Mitarbeiter der VUFO bei der Arbeit an Unfallszenarien

Virtuelle Systembewertung

Die Studien umfassen die detaillierte Analyse und Bewertung von Systemen sowie die Untersuchung der Effektivität verschiedener Maßnahmen zur Kollisionsvermeidung.

Vehicle to X Communication (V2X)

Um die Entwicklung Kooperativer Intelligenter Verkehrssysteme (C-ITS) weiter voranzutreiben, arbeitet die VUFO aktuell an Modellen zur Darstellung und Analyse konnektiver Technologien in den konkreten Einzelunfallszenarien.

In Kooperation mit der TU Dresden, Professur für Informationstechnik für Verkehrssysteme (ITVS) wurde ein Modell zur Ermittlung der Empfangssignalstärke (RSSI – Received Signal Strength Indicator) entwickelt. Die Ergebnisse dieses Modells können in die PCM-Daten integriert werden. Damit können Analysen zur Verbesserung der Sicherheit erstellt werden.

Die VUFO arbeitet hauptsächlich mit Unfalldaten aus der GIDAS-PCM. Für ca. 98% aller rund 12.000 GIDAS-PCM-Fälle kann ein RSSI-Verlauf berechnet und analysiert werden.

Zudem kann das Modell auch für andere Datensätze (z.B. reale Fahrdaten, internationale Unfalldaten, etc.), welche im PCM Format 5.0 vorliegen, angewendet und RSSI Werte berechnet werden.

Für die GIDAS-PCM können RSSI-Verläufe zur Verfügung gestellt werden. Wir informieren Sie gern über den aktuellen Stand unserer Entwicklungen und beraten Sie bei Ihren Forschungsvorhaben.

Point Of No Return (PONR)

Mittels des PONR-Modells der VUFO identifizieren wir simulativ den Unvermeidbarkeitszeitpunkt eines Unfalls. Dabei werden Fälle aus der GIDAS-Datenbank systematisch variiert. Anhand der Integration verschiedener Fahrmanöver zu unterschiedlichen Zeitpunkten wird überprüft, ob eines (oder mehrere) dieser Fahrmanöver zum jeweiligen Zeitpunkt zu einer Vermeidung der Kollision führen. Die Variation des zu prüfenden Zeitpunktes (je nach Erfolg bzw. Misserfolg der Vermeidung) sorgt für eine Eingrenzung des PONR.

Die zugrunde liegenden Grenzwerte der derzeit acht integrierten Fahrmanöver basieren auf der GIDAS-Datenbank (bspw. maximal mögliche Verzögerung) und orientieren sich am Kamm‘schen Kreis. Die Fahrmanöver sind:

  • Vollverzögerung
  • Beschleunigung
  • Reines Ausweichen (als Polynomfunktion, jeweils nach links und rechts)
  • Kombiniertes Ausweichen und Verzögern
  • Kombiniertes Ausweichen und Beschleunigen

Der Fokus auf verschiedene Manöver kann im Vorfeld vom Nutzer bestimmt werden, indem die zu untersuchenden Fahrmanöver gewählt bzw. bestimmte Fahrmanöver ausgeschlossen werden können. Durch die Ermittlung des letztmöglichen Vermeidungszeitpunktes wird die Grenze ausfindig gemacht, zu der die Erfolgswahrscheinlichkeit von aktiven Sicherheitssystemen bei 0% liegt und dementsprechend alle Maßnahmen zur Unfallfolgenmilderung eingeleitet werden könnten / sollten.

Für Beschleunigungsmanöver kann die maximale Beschleunigung entweder individuell gewählt oder zukünftig kennfeldbasiert anhand der Fahrzeugklasse und der Ausgangsgeschwindigkeit angenähert werden.

Die aktuelle Modellversion (V1) lässt eine Variation der Fahrmanöver für einen Beteiligten (PKW) zu, alle anderen Beteiligten behalten ihre Bewegung bei. Der zu variierende Beteiligte kann vom Nutzer vorgegeben werden. Eine Erweiterung zum kooperativen Modell, bei dem beide Unfallbeteiligte der Erstkollision variiert werden können, ist bei Bedarf möglich.

