwendungen gegeben. In Abbildung 45 sind die hier beleuchteten Anwendungsmöglichkeiten rot umrandet.
Marc Semrau

Kapitel 11. Zusammenfassung und Ausblick

In diesem Kapitel werden die Inhalte dieser Arbeit noch einmal zusammengefasst und ihr Beitrag zur Bearbeitung der gestellten Forschungsfragen wird thematisiert. Außerdem wird auf Einschränkungen dieser Arbeit eingegangen und ein Ausblick auf künftige Entwicklungen gegeben.
Marc Semrau

Backmatter

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