Integration der Fahrzeuginfrastruktur: Erschließung von Erkenntnissen und Fortschritten durch Computer Vision

Von Fouad Sabry

Was ist Fahrzeuginfrastrukturintegration

Fahrzeuginfrastrukturintegration (VII) ist eine Initiative zur Förderung der Forschung und Anwendungsentwicklung für eine Reihe von Technologien, die Straßenfahrzeuge direkt mit ihrer physischen Umgebung verbinden. In erster Linie geht es darum, die Verkehrssicherheit zu verbessern. Die Technologie greift auf mehrere Disziplinen zurück, darunter Verkehrstechnik, Elektrotechnik, Automobiltechnik und Informatik. VII deckt speziell den Straßenverkehr ab, obwohl ähnliche Technologien für andere Verkehrsträger vorhanden sind oder in der Entwicklung sind. Flugzeuge nutzen beispielsweise bodengestützte Beacons zur automatischen Lenkung, sodass der Autopilot das Flugzeug ohne menschliches Eingreifen steuern kann. Im Straßenbau kann die Verbesserung der Sicherheit einer Straße die Gesamteffizienz steigern. VII zielt darauf ab, sowohl die Sicherheit als auch die Effizienz zu verbessern.

Wie Sie davon profitieren

(I) Einblicke und Validierungen zu den folgenden Themen:

Kapitel 1: Integration der Fahrzeuginfrastruktur

Kapitel 2: Intelligentes Transportsystem

Kapitel 3: Dedizierte Nahbereichskommunikation

Kapitel 4: Fahrzeugkommunikationssysteme

Kapitel 5: Fahrzeug-Ad-hoc-Netzwerk

Kapitel 6: Verwaltung von Forschung und innovativer Technologie

Kapitel 7: Vernetztes Auto

Kapitel 8 : Intelligente Geschwindigkeitsassistenz

Kapitel 9: GNSS-Straßenpreise

Kapitel 10: Sicherheit der Fahrradinfrastruktur

(II) Beantwortung der wichtigsten öffentlichen Fragen zur Fahrzeuginfrastrukturintegration .

(III) Beispiele aus der Praxis für den Einsatz der Fahrzeuginfrastrukturintegration in vielen Bereichen.

Für wen dieses Buch gedacht ist

Profis, Studenten und Doktoranden, Enthusiasten, Hobbyisten und diejenigen, die über grundlegende Kenntnisse oder Informationen für jede Art von Fahrzeuginfrastrukturintegration hinausgehen möchten.

 

 

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: Eine Milliarde Sachkundig [German]
• Erscheinungsdatum: 4. Mai 2024

Buchvorschau

Kapitel 1: Integration der Fahrzeuginfrastruktur

Die Integration der Fahrzeuginfrastruktur (VII) ist ein Projekt, das die Forschung und Anwendungsentwicklung für eine Vielzahl von Technologien fördert, die Straßenfahrzeuge direkt mit ihrer physischen Umgebung verbinden, um vor allem die Verkehrssicherheit zu erhöhen. Mehrere Bereiche, darunter Verkehrstechnik, Elektrotechnik, Fahrzeugtechnik und Informatik, fließen in die Technologie ein. Obwohl ähnliche Technologien für andere Transportarten bereits vorhanden sind oder sich in der Entwicklung befinden, konzentriert sich VII auf den Straßenverkehr. Flugzeuge verwenden beispielsweise bodengestützte Beacons für die automatische Navigation, die es dem Autopiloten ermöglichen, das Flugzeug ohne menschliches Zutun zu fliegen. Die Verbesserung der Sicherheit einer Fahrbahn kann ihre Gesamteffizienz im Straßenbau erhöhen. VII zielt darauf ab, sowohl die Sicherheit als auch die Effizienz zu erhöhen.