Die Methodik des PONR-Modells wird in dem folgenden Video veranschaulicht. Dabei ist die initiale Kollision eines GIDAS-PCM-Falles sowie zwei Variationen, einerseits die Vollverzögerung, andererseits ein Ausweichmanöver nach Links, mittels PCM-Viewer visualisiert. Bei beiden Variationen ist der letztmögliche Vermeidungszeitpunkt des jeweiligen Manövers dargestellt.

Dashboard

Die VUFO wendet das Modell auf Basis der GIDAS-Datenbank an. Bei Eignung der Fälle berechnen wir für die Unfälle die Zeitpunkte der Unvermeidbarkeit und geben diese sowie das letztmögliche Vermeidungsmanöver aus. Eine Integration dieser Werte in das VUFO Kritikalitäts-Dashboard ist möglich.

Grundsätzlich kann diese Methodik auch für weitere Datenquellen verwendet werden, welche im PCM-Format sind und weitere Angaben zur Situation bzw. zum Unfall enthalten.

Wir berechnen für Sie den Point Of No Return anhand der GIDAS Fälle sowie das fallspezifische letztmögliche Vermeidungsmanöver. Damit können Sie Ihre Entwicklungen im Bereich der aktiven und passiven Fahrzeugsicherheit datengetrieben vorantreiben und spezifisch die (zeitlichen) Anforderungen integrieren.

Kritikalität

Hier stellen wir Ihnen unsere Methodik zur Berechnung der Time to Collision und Fahrschlauchkritikalität vor. Durch die Betrachtung beider Kritikalitätsmodelle können Aussagen über die zeitliche, als auch über die räumliche Kritikalität getroffen werden.

Time To Collision (TTC)

Die Time-to-Collision wird als die Dauer definiert, nach der eine Kollision zwischen mehreren Verkehrsbeteiligten unter Beibehaltung derer aktuellen Fahrzustände eintritt. Grundlage hierfür ist die geradlinige gleichförmige Bewegungsform. Diese Kenngröße ist für die Kritikalitätsbewertung von aktiven als auch passiven Sicherheitssystemen von großer Bedeutung. Die TTC liefert u.a. die notwendigen Informationen zur Einleitung bzw. Auslösung von verschiedenen Sicherheitsvorkehrungen, bspw. für den Notbremsassistenten.

Mit dem von uns entwickelten TTC-Modell sind wir in der Lage, den zeitlichen Verlauf der TTC zweier Verkehrsbeteiligten anhand der Fahrdaten im PCM-Format zu berechnen, unabhängig von der Konstellation.

Fahrschlauchkritikalität (FSK)

Das von der VUFO entwickelte Modell der Fahrschlauchkritikalität ist als räumliches Kritikalitätsmaß zu verstehen. Dabei wird der Platzbedarf eines Verkehrsbeteiligten in Längsrichtung für die Vermeidungsmanöver Verzögerung bis zum Stillstand als auch das Ausweichen durch Aufbringen des notwendigen Querversatzes bestimmt.

Die Bildung der fahrzeugspezifischen Bewegungsmöglichkeiten werden in sogenannten Fahrschläuchen dargestellt. Die vorgegebenen Beschleunigungsbeträge sind individuell anpassbar . Damit wird das geeignetere Vermeidungsmanöver über eine Berechnung des benötigten Weges in Fahrzeuglängsrichtung bestimmt.

Jenes Manöver, welches die kürzere Distanz zur Vermeidung aufweist, bestimmt somit die Länge des Fahrschlauchs des jeweiligen Beteiligten. Hinzu kommt ein dritter grüner (unkritischer) Fahrschlauch, der die Normalfahrt (geradlinige gleichförmige Bewegung) abbildet, analog zum Fahrschlauch des TTC-Modells.

Die Kritikalität wird anschließend über die Schnittpunkte/Schnittfläche der Fahrschläuche beider Beteiligten bestimmt. Ausgehend von der Kritikalität jedes einzelnen Fahrzeuges, die einen Wert zwischen 0 (unkritisch) und 1 (hochkritisch) annehmen kann, wird im Anschluss die gesamte Situation bewertet, indem das arithmetische Mittel dieser Kritikalitäten und somit die letztendliche Fahrschlauchkritikalität (FSK) berechnet wird. Diese Methodik wird für jeden im PCM-Format abgelegten Zeitschritt angewendet, wodurch ein FSK-Verlauf resultiert.

