(Programmsystem zur Entwicklung Längsdynamischer mikrOskopischer
VerkehrsProzesse in Systemrelevanter
Umgebung)
Die heutige Fahrzeugentwicklung betrachtet das Fahrzeug nicht mehr isoliert, sondern versteht es als Teil des Gesamtsystems Mensch, Umwelt und Verkehr. Die Analyse der Wechselwirkungen zwischen Fahrzeug, Mensch und Umwelt, unter besonderer Berücksichtigung des Einflusses des Automobils auf dieses Gesamtsystem, ist die
Aufgabe des Programmsystems PELOPS. Dieses Simulationsprogramm wurde von uns in Kooperation mit der BMW AG entwickelt und wird heute von der fka vertrieben und gepflegt. PELOPS stellt eine Kombination fahrzeug- und verkehrstechnischer Modelle dar, deren Vorteil in der Möglichkeit besteht, alle Wechselwirkungen berücksichtigen zu können, die zwischen Fahrer, Fahrzeug und Verkehr stattfinden. Den Kern des Programms bilden die drei wesentlichen Elemente des Verkehrssystems: Strecke/ Umwelt, Fahrer und Fahrzeug. Mit ihnen kann PELOPS den Verkehr in einer bislang unerreichten Genauigkeit simulieren. In einer modularen Programmstruktur werden die genannten Elemente modelliert und durch Schnittstellen abgegrenzt.

PELOPS wird zur Bewertung von verkehrlichen und infrastrukturgestützten Verkehrsbeeinflussungsmaßnahmen und Fahrerassistenzsystemen herangezogen. Die Bewertung erfolgt in Form von makroskopischen (Durchsatz mikroskopischen (Zeitlücken) und submikroskopischen (Emissionen) Parametern. Untersuchungen mit PELOPS durch eine Expertengruppe stehen ebenso zur Verfügung wie das Programm selbst als eigenständiges Produkt.
Das umfassende Streckenmodell erlaubt bei Bedarf eine detaillierte Beschreibung der Einflüsse einer stationären Verkehrsumgebung wie Steigung, Kurvigkeit und Beschilderung. Mit der Vorgabe streckenabhängiger Umweltparameter ist diese Verkehrsumgebung durch Parameter wie Nässe, Glätte etc. erweiterbar.
Die Abbildung des Verkehrselementes Fahrer ist in ein Verhaltens- und in ein Handlungsmodell gegliedert. Im Verhaltensmodell werden die Parameter der lokalen Fahrstrategie wie Geschwindigkeits- und Spurwahl bestimmt. Das Handlungsmodell setzt die Kenngrößen der lokalen Fahrstrategie in fahrzeugseitige Stellgrößen wie Gaspedalstellung, Gangstellung etc. um. Die genaue Modellierung ermöglicht die realistische Abbildung komplexer Fahrmanöver wie z.B. Stop&Go Verkehr. Dies ist vor allem bei der Untersuchung von Kraftstoffverbrauch und Emissionen, und auch bei der Auslegung und Analyse von Fahrerassistenzsystemen zwingend notwendig.
Im Fahrzeugmodell werden die Stellgrößen in dynamische Fahrzeuggrößen umgerechnet. Die Modellierung des Fahrzeugs ist durch einen hohen Detaillierungsgrad geprägt. Die einzelnen Elemente des Antriebsstranges wie Motor, Getriebe (Schaltgetriebe oder Automatik), Retarder etc. können in einer hohen Genauigkeit abgebildet werden.
Es existiert eine Schnittstelle zu MATLAB®, die das Einbinden von Fahrzeugmodellen oder Regelalgorithmen von Assistenzsystemen erlaubt. Da das Fahrzeug nach dem Ursache-Wirkungs-Prinzip abgebildet ist, lassen sich auch die Einflüsse regelungstechnischer Einrichtungen (beispielsweise Abstandsregeltempomat, elektronisches Gaspedal und Bremse, etc.) untersuchen. Die Zielrichtung der Untersuchung umfasst sowohl fahrzeugbezogene Auswirkungen (Kraftstoffverbrauch oder Emissionen) als auch Auswirkungen auf die Verkehrsumgebung über makroskopische Kenngrößen wie Streckendurchsatz, Unfallraten und dynamische Effekte von Fahrzeugkolonnen.
Die Bandbreite der derzeitigen Forschungsschwerpunkte kann am besten das vielseitige Anwendungsspektrum des Simulationsprogramms widerspiegeln:
- Parametervariationen in der Fahrzeugauslegung
- Einfluss der Fahrercharakteristik auf Kraftstoffverbrauch und Emissionen
- Untersuchung und Auslegung von Fahrerassistenzsystemen zur längsdynamischen und querdynamischen Fahrzeugführung in verschiedenen Verkehrsumgebungen
- Einfluss von Verkehrssteuerungsmaßnahmen auf den Verkehrsablauf an innerstädtischen Knotenpunkten
- Analyse straßenseitiger Warn- und Informationssysteme
- Auslegung intelligenter Antriebsstrangsteuerungen
Eine ausführliche Beschreibung der Modelle finden Sie im PELOPS White Paper.