Generische Simulationsmodelle sind essenziell für die Bewertung neuer Konzepte, Verfahren und Methoden im Bereich Luftfahrt und Verkehr und stellen somit einen wesentlichen Bestandteil unserer Forschung dar. Die DLR-Institute für Flugführung, Verkehrssystemtechnik und Softwaretechnologie verfügen jeweils über fundierte Kenntnisse und Expertisen hinsichtlich verschiedener Simulationstechnologien und -möglichkeiten. Um in zukünftigen Projekten den Arbeitsaufwand zu reduzieren, nutzen wir unsere Synergien, um gemeinsame Visualisierungskonzepte zu erarbeiten. Unser Ziel ist es langfristig eine institutsübergreifende multimodulare Simulationsinfrastruktur zu entwickeln und bestehende Simulatoren darin zu integrieren. Die technischen und methodischen Voraussetzungen hierfür wurden in gemeinsamer Zusammenarbeit realisiert. Dabei lag der Schwerpunkt auf der Schaffung gemeinsamer Datenbasen für Simulationselemente wie Modelle, Sounds und Verkehrsrouten.
Aufgaben
Die Konzeption zur Entwicklung einer multimodularen Simulationsinfrastruktur umfasst folgende Aufgaben:
- Entwicklungswerkzeuge und Simulationsumgebungen angleichen um den Austausch von 3D Umgebungen zu ermöglichen
- Aufbau gemeinsamer Infrastrukturen und Bibliotheken, welche institutsübergreifend nutzbar sind
- Datenaustauschformate und -infrastrukturen für institutsübergreifende Verbundsimulationen entwickeln und implementieren
- Konzepte zur realistischen Gestaltung von Simulationen entwickeln und technologische Bausteine aufbauen (3D-Modelle, Sounds, Design der 3D-Welt)
Das Ergebnis der Zusammenarbeit sind Werkzeugketten zur Entwicklung von Simulationsobjekten sowie Bibliotheken für gemeinsame Simulationsumgebungen, die als Ganzes oder in Teilen von jedem Institut verwendet werden können. Solche Umgebungen können beispielsweise in einer großen virtuellen Karte gebündelt werden, welche unterschiedliche Komponenten wie Häuser, Bahnhöfe, Flughäfen, Gewässer und Grünflächen enthält. Zudem wird das Konzept einer gemeinsamen Kommunikationsinfrastruktur zur Durchführung von Verbundsimulationen erarbeitet. Für die Konvertierung vorhandener Modelle (z.B. 3D-Objekte, Geländedaten) in die Softwarelösungen der einzelnen Institute werden geeignete Werkzeuge entwickelt. Anhand eines Anwendungsfalles wird demonstriert, dass zwei verschiedene Anlagen eine gemeinsame Simulationsumgebung nutzen können. Darüber hinaus wurde eine qualitative Studie zur gesellschaftlichen Akzeptanz unbemannter Luftfahrzeuge in einem Fußgängersimulator durchgeführt, in der die entwickelte Umgebung erstmalig zum Einsatz kam. Die Ergebnisse der Demonstration und der Studie dienen als Basis für Publikationen. Weiterhin bilden sie eine Grundlage für zukünftige Projekt-Akquisetätigkeiten.
Perspektive
Durch die Entwicklung einer gemeinsamen Tool-Chain kann auch in Zukunft die Zusammenarbeit zwischen den Instituten verbessert und Entwicklungsaufwand reduziert werden. Vorhandene Module können einfacher ausgetauscht werden und Doppelentwicklungen in den einzelnen Instituten werden vermieden. Dadurch können zum einen Kosten reduziert und zum anderen Qualität sowie Akquisechancen erhöht werden. Darüber hinaus ermöglichen die gemeinsamen Arbeiten die Untersuchung der Interaktion mehrerer Verkehrsteilnehmer (luft- und bodengebunden) in übergreifenden Verbundsimulationen. Somit können wir der Erforschung zunehmend komplexer werdender Verkehrsszenarien auch zukünftig gerecht werden.
Die erwarteten Arbeitsergebnisse werden als wesentliche Grundlagen für zukünftige Simulationsstudien und für weitergehende Projekte im Bereich Urban Mobility gesehen und stellen daher einen essentiellen Beitrag für die Luftfahrtforschung im DLR dar.
Die Arbeiten setzen die begonnene Zusammenarbeit im Rahmen der grundfinanzierten Projekte NGC-KoFiF und City-ATM fort.
Projektname:
iUSIM - Institutsübergreifende, modulare Urban Mobility Simulationsinfrastruktur
Laufzeit:
01/2021 bis 12/2021
Projektvolumen:
114.706 €
Auftraggeber:
Programmdirektion Luftfahrt
Projektkoordinator:
DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik
Beteiligte DLR-Institute:
DLR-Institut für Flugführung
DLR-Institut für Softwaretechnologie
DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik