Stadt ist viel. Sie bietet uns Wohn- und Arbeitsfläche, Grün und Erholung, Raum zum Bummeln oder Essengehen. Für alles gibt es einen Ort.

Und zwischen all diesen Orten bewegen wir uns ständig hin und her - zu Fuß, auf dem Fahrrad, mit dem Auto, dem Roller oder dem Bus.

Doch der Verkehr verändert sich. Die Straßen werden immer voller, das Verkehrsnetz stößt zu Teilen an seine Kapazitäts- und Belastungsgrenzen. Zugleich ermöglicht die Entwicklung neuer Technologien innovative Mobilitätskonzepte. 

Das Forschungsprojekt SAVeNoW erforscht den Aufbau und Betrieb eines digitalen Zwillings für urbanen Verkehr am Beispiel von Ingolstadt. In virtuellen Simulationen untersuchen wir beispielsweise einzelne Verkehrssituationen, individuelles Verkehrsverhalten oder ganz neue Mobilitätskonzepte und überprüfen, wie sich Veränderungen auf wichtige Kennzahlen im Verkehr auswirken: Sicherheit, Emissionen und Effizienz.

Dazu forscht ein interdisziplinäres Konsortium aus regionalen und überregionalen Partnern

Diese Ausstellung war der Ausgangspunkt für den Bürgerdialog. Hier wurde erklärt, wie der Digitale Zwilling entwickelt wird und welche Fragestellungen für die Mobilität der Zukunft wichtig sind. Dabei gab es für jeden Besucher/in die Möglichkeit, die eigene Meinung auf Post-it Zetteln festzuhalten, Feedback zu geben und eigene Wünsche an die zukünftige Mobilität in Ingolstadt zu formulieren.

Im Showroom wurden Schulführungen, Vorlesungen und öffentliche Veranstaltungen durchgeführt und offen diskutiert. Ein wichtiges Ziel der Ausstellung war es, die Akzeptanz und das Interesse der Bürger an neuen Mobilitätskonzepten zu fördern und Berührungspunkte mit der Mobilität der Zukunft herzustellen.

Der urbane Verkehr stößt in vielen Ballungsräumen der Welt regelmäßig an seine Kapazitätsgrenzen. Einer der Gründe dafür sind die niedrigen Besetzungsgrade von ca. 1,2 Personen pro Pkw. Abhilfe könnte hier ein neuartiges Mobilitätskonzept schaffen: Geteilte, automatisierte Shuttlebusse.

Diese selbstfahrenden Kleinbusse können im Linienverkehr fahren oder auch ganz flexibel auf Abruf eingesetzt werden, indem eine Fahrt per App gebucht wird.

Bei der Gestaltung dieser Fahrzeuge ist es jedoch wichtig zu beachten, dass unterschiedliche Anforderungen und Bedürfnisse der Nutzenden existieren und im Vergleich zum ÖPNV gehobene Komfort- und Ausstattungslevel in den Fahrzeugen gewünscht werden.

Im SAVeNoW-Projekt wurde dazu ein 3D-Modell des Innenraumkonzepts eines solchen fahrerlosen Shuttles entwickelt.

Einen kleinen Einblick in unser Modell gibt das Video. Viel besser aber können wir es in unserem Mixed Reality Simulator darstellen. Darin ist es möglich, sich selbst als Fahrgast des Shuttles wahrzunehmen und die unterschiedlichen Komfortlevel aus nächster Nähe zu betrachten. Welcher Sitzplatz wäre Ihr Favorit?

Ein weiteres Ziel lag auf der Weiterentwicklung von externen Mensch-Maschine-Schnittstellen (eHMIs) im Bereich des automatisierten Fahrens. Dazu untersuchten wir in Video-, VR- und Realstudien verschiedene Designs für eHMIs.

Um unseren Digitalen Zwilling als Grundlage für Simulationen und Was-Wäre-Wenn-Szenarien zu verwenden, muss er erstmal mit umfassenden Informationen aus der Realität versorgt werden. Daher erheben wir eine Vielzahl an Informationen über den Straßenraum zur Erfassung der Fahrbahn, Straßeninfrastruktur, Verkehrszeichen sowie Gebäude mit deren Fassaden. Die Vermessungsfahrzeuge, welche mit LiDAR- und Kamera-Sensorik ausgestattet sind, liefern dabei georeferenzierte und hochgenaue Punktwolken.

Da Punktwolken primär geometrische Informationen beinhalten, werden im nächsten Schritt Modelle des Straßennetzes erzeugt. Diese beinhalten neben den flächenhaften Geometrien auch die Objekt-Bedeutungen sowie die Spurtopologie für zum Beispiel Routing-Algorithmen.

