TP2.2 5G-Services und Service-Level-Konzepte, DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik

Insbesondere Anwendungsfälle aus dem Bereich Mobilität bedürfen Dienste, die für Unterstützung automatisierter Fahrfunktionen bei höheren Automatisierungsgraden zusätzliche Informationen strukturiert aufbereiten und möglichst über standardisierte Schnittstellen den Verkehrsteilnehmern bereitstellen. Einer dieser Dienste findet sich im Konzept der Local Dynamic Map (LDM) wieder. Dafür werden Informationen unterschiedlicher zeitlicher und räumlicher Dimensionen in einem Datenmanagementsystem aufbereitet und verdichtet. In einem weiteren Schritt lassen sich Nachrichten mit relevanten, lokalen oder globalen Informationen befüllt generieren, die entsprechend mit Modems ausgestatteten Verkehrsteilnehmern über bspw. das 5G-Mobilfunknetz versendet werden können. Diese Nachrichten beinhalten neben statischen Informationen wie hochgenau eingemessene Karten, Informationen zur straßenseitigen Infrastruktur wie Geschwindigkeitsanzeigen oder Landmarken für die Unterstützung der Eigenlokalisierung von Verkehrsteilnehmern. Auf einem nächsten, dynamischeren Layer werden Informationen zu Verkehrslage, Straßenzustand oder dem Lichtsignalzustand aufbereitet und abgelegt. Auf einem hochdynamischen Layer sind bewegte Objekte wie bspw. Fußgänger, Radfahrer oder Fahrzeuge, die von der Sensorik des „Ego-Fahrzeuges“ aufgrund von Sichtverdeckung nicht erfasst werden können, hinterlegt.

Die konzeptuelle Erforschung eines Service-Level-Konzepts wird, neben den einzelnen Services, basierend auf den Forschungsergebnissen des Informationsbedarfs der einzelnen Anwendungsfälle umgesetzt. Dies ist wegbereitend für die Definition bzw. ein Angebot an lokal bestimmte Service-Level, wodurch verschiedene Ausführungen der Anwendung realisiert werden. Das Konzept ermöglicht es automatisierten, vernetzten Fahrzeugen, bei höherem Service-Level der Infrastruktur bzw. verfügbaren Informationen aus Hintergrundsystemen, über Markt-bekannte, standardisierte Schnittstellen zuzugreifen und mit geringen Voraussetzungen seitens des Fahrzeugs zu fahren. Dabei werden die Möglichkeiten der 5G-Technologie, beispielsweise im Kontext der Kommunikation zwischen Fahrzeug und Infrastruktur, erforscht und in einzelnen Anwendungsfällen exemplarisch umgesetzt. Darüber hinaus spielt die Optimierung der Dienste, wie beispielsweise die Erfüllung latenzkritischer Informationsbereitstellung aus den Anwendungsfällen eine wichtige Rolle. Für die gleichzeitige Informationsverteilung von der Infrastruktur zu mehreren Fahrzeugen sollen Broadcast-Technologien zur effektiven Nutzung der benötigten Kanalkapazität verwendet werden.

Die konkrete Umsetzung findet wie folgt statt: Daten aus den ausgewählten Anwendungsfällen, unter anderem statische Daten, wie eine digitale Karte der Straße, bis hin zu dynamischen Daten (z. B. Status von Lichtsignalanlagen), werden in ein Datenmanagementsystem über LDM angelegt und verwaltet. Diese Daten werden wiederum für die verschiedenen Dienste über standardisierte Schnittstellen bereitgestellt. Die bereitgestellten Dienste werden optimiert, um die Latenzanforderungen aus den Anwendungsfällen zu erfüllen. Der 5G-NR-Standard wird für Broadcast erweitert und dieses dann in einem Demonstrator für die lokale Datenverteilung verwendet. Implementiert wird dies mit Hilfe des Open-Air-Interfaces (OAI) und der Prototyping Hardware. Die LDM bildet sowohl für Teilprojekte des Forschungsvorhabens 5G-Reallabor als auch für projektexterne Nutzer eine wesentliche Informationsgrundlage für deren Funktionsentwicklungen bspw. im Bereich vernetztes und automatisiertes Fahren in urbanen Zonen.

Eine hochgenaue Karte wird als Basis durch Anforderungen des DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik für die relevanten Streckenabschnitte in Braunschweig und Wolfsburg vermessen. Des Weiteren werden verschiedenste Datensätze für die Umsetzung der LDM von der Stadt Braunschweig und der Stadt Wolfsburg zur Verfügung gestellt.