Institut für Verkehrssicherheit und Automatisierungstechnik

Das Institut für Verkehrssicherheit und Automatisierungstechnik

Verkehrssicherheit und Automatisierungstechnik sind elementare Grundlagen für Mobilität, Verkehr und Wirtschaft. Das Institut verfolgt das strategische Ziel, durch wissenschaftliche Forschung und akademische Lehre sowie durch Öffentlichkeitsarbeit seinen Beitrag zur Verkehrssicherheit durch Automatisierung von Verkehrsabläufen und Fahrzeugen des Straßen- und Schienenverkehrs unter Nutzung modernster Technologie (z. B. Satellitensysteme) und Beschreibungsmittel, Methoden und Werkzeuge zu leisten.

Verkehrssicherheit nach natürlichen Vorbildern durch Automatisierung

Dies ist ein Anspruch, den wir in einer Vielzahl von Lehrveranstaltungen sowie grundlegender und anwendungsbezogener Forschung verwirklichen und in einer Reihe von Tagungen bzw. Veröffentlichungen publizieren. Ausgehend von den Forschungsschwerpunkten Fahrzeugsicherheit und -automatisierung wird über die Erforschung im verkehrlichen Zusammenwirken im Schwerpunkt Verkehrssicherheit und -automatisierung die Anwendungsbereiche fokussiert, wozu im Forschungsschwerpunkt Systemik und kooperative Systeme die theoretischen Grundlagen erforscht und die Methoden und Rechenwerkzeuge entwickelt werden. Dafür stehen dem Institut auch mehrere moderne Versuchsfahrzeuge und ein Experimentalbereich zur Verfügung.

Wir verstehen Verkehr als vernetztes System kooperierender Elemente und Prozesse und wollen diese komplexe Materie in zusammenhängender Weise grundlegend angehen. Aus diesem Ansatz heraus gliedert sich unsere Forschung in drei Schwerpunkte: Die anwendungsorientierten Bereiche Fahrzeug- und Verkehrssicherheit und Fahrzeug- und Verkehrsautomatisierung sowie auf dem theoretischen und abstrakten Grundlagenbereich der Systemik und Kooperativen Systeme einschließlich ihrer Terminologie.

Methodischer Ansatz

Gemäß dem Umfang von Aspekten der Verkehrssicherheit kann eine vollständige Durchdringung dieser Thematik nur von der begrifflich-thematischen Seite erfolgen; in der Praxis jedoch nur exemplarisch untersucht werden. Die begriffliche Strukturierung ist die Basis für Eignung und Auswahl der Modellkonzepte.

In der Skalierung vom Abstrakten zum Konkreten resultiert daher folgende Stufung:

  • Begrifflich-thematische Erfassung und terminologische Strukturierung
  • Entwicklung bzw. Auswahl von Modellkonzepten, Integration von Modellkonzepten
  • Formalisierung der Modellkonzepte
  • Entwicklung von theoretisch-formalen Modellen als Untersuchungsgegenstand und Entwicklung von Untersuchungsmethoden
  • Untersuchung durch Simulation und Analysen
  • Entwicklung von Simulatoren und Demonstratoren, Maßstabs- und Verhaltensmodellen, Virtual- Reality-Simulatoren, Human in the loop, Echtzeitdemonstratoren
  • Entwicklung eines Untersuchungsinstrumentariums für Demonstratoren, Realexperimente und in- Situ-Untersuchungen (z. B. Messeinrichtungen und Messfahrzeuge).

Drei methodische Schwerpunkte sind dabei bemerkenswert:

Theoretische Untersuchungen. Theoretische Arbeiten zur Verkehrssicherheit auf der Basis formaler Techniken, d. h. formaler Beschreibungsmittel, Methoden und Werkzeuge (BMW-Konzept). Speziell hier wird die begriffliche und theoretische Integration der verschiedenen Ansätze möglich. Durch die Realisierung der Integration mit gekoppelten Modellen, kooperativen Rechnern und Werkzeugen, auch räumlich verteilt und über das Internet gekoppelt, entstehen völlig neuartige Möglichkeiten, komplexe Systeme im Bereich Verkehrssicherheit zu untersuchen. Diese Untersuchungsmethode ermöglicht darüber hinaus auch die Einbeziehung von Originalkomponenten oder -systemen bis zu menschlicher Verkehrsteilhabe in Echtzeit. Dadurch erschließen sich hochinteressante Untersuchungsfelder der Sicherheitsforschung in einer konzeptionell geschlossenen Linie von Modellanalysen und -simulationen über Realexperimente bis zur fiktiven und tatsächlichen Betriebseinbindung.

Terminologiemanagement. Im Zentrum dieses Schwerpunkts steht die Frage, wie die überbordende Vielfalt von untereinander vernetzten fachsprachlichen Termini modelliert und transparent gemacht werden kann. Ziel ist es, eine Software-Plattform zu schaffen, die als Basis der Modellierung verschiedenster Terminologien unterschiedlicher wissenschaftlicher Diskurse und Unternehmen dienen kann. Im Rahmen dessen wird daran gearbeitet, auf Basis eines neu entwickelten Zeichenmodells ein Terminologiemanagementsystem zu entwickeln, das in der Lage sein soll, Terminologien erheblich detaillierter und vernetzter abzubilden, als bisher möglich. Wir haben dabei besonders die Schwierigkeiten von Zeichenrelationen in den Blick genommen \u2013 z. B. Synonymie, Homonymie, Fachsprachenüberlappungen, Bedeutungsähnlichkeit, mehrere mögliche Übersetzungen etc. In intensiver Auseinandersetzung mit verschiedenen Zeichentheorien ist so ein neues Zeichen- und Zeichenrelationsmodell entstanden. Dieses wurde mit stets wachem Seitenblick auf Probleme der Praxis und Probleme bestehender Systeme stetig weiterentwickelt und schließlich der aktuell laufenden Softwareimplementierung zugrunde gelegt.

Experimentelle Untersuchungen. Untersuchungen mit Simulatoren, Demonstratoren und Versuchsträgern bzw. -fahrzeugen sowie systematische Auswertung von Schadensfällen bilden das praxisgerechte Komplement für wissenschaftliche Untersuchungen unter realen Bedingungen. Maßstäbliche Simulatoren des Straßen- und Schienenverkehrs unter Integration realer Leitsystemkomponenten ermöglichen die echtzeit- und betriebsgerechte Untersuchung sicherheitsrelevanter Eigenschaften unter gezielten und reproduzierbaren Bedingungen. Mit Hilfe von unabhängigen Messplattformen und Referenzzustandsgeneratoren können die Verkehrsmessgrößen im realen Verkehrsgeschehen erfasst werden. Dazu sind entsprechend ausgerüstete Messfahrzeuge zu konzipieren und auszurüsten, welche einerseits die Erfassung von Verkehrsmessdaten sogar im Verkehrsfluss selbst und andererseits die Erprobung von Sicherungsmaßnahmen, konzepten und -einrichtungen in natürlicher Umgebung ermöglichen. Die systemische Auswertung und Analyse von dokumentierten Schadensfällen im Verkehr bilden im Gegenzug eine hervorragende Basis zur Validation und Parametrisierung der theoretischen Modellbildung.

 

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