KoMoDnext – Automatisiertes Fahren im digitalen Testfeld Düsseldorf

Das Projekt „KoMoDnext – Automatisiertes Fahren im digitalen Testfeld Düsseldorf“ ist Teil des Förderprogramms "Automatisierung und Vernetzung im Straßenverkehr" des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI). Das Gesamtprojektvolumen beläuft sich auf 9,80 Millionen Euro, bei einem Fördervolumen von 6,86 Millionen Euro.

KoMoDnext – Automatisiertes Fahren im digitalen Testfeld Düsseldorf

KoMoDnext bereitet die nächste Generation des vernetzten Fahrens vor und schafft eine zentrale Grundlage für die Einführung automatisierter Verkehrssysteme im städtischen Umfeld. Mit den Projekten DMotion, UR:BAN und KoMoD kann die Landeshauptstadt Düsseldorf auf eine lange Historie von Projekten zurückgreifen, die eine konsequente Digitalisierung der Verkehrsinfrastruktur und die direkte Kommunikation zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur unterstützten.

Das Ziel von KoMoDnext ist die Vorbereitung ausgewählter Netzabschnitte für deren Befahrbarkeit mit automatisierten Level-4-Fahrzeugen. Dabei steht die Absicherung des automatisierten Fahrens durch die Entwicklung neuer Steuerungsverfahren unter Nutzung mobiler Sensornetzwerke sowie durch Sicherung der Kommunikation zwischen Fahrzeug und Infrastruktur im Vordergrund. Mittels Integration standardisierter Verfahren der IT-Security sollen erstmals Serienfahrzeuge als größere Fahrzeugflotte in das mobile Sensornetzwerk eingebunden werden.

Aufgrund der Komplexität bei der Automatisierung an städtischen Verkehrsknotenpunkten wird eine multimodale Absicherung durch hochauflösende stationäre Daten sowie bordeigene Sensorik verfolgt. In Abhängigkeit von der Verkehrs- und Umfeldsituationen kann auch die rechtzeitige Übergabe der Fahrfunktion zurück an den Fahrer zur Sicherheit des Gesamtsystems beitragen.

 

Die rund 20 Kilometer lange Teststrecke erstreckt sich vom Autobahnkreuz Meerbusch (A57/A44) über die A57 und weiterführend über das Autobahnkreuz Kaarst und die A52, die Bundesstraße B7 in städtischer Baulast, den Rheinalleetunnel, die Rheinkniebrücke bis in den innerstädtischen Bereich „Friedrichstadt“.

Beschreibung des Projektes

Die Landeshauptstadt Düsseldorf ist Verbundkoordinator des Projektverbundes, der sich aus Partnern der Automobil- und Verkehrstechnikindustrie sowie der Wissenschaft und aus Die Autobahn zusammensetzt. Somit schafft das Projekt die enge Kopplung der innovativen Entwicklungen mit der existierenden Verkehrsinfrastruktur und mit den damit gewonnenen Erkenntnissen die Entwicklung realistischer Einführungsszenarien.

Im Zentrum des Projektes stehen fünf komplexe Anwendungsfälle, die im urbanen Raum sowohl auf der Autobahn als auch im innerstädtischen Bereich die Vernetzung unterstützen und die Markteinführung sowie die Praxistauglichkeit von automatisierten Fahrfunktionen weiter fördern. Die Applikationen werden im digitalen Testfeld Düsseldorf unter realen Verkehrsbedingungen umgesetzt und getestet.

Dabei gewährleistet die Verwendung von existierenden Standards bei der Umsetzung der Anwendungsfälle die Zugänglichkeit des Testfeldes für interessierte Dritte.

Aktueller Sachstand

An den folgenden Themen wird im Rahmen von KoMoDnext aktuell gearbeitet. Im Oktober 2021 wurde das aufgebaute Testfeld für Dritte geöffnet. Zum jetzigen Zeitpunkt werden kleinere Anpassungen vorgenommen und das Fahren  im Testfeld erprobt.

