Platooning

Moderne Automobile werden in stark zunehmendem Maße autonomer und vernetzter. Die Vernetzung autonomer Fahrzeuge erlaubt es, dass Fahrzeuge selbsttätig Informationen untereinander austauschen, auf deren Grundlage vorausschauender gefahren werden kann. Beispielsweise um Benzinverbrauch und CO2-Emissionen zu reduzieren oder um ein komfortableres Fahrgefühl zu realisieren. Jedoch führen die Autonomisierung und der erhöhte Vernetzungsgrad zu neuen Herausforderungen im Software Engineering. Vorhandene Ansätze zur strukturierten und modellbasierten Entwicklung eingebetteter Systeme berücksichtigen nicht, dass das Bilden von sogenannten Systemverbünden dynamisch zur Laufzeit stattfindet. Systemverbünde erlauben es einzelnen Fahrzeugen mit anderen Fahrzeugen zu kollaborieren und gemeinsame Ziele, Aktionen und Verhaltensweisen zu realisieren. Da dies jedoch erst zur Laufzeit geschieht, müssen bei der Entwicklung kollaborativer Systeme eine große Vielzahl von unterschiedlichen Laufzeit-Konfigurationen berücksichtigt werden.

In diesem Masterprojet wurde am Anwendungsfall „Platooning“ untersucht, wie aktuelle modellbasierte Spezifikations- und Analysemethoden zur Entwicklung eingebetteter Systeme für hochdynamische Situationen im Straßenverkehr geeignet sind. Bei „Platooning“ vernetzen sich mehrere Fahrzeuge dynamisch zur Laufzeit miteinander um eine Kolonne zu bilden, innerhalb derer Abstände und Geschwindigkeiten optimiert werden können. Dabei sollen gemeinsame Fahrstrategien festgelegt und Informationen wie Geschwindigkeitsbeschränkungen oder Stauinformationen ausgetauscht werden, aufgrund derer der Systemverbund reagiert und das Verhalten bei Notwendigkeit anpasst. Durch eine solche Vernetzung sind Entlastungen der Autobahnen und Senkungen von Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen möglich.

Hauptzielsetzung und -tätigkeiten der Projektgruppe

• Einarbeitung in die Themen „Kollaborative Systeme“ und „Platooning“
• Kennenlernen des Begriffs „emergentes Verhalten“. Emergentes Verhalten entsteht durch Interaktionen verschiedener Systeme im Verbund und bezeichnet Verhalten, das nicht einem einzelnen System zuzuordnen ist, sondern nur in der Kollaboration mehrerer Systeme entsteht.
• Analyse des Stands der Wissenschaft zur Modellierung und Verifikation von emergentem Verhalten
• Bewertung der Ansätze hinsichtlich ihrer Eignung für kollaborative Systeme am Beispiel des Anwendungsfalles „Platooning“
• Erarbeitung von möglichen Anpassungen von State-of-the-Art-Techniken zur Verwendung in der Entwicklung kollaborativer Systeme

Ich fand das Thema spannend, weil es in Zukunft immer mehr Systeme geben wird, die kollaborieren – nicht nur auf der Straße. Dabei ist die Verifikation des emergenten Verhaltens dieser Systeme ein interessanter Ansatz, um deren korrektes Verhalten nachzuweisen.

Die gemeinsame Arbeit in der Gruppe hat großen Spaß gemacht und die Betreuung war sehr hilfreich. (Julian Bellendorf)