Problemstellung

Die durch Kraftfahrzeuge dominierten Mobilitätssysteme der Gegenwart werden über ihre Kapazitäts- und Belastungsgrenzen beansprucht. Anzahl und Schwere der Unfälle sind nach wie vor nahezu unverändert hoch und die Belastung der Innenstädte durch Schadstoffemissionen steigt. Die Mobilität der Zukunft soll daher nicht nur nachhaltiger und sicherer, sondern auch intelligent(er) vernetzt sein. Bislang ungenutzte Optimierungspotenziale der automatisierten und vernetzten Mobilität in den Domänen Funktions- und Verkehrssicherheit, Verkehrseffizienz sowie Emissionsreduktion und Umweltschutz sind gezielt zu nutzen. Allerdings sind diese Funktionen noch nicht vollumfänglich zugelassen. Aufgrund der Komplexität moderner städtischer Verkehrssysteme ist eine klassische Absicherung mittels Systemtests im Labor und realer Fahrversuche sowohl aus zeitlichen als auch wirtschaftlichen Gründen jedoch nicht vertretbar.

Projektziel

Ziel von SAVeNoW ist die Erforschung, Entwicklung und Erprobung eines komplementären und synchronisierten digitalen und virtuellen Testfeldes. Der reale und der virtuelle Teil werden durch eine serviceorientierte IT- und Dateninfrastruktur sowie durch den Einsatz von offenen und harmonisierten Daten- und Simulationsstandards miteinander verbunden und bilden damit einen Digitalen Zwilling. Es wird ein standardisiertes, ganzheitliches sowie nachhaltig betreibbares Simulationsmodell für verschiedene Anwendungsfälle und Zielgruppen geschaffen, das permanent durch unterschiedlichste Echtzeitdaten angereichert und aktualisiert werden kann. Das im Forschungsprojekt SAVe: bereits prototypisch entwickelte Werkzeugset und die entsprechende Referenzarchitektur für die virtuelle Entwicklung, Verifikation und Validierung von hochautomatisierter und vernetzter Mobilität werden skaliert und operationalisiert. Mit dem gesellschaftlich akzeptierten Gesamtwerkzeug des digitalen Zwillings können wesentliche, komplexe Fragestellungen der urbanen Mobilität einer Lösung zugeführt werden.

Durchführung

SAVeNoW erforscht den Aufbau und Betrieb eines digitalen Zwillings für urbanen Verkehr am Beispiel von Ingolstadt. Dazu werden relevante statische, dynamische Elemente und Rahmenbedingungen digital erfasst und virtuell abgebildet. Mithilfe des digitalen Zwillings werden dann Fragestellungen der Domänen Verkehrseffizienz, -sicherheit, -ökologie und gesellschaftlicher Akzeptanz analysiert und durch Lösungsszenarien mit zugehörigen Maßnahmen beantwortet. Das „Gesamtwerkzeug“ funktioniert in zwei ineinandergreifenden Regelkreisen aus digitalem (reale Stadt) und virtuellem Testfeld (virtuelle Abbildung), die die o.g. Domänen in Form von „Was-wäre-wenn“-Szenarien mit entsprechenden Maßnahmen simulieren und die Maßnahmenwirksamkeit optimieren. Dazu wird eine IT-technisch umgesetzte Gesamtarchitektur aus Datenerfassung, -Prozessierung, Modellbildung, Simulation, Auswertung, Anwendung und Optimierung geschaffen. Zudem soll ein begleitender Dialog über automatisierte Mobilität sowie zur Datennutzung im Digitalen Zwilling zu verbesserter Technologie-Akzeptanz führen. Das Gesamtmodell, das die Regelkreise in Funktion hält und weiterentwickelt, soll bzgl. gesellschaftlich Akzeptanz, wirtschaftlicher Betreibbarkeit und Übertragbarkeit untersucht werden.