Das öffentliche Dashboard (https://sta-rt.savenow.de/grafana/) zeigt Informationen von drei verschiedenen Datenquellen in Ingolstadt an:

1. Zählwerte von Kraftfahrzeugen mittels verbauten Schleifendetektoren aus dem gesamten Stadtgebiet
2. Live-Verkehr mit Unterscheidung der Verkehrsteilnehmer an einer Kreuzung
3. Hochauflösende Wetterdaten einer Wetterstation

Weitere Informationen zum Dashboard sind hier zu finden: https://savenow.de/de/post/23-09-29-traffic-data-public/

Die Schleifendaten wurden auch in der Virtual City Map verortet und die Zählungen der letzten 24 Stunden dargestellt.

Die Verkehrssimulation SUMO (Simulation of Urban Mobility) ist eine mikroskopische und kontinuierliche Verkehrssimulation. In dieser kann das Verkehrsverhalten von Fahrzeugen und deren Interaktion mit Fußgängern und Radfahrenden auch in großen Netzwerken detailgenau abgebildet werden. Die Simulationssoftware wurden vom deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrtechnik (DLR) entwickelt und ist als Open-Source-Projekt frei verfügbar.

...die Geschwindgigkeit im gesamten Stadtgebiet auf Tempo 30km/h reduziert wird?

...eine Donaubrücke für den Verkehr gesperrt ist?

Die Kopplung der Verkehrssimulation mit der Fahrsimulation ermöglicht die Erprobung von automatisierten Fahrfunktionen in einer realistischen Verkehrsumgebung.

Hierfür wird das 3D-Modell des KIVI-Dreiecks als digitaler Zwilling in die CARLA-Simulation eingebunden und mit der kalibrierten Verkehrssimulation in SUMO gekoppelt. Es werden somit die Vorteile aus beiden Simulationen vereint: Eine hochgenaue Simulationsumgebung mit realistischer Fahrdynamik in einer mikroskopischen Verkehrsflusssimulation mit Multiagentensystem.

... es eine Slow Zone um gefährliche Kreuzungen gibt, in denen E-Scooter fahrer automatisch auf 10 km/h gedrosselt werden?
Um diese Frage zu beantworten, müssen die Auswirkungen einer Slow Zone mit Hilfe einer Verkehrssimulation untersucht werden. Da Verkehrsunfälle in den meisten Fällen auf menschliches Fehlverhalten zurück zu führen ist, müssen auch die in der Simulation verwendeten Modelle dieses Fehlverhalten nachbilden können. Aus diesem Grund wurden im Zuge des Projekts mehrere Probanden Studien durchgeführt, um Daten für diese Verhaltensmodelle zu erhalten.

Aufbauend auf den Forschungsergebnissen wurde im Januar 2023 das Startup thireks GmbH gegründet, mit dem Ziel die in der Forschung gewonnenen Erkenntnisse in die Industrie zu bringen. Siehe https://thireks.de/

Das mit unterschiedlicher Eigen- (GNSS, Pedaldruck, -frequenz, Bremshebel und Lenkwinkwinkel) und Umfeldsensorik (Kameras, LiDAR, Ultraschall und Radar) ausgestattate Forschungsfahrrad dient der Untersuchung von Kfz-Radfahrenden-Interaktionen beim Rechtsabbiegen und damit unmittelbar der Erhöhung der Verkehrssicherheit von Radfahrenden. Außerdem wird damit die Grundlage für die Entwicklung von Fahrradassistenzsystemen gelegt.

Die MVS ist ein neuartiges Verkehrssteuerungsverfahren, das Radfahrende in der Kreuzungssteuerung einbindet. Essentiell ist die skalierbare Berücksichtigung der Steuerkriterien Verkehrssicherheit (für Radfahrende), Effizienz und Umweltfolgen. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Verkehrssicherheit von Radfahrenden beim Abbiegen deutlich erhöhen lässt (bis zu knapp 50%) und sich die Umweltfolgen des motorisierten Verkehrs minimal verringern lassen. Allerdings geht das auch mit einer Verringerung der Verkehrseffizienz (bis zu 10%) einher.

Im Rahmen des SAVeNoW-Forschungsprojekts sind eine Vielzahl an Anwendungen, Simulationen sowie Modellen entstanden. Dabei ist in dieser webbasierten Ansicht nur eine Auswahl der Ergebnisse integriert. Alle Ergebnisse mitsamt Dokumentation sind auf dem SAVeNoW-Katalog gelistet. Außerdem sind in dem Katalog die Beziehungen zwischen den Sensoren, Datensätzen und Anwendungen, wie zum Beispiel dem Live-Dashboard, hinterlegt. Neuigkeiten werden über www.savenow.de kommuniziert.

Die reine Kartenanwendung ohne Story finden sie unter www.savenow.virtualcitymap.de