Use Case A: Digitale HD-VBA

Der Streckenabschnitt auf der A57 zwischen dem AK Meerbusch und dem AK Kaarst wurde mit Road-Site-Units ausgestattet, die die fahrzeugseitigen Daten entgegennehmen (Versuchsträger und serienmäßig ausgestattete Fahrzeuge) und so eine Kommunikation mit dem Autoverkehr ermöglichen. Die Daten sollen an eine neu zu implementierende Unterzentrale (UZ) weitergeleitet werden. Gleichzeitig sollen die im Testfeld befindlichen Fahrzeuge Daten von der UZ empfangen, mit welchen die Einleitung automatisierter Fahrfunktionen (Geschwindigkeitsanpassung, Fahrstreifenwechsel) realisiert werden sollen.

Use Case B: Prädiktive Perzeption (Sicherheitskritische Infrastruktur & Übergang)

Die in KoMoD realisierte hochauflösende Verkehrslageerkennung für den Rheinalleetunnel wurde auf die angrenzende Rheinkniebrücke erweitert und um eine Umfelddatenerfassung ergänzt, da die bordeigene Sensorik hochautomatisierter Fahrzeuge die hier herrschenden Witterungseinflüsse nicht frühzeitig detektieren kann. Die fahrzeuginterne Perzeption (Umfelderfassung) sowie seine prädiktiven Funktionen werden von infrastrukturseitig generierten Informationen (Messschleifen) unterstützt, die gleichzeitig Redundanzen zur Gewährleistung der funktionalen Sicherheit etablieren.

Use Case C: Verkehrsmanagement 4.0

Im Mischbetrieb zwischen manuell und automatisiert geführten Fahrzeugen besteht die Aufgabe LSA-Steuerungssysteme zu entwerfen, welche den konventionellen Verkehrsteilnehmer weiterhin optimal bedienen, aber gleichzeitig den vernetzten Fahrzeugen bereits die neuen Services zur Verfügung stellen. Hierfür wurden verschiedene Szenarien diskutiert, wie innerhalb der LSA-Planung und Steuerung von den Versuchsträgern gelieferte Daten verwendet werden können, und welche Daten die Steuerung an die Fahrzeuge zurückliefern kann. Für ausgewählte LSA im Stadtgebiet wurde die Planung angepasst und für die Erprobung im Testfeld an den Anlagen umgesetzt.

Use Case D: Level 4 LSA

Lokale Steuerungseinheiten bilden in kritischen Situationen, wie zum Beispiel dem Ausfall des Kommunikationsnetzes oder einer Netzwerküberlastung, durch ihre Zuverlässigkeit das Rückgrat des Verkehrsmanagements in Kommunen und Städten. Dies sind meistens Lichtsignalanlagen, die in die Lage versetzt werden müssen „auf allen Kanälen“ mit den Verkehrsteilnehmern und ausgestatteten Fahrzeugen zu kommunizieren. Gemeinsam mit den weiteren Partnern erfolgte die Spezifikation und wurde erfolgreich an der Kreuzung Düsseldorfer Str. / Kaiser-Wilhelm-Ring realisiert.

Use Case E: Knotenpilot

Der integrierte Ansatz von KoMoDnext erfordert umfassende Funktionalitäten für die Unterstützung der Fahrt im Kreuzungsbereich. Hierzu werden Daten für eine hochauflösende multimodale Umfelderfassung infrastrukturseitig aggregiert und den umliegenden Verkehrsteilnehmern zur Verfügung gestellt. Dabei stellt das automatisierte Linksabbiegen eine besondere Herausforderung dar. Hierfür wurde die ausgewählte Kreuzung Herzogstraße / Friedrichstraße um die erforderliche Infrastruktur erweitert.

Wie geht es weiter?

Die mittlerweile abgeschlossene Entwicklungs- und Aufbauphase wird bis zum Projektende durch die Partner in unterschiedlichen Testszenarien erprobt und optimiert.

Für März 2022 ist die Ergebnispräsentation des Forschungsprojektes geplant.