Vernetzte Elektronik entlastet den Verkehr

Forscher des US-Energieministeriums (DOE) und Partnerlabors untersuchen, wie fortschrittliche Fahrzeugautomatisierung und Infrastrukturelektronik Staus und Energieverschwendung auf Straßen zu Hauptverkehrszeiten drastisch reduzieren können.Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der kooperativen Fahrautomatisierung (CDA), einem Tech-Stack, der Fahrzeugsensoren, Kommunikationssysteme und Verkehrssteuerungselektronik integriert, um den Verkehrsfluss besser zu koordinieren.

Im Mittelpunkt der Bemühungen steht das Connected and Automated Vehicle Environment (CAVE)-Labor am Oak Ridge National Laboratory (ORNL), in dem Ingenieure reale Fahrzeuge in eine virtuelle Verkehrsumgebung einbetten, um Fahralgorithmen der nächsten Generation zu testen.Gepaart mit einer Hardware-in-the-Loop-Plattform namens Real-Sim XIL verbindet das Setup reale Fahrzeugelektronik und Sensoren mit simulierter Infrastruktur und digitalen Zwillingsverkehrsszenarien.Dadurch können Teams modellieren, wie vernetzte Fahrzeuge miteinander und mit Verkehrssignalanlagen interagieren.

Im Gegensatz zu den meisten Arbeiten zum autonomen Fahren, die sich ausschließlich auf die Autonomie des Fahrzeugs konzentrieren, kombiniert das DOE-Projekt Fahrzeughardware und Infrastrukturelektronik.Intelligente Verkehrssignale und straßenseitige Einheiten kommunizieren mit vernetzten Autos, um die Verkehrszusammenführung zu erleichtern und das unvorhersehbare Stop-and-Go-Verhalten menschlicher Fahrer zu reduzieren.Diese Koordination kann Kraftstoffverschwendung und Leerlaufzeiten reduzieren und gleichzeitig den Durchsatz auf stark befahrenen Korridoren verbessern.

Vier nationale Labore beteiligten sich an der Initiative: ORNL arbeitete an kooperativen Fusionsalgorithmen;Das Argonne National Laboratory entwickelte Verhaltensmodelle für die Verfolgung von Autos.Das Lawrence Berkeley National Laboratory verband digitale Zwillingssimulationen mit Tests in der realen Welt.und das National Laboratory of the Rockies haben ein skalierbares zellulares Vehicle-to-Everything-Co-Simulations-Framework entwickelt, um die Kommunikationsleistung und die Energieauswirkungen zu bewerten.

Das integrierte System soll zeigen, wie verteilte Sensorik, Echtzeitkommunikation und adaptive Steuerungselektronik Engpässe an Anschlussstellen und Kreuzungen reduzieren können, die traditionell den größten Beitrag zu Verspätungen in der Hauptverkehrszeit leisten.Solche vernetzten Automatisierungssysteme könnten den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen senken, indem sie Leerlaufzeiten reduzieren und Verkehrswellen glätten, was die Möglichkeit intelligenterer, umweltfreundlicherer Transportsysteme eröffnet.

Die Zusammenarbeit wurde mit dem Vehicle Technologies Office Team Award des DOE für herausragende Zusammenarbeit ausgezeichnet und unterstreicht den Wert der laborübergreifenden Integration für die Weiterentwicklung der Forschung im Bereich der intelligenten Transportelektronik.Während der vollständige Einsatz von CDA eine Zukunftsvision bleibt, unterstreicht diese Arbeit, wie Fahrzeug- und Infrastrukturelektronik gemeinsam die städtische Mobilität neu gestalten können.