Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines Diagnosesystems für kooperative, intelligente Verkehrssysteme zur Inbetriebnahme und Wartung am Beispiel von Car2X

Die Unterstützung der Anwender bei der Diagnose hoch verteilter (Kommunikations-) Systeme durch neue, innovative und dabei intuitiv zu benutzende Methoden und Werkzeuge ist Ziel des Forschungsvorhabens. Als Anwendungs-Domäne wurden kooperative intelligente Verkehrssysteme mit Car2X/V2X auf Basis von IEEE 802.11p gewählt. Entsprechende Applikationen sind in der Entwicklung und werden in den nächsten Jahren auf den Markt kommen. Die Diagnose entsprechender Systeme zur Absicherung korrekter Funktion und hoher Produktqualität steht jedoch noch am Anfang.

Daher wird innerhalb von DIAKO ein Gesamtsystem entwickelt, das zunächst aus Modellierungssystemen besteht, mit denen Systemeinrichter graphisch unterstützt Diagnosen vorbereiten. Dazu zählt vor allem die Definition von Betriebsvorgaben über ein Regelwerk, um die Diagnose auf jedes beliebige Car2X-System und die dort aktiven Applikationen zurechtzuschneiden. Mithilfe der Modellierungssysteme wird ein Diagnosesystem parametriert, welches Endanwendern zur Verfügung gestellt wird. Letztendlich lassen sich komplexe Kommunikationsbeziehungen auf korrekte Inhalte und Abläufe prüfen und eine vorausschauende Wartung unterstützen.

Von DIAKO profitieren Entwickler, Anwender und insbesondere Betreiber von kooperativen Systemen auf Seiten der Straßeninfrastruktur. Fehler können frühzeitig identifiziert und entsprechend behoben werden, was Akzeptanz und Wirtschaftlichkeit erhöht. Des Weiteren profitieren vor allem kleinere Zulieferer aus der Automobilindustrie, die mit dem DIAKO-System die korrekte Funktion insbesondere hinsichtlich der Kommunikation im Systemverbund nun besonders zeit- und daher kosteneffizient absichern können. Nicht zuletzt profitieren Dienstleister (oftmals KMU), die für die anderen Anwendergruppen Diagnosen durchführen und objektive Nachweise der korrekten Funktion liefern können, was eine große Rolle bei Abnahmen/Inbetriebnahme/Betrieb und Zertifizierungen spielen wird.

Ergebniszusammenfassung:

Das wesentliche Ergebnis des Projekts ist die Entwicklung eines Demonstrators für die Diagnose von kooperativen, intelligenten Verkehrssystemen.

Nach der Definition von Nutzergruppen und Untersuchung von Anwendungsfällen wurde eine Systemarchitektur für ein Diagnosesystem konzipiert. Einzelne Bestandteile dieses Systems wurden als Demonstrator umgesetzt. Dazu gehören ein Dashboard für die Darstellung des Status des Verkehrssystems und die Ausführung von Diagnosen, sowie ein Modul zur Erfassung von Daten aus V2X-Sendern und eine Diagnose-Engine für die konkrete Auswertung von Diagnoseregeln. Die Modellierung von Diagnoseprozessen und die Erstellung von Diagnoseregeln wurden ebenfalls untersucht und mit geeigneten grafischen Modellierungssprachen untersetzt. Dafür wurden bestehende Softwarewerkzeuge weiterentwickelt und auf die Domäne der intelligenten Verkehrssysteme angepasst. Zur Validierung des Diagnosekonzepts wurde ein prototypisches Verkehrssystem aufgebaut und die Schnittstellen sowie die Funktionsweise des Gesamtsystems wurden getestet.

Das entwickelte Diagnosesystem kann zum simultanen Monitoring und zur Diagnose von räumlich getrennten Objekten eines intelligenten Verkehrssystems genutzt werden. Die Datenerfassung und das Dashboard bieten Anwendern einen Überblick über verteilte V2X-Daten. Eine wirtschaftliche Verwendung könnte in Verkehrsleitzentralen für Städte oder ganze Bundesländer gefunden werden. Die Diagnose-Engine erlaubt die automatisierte Prüfung von Betriebsvorgaben über Regeln. Dies könnte eine wirtschaftliche Verwertung bei Entwicklern und Betreibern von entsprechenden V2X-Anwendungen und Systemen finden, oder auch bei Testdienstleistern. Mit der Ausrichtung der einzelnen Systembestandteile auf Anwender mit verschiedenem Hintergrundwissen ist es möglich einzelne Komponenten für Experten oder Endanwender zur Verfügung zu stellen. Dies erlaubt die Konfiguration des Systems durch Anbieter und die Wartung durch Betreiber von Verkehrssystemen.