Projektbeschreibung

Im Projekt „5G Simone“ („sicher.mobil.vernetzt mit 5G“) erforschen wir gemeinsam mit dem Fraunhofer IOSB-INA, der Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe, der DB Systemtechnik GmbH, der T-Systems International GmbH und der Wireless Consulting GmbH den neuen Mobilfunkstandard 5G für anspruchsvolle “closed-loop Control”-Anwendungen.

Hintergrund ist der Aufbau und die Erprobung einer innovativen Mobilitätslösung, die in einem weiteren Projekt stattfindet: Das „MonoCab“ ist ein selbstfahrendes Einschienen-Shuttle, welches eine Kreiselstabilisierung mit entsprechender Regelungstechnik benötigt. Die Regelung arbeitet vor dem Hintergrund der Anforderungen zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeiten und hohem Fahrkomfort mit Echtzeitinformationen aus der Umgebung und anderer Fahrzeuge. Heutige drahtlose Vernetzungslösungen können diese Anforderungen an Latenz und Zuverlässigkeit nicht ausreichend erfüllen. Dabei wird auch untersucht, wie durch eine Ergänzung der öffentlichen 5G-Netze mit privaten 5G-Zellen die Anforderungen lückenlos erfüllt werden können. Die 5G-Netzwerke sollen gleichzeitig auch für Infotainment-Anwendungen und zur Nutzerinteraktion (Multi-Service) genutzt werden.

Das Projekt und unsere Tätigkeiten werden im Rahmen des Förderwettbewerbs 5G.NRW durch das Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert.

Wir bauen ein Datenökosystem für das System „MonoCab“

Unsere Aufgabe als Softwareunternehmen ist es, gemeinsam mit unseren weiteren Partnern, das Datenökosystem der MonoCabs aufzubauen. Dabei geht es einerseits um die Übertragung der Echtzeitinformationen aber auch um die Erprobung und Darstellung einer Skalierbarkeit der neuen Mobilitätslösung. Es soll also eine Vielzahl von (simulierten) MonoCabs über eine Applikation überwacht und im Notfall mittels Fernbedienung gesteuert werden können.

Im Rahmen des Projekts wird unser Team eine Leitstand-Applikation erstellen sowie einen entsprechenden Demo-Leitstand aufbauen. Die Leitstand-Applikation dient als zentrale Kommunikations- und Steuerschnittstelle zwischen den MonoCabs, Daten von Dritten (z.B. Wetterdienst oder nachgelagerte Mobilitätslösungen wie Car Sharing) sowie einem Menschen, welcher im Leitstand das System überwacht und im Notfall eingreifen kann. Das Folgende Bild zeigt den groben Aufbau des Systems mit „unseren“ Bausteinen.

MonoCab

Das Fahrzeug bzw. die Fahrzeuge, welche Ihre Daten in Echtzeit mittels 5G an den Leitstand senden.

Die MonoCabs nehmen diverse Sensordaten auf, welche durch den Leitstand verarbeitet werden müssen, benötigen aber auch zusätzliche Umgebungsinformationen.

Leitstand

Die Applikation, welche die Daten des MonoCabs empfängt bzw. den Fahrzeugen relevante Daten bereitstellt sowie Daten von Dritten über den Datenbroker verarbeitet

Die Leitstand-Applikation umfasst neben dem Kern und den Schnittstellen auch ein QoS (Quality of Service) System, welches zur Überwachung der Kommunikationen dient und bei Auffälligkeiten dem Leitstandpersonal entsprechende Hinweise gibt. Zusätzlich wird ein einfaches Dispositionsmodul integriert, worüber beispielsweise Routen und Haltestellen für MonoCabs definiert werden.

Herausforderung an dieser Stelle ist die Echtzeitkommunikation, da durch die hohen Anforderungen an die Latenz auch die Verarbeitungsgeschwindigkeit in der Leitstand-Applikation entsprechend hoch sein muss und der Code eine hohe Effizienz bedarf.

Datenbroker

Der Datenbroker dient der Aufnahme von Daten aus externen Quellen. Das Ökosystem MonoCab soll sich bestmöglich dem Nutzer anpassen und somit auch beispielsweise weiterführende Mobilitätslösungen anbieten können oder Informationen über den Zielort bereitstellen. Für den Sicheren Betrieb der MonoCabs sollen außerdem externe Informationen wie Wetterdaten über den Datenbroker eingebunden werden.

„Bestell-App“

Wir entwickeln zusätzlich eine rudimentäre Applikation um ein MonoCab über das Smartphone zu bestellen oder auch weitere Informationen über die MonoCabs zu erhalten.

Mandanten

Die Leitstand-Applikation basiert auf unserem biqxLib – Baukastensystem, welches eine Mandantenfähigkeit integriert hat. Diesen Vorteil nutzen wir im Rahmen der Forschungsarbeit um mit weiteren Mandanten Tests zu machen. Einerseits wird eine Strecke simuliert, welche viele vor- oder nachgelagerten Mobilitätsdienstleistungen beinhaltet, andererseits soll ein Real-Versuch zur Echtzeitkommunikation mit Stadtbussen umgesetzt werden.

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