Die Modellansätze zur Berechnung der TTC und FSK sowie die resultierenden Verläufe sind im nachfolgenden Video exemplarisch für zwei verschiedene Unfalltypen  dargestellt. Beim ersten Fall handelt es sich um eine PKW-Radfahrer-Kollision, beim zweiten Fall kollidieren zwei PKW.

Die VUFO arbeitet hauptsächlich mit Unfalldaten aus der GIDAS-PCM. Für ca. 95% aller knapp 11.000 GIDAS-PCM-Fälle kann ein TTC- und FSK-Verlauf berechnet und analysiert werden. Es besteht jedoch ebenso die Möglichkeit der Berechnung dieser Verläufe für externe Daten im PCM-Format, beispielsweise Fahrdaten aus NDS-Studien.

Wir berechnen die Kritikalität der Fahrten Ihrer Daten oder fertigen GIDAS-PCM-Analysen für Sie an. Beispielsweise können so die Gefährlichkeit und Relevanz bestimmter Verkehrsszenarien für Forschungs- und Entwicklungsprojekte bestimmt werden.

Durch die Betrachtung beider Kritikalitätsmodelle können somit Aussagen über die zeitliche, als auch über die räumliche Kritikalität getroffen werden. Die jeweiligen Modellgrenzen können durch eine kombinierte Betrachtung der beiden vorgestellten Kritikalitätsmaße verringert werden. Dadurch resultieren u.a. deutliche Vorteile bei der Kritikalitätsbewertung von verschiedenen Fahrsituationen.

Wir sind bei der Interpretation behilflich und beraten Sie gerne bei der Verwendung der Ergebnisse. Grundsätzlich kann diese Methodik auch für weitere Datenquellen verwendet werden, welche im PCM-Format sind und weitere Angaben zur Situation bzw. zum Unfall enthalten.

Wir berechnen für Sie den Point Of No Return anhand der GIDAS Fälle sowie das fallspezifische letztmögliche Vermeidungsmanöver. Damit können Sie Ihre Entwicklungen im Bereich der aktiven und passiven Fahrzeugsicherheit datengetrieben vorantreiben und spezifisch die (zeitlichen) Anforderungen integrieren.

Virtuelle Funktionsentwicklung & -absicherung

Die Komplexität zur Entwicklung und Absicherung neuer ADAS/AD (Advanced Driver Assistance System/Autonomous Driving) Funktionalitäten steigt stetig. Um den Nutzen und die funktionale Sicherheit solcher Systeme schon frühzeitig analysieren und bewerten zu können, ist die Simulation der Funktion im realen Unfallgeschehen von entscheidender Bedeutung.

Wir unterstützen Ihre Entwicklung und Absicherung im Bereich ADAS/AD-Funktionalitäten. In enger Abstimmung mit Ihnen definieren wir gemeinsam die Funktionen und Grenzen des Systems, sowie Möglichkeiten zur Überführung in die Simulationsumgebung. Danach kann die Simulation des Systems innerhalb verschiedener realer und generischer Unfallszenarien mit verschiedenen Parametersets erfolgen. Dabei können sowohl Parameter des Systems als auch des Unfallszenarios variiert werden. Den Abschluss bilden die Auswertung und Einordnung der Ergebnisse.

Beratung zu virtueller Systembewertung

Nutzen Sie unsere Expertise in der Unfallforschung, um die Sicherheit zu maximieren und Unfälle zu verhindern! Unsere maßgeschneiderte wissenschaftliche Beratung hilft Ihnen, die Ursachen von Unfällen präzise zu analysieren und effektive, präventive Maßnahmen zu entwickeln. Mit interdisziplinärem Know-how führen Sie unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu fundierten Lösungen.

Team an einem Meetingtisch mit Laptops und Notizen

Ihr Ansprechpartner für virtuelle Systembewertung

Portrait Thomas Unger

Wenn Sie mehr über die Anwendung der Leistungen erfahren möchten, setzen Sie sich gerne mit uns in Verbindung. Als Ansprechpartner steht Ihnen Thomas Unger gern zur Verfügung.

Telefon: 0351 438989-35
E-Mail: thomas.unger@vufo.de