TRR 339 Digitaler Zwilling Straße – Physikalisch-informatorische Abbildung des Systems „Straße der Zukunft“
Coordinator
Professor Dr.-Ing. Michael Kaliske
Grant period
2022 -
Funding body
Deutsche Forschungsgemeinschaft
DFG
Identifier
G:(GEPRIS)453596084
Note: Die Mobilität von Menschen und Gütern ist eine zentrale Grundlage unserer modernen Gesellschaft mit zunehmend globalen und vielfältig vernetzten Prozessen. Sie treibt die Wirtschaft an und ist ein essenzielles Gut, das nachhaltig erhalten und weiterentwickelt werden muss. Aktuell ist die Mobilität, speziell in Bezug auf den Straßenverkehr, in ihrer bisherigen Form mit globalen Herausforderungen (Dauerhaftigkeit, Sicherheit, Effizienz, Ökologie, Kosten, Automatisierung etc.) konfrontiert, die dringend grundlegender Lösungen bedürfen. Intelligente digitale Lösungen, insbesondere digitale Zwillinge, spielen eine entscheidende Rolle bei der Erhaltung und Wartung bestehender Verkehrsinfrastrukturen und haben in Deutschland an gesellschaftspolitischer Priorität gewonnen. TRR 339 zielt darauf ab, ein mehrdimensionales, digitales/virtuelles Abbild aus Fahrzeug, Reifen und Fahrbahn zu entwickeln und zu erforschen, unter Berücksichtigung der Straßenbefestigungen (integrierte Multifunktionalität). Die digitale Darstellung vereint alle verfügbaren und relevanten Informationen über das System „Straße der Zukunft“ aus physikalischen Untersuchungen und Modellierungen sowie aus informatorischen und Verkehrsdaten (Sensordaten, Datenmodelle usw.). Dies ermöglicht und erfordert die Interaktion zwischen der physikalisch-bautechnischen und der informatorisch-verkehrlichen Gestaltungsebene. Diese Verzahnung wird als digitaler Zwilling der Straße bezeichnet und dient perspektivisch zur Analyse, Steuerung und Prognose des physischen Systems Straße (Fahrzeug, Reifen, Fahrbahn, naher Straßenraum) mittels gemeinsamer Schnittstellen. Die Erweiterung der Straße hin zu einer High‐Tech‐Plattform soll mittels des interdisziplinären Forschungsansatzes (Bauwesen–Informatik–Gesellschaft) erschlossen werden. In Phase I wurden die notwendigen Teilmodelle entworfen und entwickelt. In der Phase II werden die Teilmodelle durch gemeinsame, standardisierte Schnittstellen kombiniert und in ein gesamtheitliches Modell des Systems Straße integriert (Digitaler Schatten). In Phase III wird der digitale Zwilling durch automatisierte Steuerungskomponenten weiterentwickelt, die die Analyse und Steuerung des Straßensystems erlauben. Hierbei soll das derzeit bereits hohe Entwicklungsniveau des Fahrzeugs analog auch für das System Straße erreicht werden, so dass darüber hinaus eine neue Qualität der Integration von Fahrzeugen und Infrastruktur erzielt werden kann. Die übergeordneten Aspekte Recht und Nachhaltigkeit sollen explizit in die Konzeption und Erarbeitung des Digitalen Zwillings Straße konsequent von Beginn an einbezogen werden. Der Digitale Zwilling Straße wird zu einer intelligenten, schonenden und nachhaltigen Nutzung der Straßeninfrastruktur führen. Weitere erwartete Ergebnisse sind wegweisende Zustandsprognosen, Schnittstellen zur lokalen Verkehrssteuerung, die optimale Synthese der Baustoffe und Strukturen, Schnittstellen zum automatisierten Fahren und die Reduktion der Emissionen.
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