upBUS-KI

Optimierung des auf der iBOSS-Raumfahrtschnittstelle basierenden upBUS-Wechselprozesses mithilfe eines virtuellen Teststands und KI-Steuerung

Laufzeit des Vorhabens: 01.11.2021 – 31.07.2023

Das upBUS-Projekt bietet eine Lösung für die Probleme des urbanen Verkehrs an, indem upBUS den öffentlichen Nahverkehr durch eine nahtlose Verkehrslösung aufwertet und auf eine neue Systemebene hebt. Durch die Nutzbarmachung der +1-Ebene in einer kostengünstigen und effizienten Lösung gewinnt der öffentliche Nahverkehr neue Möglichkeiten, den heutigen und zukünftigen weltweiten Herausforderungen der urbanen Mobilität zu begegnen. Der Bedarf und die Vision einer nathlosen Mobilität wird durch diverse Konzeptstudien unterschiedlicher Unternehmen untermauert. Das upBUS-Konzept verfügt über die dafür notwendige Schlüsseltechnologie: eine multifunktionale Schnittstelle. Solch eine Schnittstelle macht nahtlosen Verkehr erst möglich. Diese Schnittstelle wurde im iBOSS-Projekt für die Raumfahrt entwickelt und wird nun in einem Transfer für den öffentlichen Nahverkehr weiterentwickelt. In einem vorangegangenen Vorhaben konnte im Sommer 2021 die grundsätzliche Funktionsfähigkeit nahtloser Mobilität an einem Demonstrator zur Verbindung von Seilbahn und Bus gezeigt werden.

upBUS-KI wird an der RWTH Aachen in einer Kooperation zwischen dem Institut für Strukturmechanik und Leichtbau (SLA) und dem Lehrstuhl für Höchstfrequenzelektronik (HFE) durchgeführt. Das Hauptziel des Projekts ist die Weiterführung des Technologietransfers der Raumfahrtschnittstelle zur Anwendung im Automobilbereich. Dafür soll die Robustheit der Schnittstelle insbesondere gegenüber Umwelteinflüssen auf der Erde wie Regen, Schnee und Eis verbessert und die Zyklenzahl erhöht werden. Parallel wird die im vorangegangenen Projekt entwickelte Sensorik in die Schnittstelle integriert, sodass die Kopplung an definierten Punkten stattfinden kann. Die definierten Punkte werden auch den Konstruktionsprozess zukünftiger Fahrzeuge der nahtlosen Mobilität unterstützen, da lediglich die definierten Punkte der Schnittstelle für den vollständigen Wechselprozess benötigt werden. Neben dieser Weiterentwicklung wird ein virtueller Teststand aufgebaut, an dem der Wechselprozess und die neu entwickelten Komponenten in schneller Abfolge getestet werden können. Für den Wechselprozess wird eine Künstliche Intelligenz angelehrt, die auf verschiedene Zustände bei der Übergabe der Kabine dynamisch reagieren soll. Diese können beispielsweise durch eine unterschiedliche Belastung der Kabine verursacht werden. Aber auch Wind oder die Fahrbahnbeschaffenheit in der Station haben Einfluss auf den Wechsel. Durch die Übernahme der Steuerung des Wechselprozesses durch eine Künstliche Intelligenz kann auf diese verschiedenen Zustände – auch in Kombination – reagiert werden. Parallel zum virtuellen Teststand wird auch eine Verkehrsorganisationssoftware aufgebaut, die das upBUS-System global überwacht. Für die nahtlose Übergabe insbesondere mit einem Seilbahnsystem ist die Voraussetzung, dass, wenn eine Kabine am Seil in die Station einfährt, ein Fahrmodul für die Aufnahme bereitsteht und umgekehrt. Da insbesondere der Busverkehr durch andere Verkehrsteilnehmys Störungen unterliegt, wird die Verkehrsorganisationssoftware das gesamte System steuern. Die Software kann so im Störungsfall verschiedene Gegenmaßnahme einsetzen, wie einzelne Busse beschleunigen oder abbremsen, Haltestellen auslassen, die Seilbahn verlangsamen oder Puffer aktivieren. Auf diesem Weg soll in upBUS-KI an drei zentralen Stellen der nahtlosen Mobilität gearbeitet werden.

Institutionen/ Ansprechpartner

RWTH Aachen University Institut für Strukturmechanik und Leichtbau (SLA)

Tobias Meinert
+49 241 80 95467
tobias.meinert@sla.rwth-aachen.de
www.sla.rwth-aachen.de

RWTH Aachen University Lehrstuhl für Höchstfrequenzelektronik

David Bierbüsse
+49 241 80 24647
david.bierbuesse@hfe.rwth-aachen.de
www.hfe.rwth-aachen.de