Die Integration der Fahrzeuginfrastruktur ist ein Bereich des Ingenieurwesens, der sich mit der Untersuchung und Anwendung der direkten Verbindung von Straßenfahrzeugen mit ihrer physischen Umgebung befasst, um die Straßenverkehrssicherheit zu erhöhen.

Das Ziel von VII ist es, eine Kommunikationsverbindung zwischen Fahrzeugen auf der Straße (über On-Board Equipment, OBE) und zwischen Fahrzeugen und der straßenseitigen Infrastruktur (über Roadside Equipment, RSE) herzustellen, um die Sicherheit, Effizienz und den Komfort des Transportsystems zu verbessern. Es stützt sich auf die breite Implementierung einer dedizierten DSRC-Verbindung (Short Range Communications), die IEEE 802.11p enthält. Die Entwicklung von VII ist abhängig von einem Geschäftsmodell, das den Interessen aller Beteiligten, einschließlich der Industrie, der Verkehrsbetriebe und der Berufsverbände, dient. Die Initiative besteht aus drei Zielen:

Evaluierung des Geschäftsmodells (inkl. Einsatzplan) und Stakeholder-Akzeptanz; Validierung der Technologie (insbesondere der Kommunikationstechnologien) unter Berücksichtigung der Einführungskosten; und

Entwicklung von rechtlichen Rahmenbedingungen und Regeln (insbesondere in Bezug auf den Datenschutz), um die langfristige Rentabilität des Systems zu verbessern.

Aktuelle aktive Sicherheitstechnologien basieren auf Radar- und Vision-Systemen, die in Fahrzeugen installiert sind. Diese Technologie kann Auffahrunfälle verringern, indem sie Hindernissen vor oder hinter dem Auto folgt und bei Bedarf automatisch bremst. Diese Technologie ist relativ begrenzt, da sie nur den Abstand und die Geschwindigkeit von Fahrzeugen innerhalb der direkten Sichtlinie der Kameras und innerhalb des Erfassungsbereichs des Radars erfassen kann. Bei Schräg- und Linksabbiegeunfällen ist es nahezu nutzlos. Es kann sogar dazu führen, dass ein Fahrer bei einem drohenden Frontalzusammenstoß die Kontrolle über das Fahrzeug verliert. Die heutige Technologie deckt Auffahrunfälle ab, die oft weniger schwerwiegend sind als Winkel-, Linksabbiege- und Frontalkollisionen. Daher ist die vorhandene Technologie für die Gesamtanforderungen des Straßensystems nicht ausreichend.

VII würde eine direkte Verbindung zwischen einem Fahrzeug auf der Straße und allen anderen Fahrzeugen innerhalb eines bestimmten Gebiets herstellen. Die Fahrzeuge wären in der Lage, Informationen über ihre Geschwindigkeit, Orientierung und möglicherweise auch über das Bewusstsein und die Absichten des Fahrers auszutauschen. Dies könnte die Sicherheit benachbarter Fahrzeuge erhöhen und gleichzeitig die Gesamtempfindlichkeit des VII-Systems erhöhen, indem beispielsweise die Leistung eines autonomen Notfallmanövers (Lenken, Abbremsen, Anhalten) verbessert wird. Darüber hinaus soll das System mit der Straßeninfrastruktur verbunden werden und so vollständige Echtzeit-Verkehrsdaten für das gesamte Netzwerk sowie ein verbessertes Warteschlangenmanagement und Fahrzeugfeedback ermöglichen. Letztendlich würde es die Rückkopplungsschleifen des derzeitigen Open-Loop-Transportsystems schließen.

Im Laufe des siebten Jahrhunderts könnten Straßenmarkierungen und Straßenschilder obsolet werden. Bestehende VII-Implementierungen nutzen Sensoren im Fahrzeug, die Fahrbahnmarkierungen und Straßenschilder erkennen und die Fahrzeugeigenschaften bei Bedarf automatisch ändern können. Letzten Endes beabsichtigt VII, solche Signale und Marker als wenig mehr als systemgespeicherte Daten zu behandeln. Dies kann in Form von Daten geschehen, die von Baken entlang einer Straße gesammelt oder in einer zentralen Datenbank gespeichert und an alle mit VII ausgestatteten Fahrzeuge geliefert werden.

Alle oben genannten Elemente sind meist eine Reaktion auf Sicherheitsbedenken, aber VII führen möglicherweise zu erheblichen Verbesserungen der betrieblichen Effizienz für ein Verkehrsnetz. Aufgrund der Tatsache, dass die Fahrzeuge miteinander verbunden würden, was zu kürzeren Reaktionszeiten führen würde, könnte der Abstand zwischen den Fahrzeugen auf der Straße verringert werden. Daher würde die verfügbare Kapazität für den Verkehr steigen. Eine höhere Kapazität pro Fahrspur führt zu insgesamt weniger Fahrspuren, was die Bedenken der Gemeinde hinsichtlich der Auswirkungen der Fahrbahnverbreiterung zerstreuen könnte. VII ermöglicht eine präzise Synchronisierung von Verkehrssignalen durch die Verfolgung von Fahrzeugzügen und profitiert von perfektem Timing durch die Nutzung von Echtzeit-Verkehrsdaten wie Volumen, Dichte und Abbiegebewegungen.

Echtzeit-Verkehrsdaten können auch beim Bau neuer Straßen oder bei der Änderung bestehender Systeme verwendet werden, da die Daten verwendet werden können, um genaue Start-Ziel-Studien und Zählungen von Abbiegebewegungen für Anwendungen wie Transportprognosen und Verkehrsvorgänge anzubieten. Eine solche Technologie würde auch die Fähigkeit von Verkehrsingenieuren verbessern, Probleme zu lösen, und gleichzeitig die Kosten für die Datenerfassung und -zusammenstellung senken. Die Maut ist eine weitere potenzielle Anwendung für die VII-Technologie, da sie die automatische Mauterhebung von Straßen ermöglichen könnte. Auf der Grundlage von Echtzeitbedingungen können den Verkehrsteilnehmern gemeinsam Daten zur Anzeige im Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden, die die niedrigsten Kosten, die kürzeste Entfernung und/oder die schnellste Route zu einem Ziel angeben.

Mit Hilfe von GPS, Handysignalen und Kfz-Kennzeichen haben weltweit durchgeführte Versuche zu ähnlichen Ergebnissen geführt. GPS wird bei vielen neuen Luxusautos zur Standardfunktion, aber bei der überwiegenden Mehrheit der neuen Fahrzeuge der unteren und mittleren Preisklasse ist es eine optionale Funktion. Darüber hinaus besitzen viele Benutzer Mobiltelefone, die trackbare Signale aussenden (und möglicherweise auch GPS-fähig sind). Schon jetzt können Mobiltelefone für Notfalleinsätze geortet werden. GPS und Handy-Tracking können jedoch keine vollständig zuverlässigen Daten liefern. Darüber hinaus kann die Integration von Mobiltelefonen in Autos unerschwinglich sein. Die Tendenz von Autofahrern, auf ihr Handy zu schauen, anstatt sich auf das Fahren zu konzentrieren, kann die Gefahren verschärfen, die von Mobiltelefondaten ausgehen, ungeachtet ihrer Nützlichkeit. Die vorhandene Technologie macht es schwierig, ein Auto kontinuierlich in einem Korridor zu überwachen, obwohl die automatische Kennzeichenerkennung eine Fülle von Daten liefern kann. Die Geräte von heute sind für die Datenerfassung ausgelegt und fungieren wie die Durchsetzung und Mauterhebung, nicht aber für die Rückgabe von Daten an Fahrzeuge oder Autofahrer, um eine Reaktion hervorzurufen. Nichtsdestotrotz wird GPS eine der wichtigsten Komponenten der VII-Systeme sein.

Es gibt