Deliverable D41.1 Versuchsplan 1€¦ · Daniel Handke – Stadt Frankfurt am Main (FFM) Dominik Mühlbacher –Interdisziplinäres Zentrum für Verkehrswissenschaften an der Univer-sität

Deliverable D41.1

Versuchsplan 1.0

Version 3.0

Verbreitung Öffentlich

Projektkoordination Daimler AG

Versionsdatum 28.06.2010

simTD wird gefördert und unterstützt durch

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Sichere Intelligente Mobilität Testfeld Deutschland

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Dieses Dokument wurde erstellt vom Interdisziplinären Zentrum für Verkehrswissenschaften (IZVW) an der Universität Würzburg

Beiträge wurden verfasst von

Ingo Totzke – Universität Würzburg – Interdisziplinäres Zentrum für Verkehrswissenschaften (IZVW; Redaktion und Rahmenkapitel)

Benjamin Kentsch – Hessisches Landesamt für Straßen- und Verkehrswesen (HLSV)

Christian Schlotter – Hessisches Landesamt für Straßen- und Verkehrswesen (HLSV)

Daniel Handke – Stadt Frankfurt am Main (FFM)

Dominik Mühlbacher –Interdisziplinäres Zentrum für Verkehrswissenschaften an der Univer-sität Würzburg (IZVW)

Dorothee Allekotte – Stadt Frankfurt am Main (FFM)

Florian Fischer –Interdisziplinäres Zentrum für Verkehrswissenschaften an der Universität Würzburg (IZVW)

Florian Schimandl – Technische Universität München – Verkehrstechnik (TUM-VT)

Horst Rechner – FhG-Fokus

Jens Zech – TU Berlin

Julia Müller – Technische Universität München – Verkehrstechnik (TUM-VT)

Jürgen Großmann – FhG-Fokus

Marco Petrick – Adam Opel GmbH

Martin Goralczyk – TU Berlin

Mathias Baur – Technische Universität München – Verkehrstechnik (TUM-VT)

Michael Stein – Stadt Frankfurt am Main (FFM)

Nadja Lich – Stadt Frankfurt am Main (FFM)

Rita Jakoby – Albert Speer & Partner GmbH (AS&P)

Robert Braun – Technische Universität München – Verkehrstechnik (TUM-VT)

Sandra Kleinau – Volkswagen AG

Silja Hoffmann – Technische Universität München – Verkehrstechnik (TUM-VT)

Susanne Buld – Interdisziplinäres Zentrum für Verkehrswissenschaften an der Universität Würzburg (IZVW)

Thomas Hecker – TU Berlin

Turhan Batur – Adam Opel GmbH

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Projektkoordination

Dr. Christian Weiß

Daimler AG

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71059 Sindelfingen

Germany

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Fax +49 7031 4389 210

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Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung ................................................................................................................... 1

English summary ...................................................................................................................... 2

1 Einleitung .......................................................................................................................... 3

1.1 Zielsetzung des Deliverable D41.1 ......................................................................... 3

1.2 Überblick über dieses Dokument ........................................................................... 4

1.3 Einbettung von D41.1 in das Projekt simTD ............................................................ 4

1.3.1 TP-übergreifende Einbettung .............................................................................. 4

1.3.2 TP-interne Einbettung ......................................................................................... 5

2 Prüfkonzept 1.0 ................................................................................................................ 6

2.1 Ausgangspunkt Deliverable D13.2 ......................................................................... 6

2.1.1 Nicht-technische Test- und Versuchsfälle .......................................................... 6

2.1.2 Technische Test- und Versuchsfälle ................................................................. 17

2.2 Möglichkeiten und Grenzen der Versuchsumgebungen ...................................... 23

2.2.1 Feldversuch: Versuchsgebiet und Testgelände ................................................ 23

2.2.2 Fahrsimulation .................................................................................................. 25

2.2.3 Verkehrssimulation ........................................................................................... 25

2.3 Durchführbarkeit von Versuchsfällen bei Eingriff in den Straßenverkehr ............. 26

2.3.1 Allgemeine Zusammenstellung der zu erzeugenden Sondersituationen .......... 26

2.3.2 Rückmeldung der zuständigen Straßenverkehrsbehörde hinsichtlich der Durchführbarkeit ............................................................................................................. 27

2.4 Konzept für die Integration technischer und nicht-technischer Versuchsspezifikationen in den Drehbüchern .................................................................... 30

2.5 Priorisierung technischer und nicht-technischer Versuchsfälle ............................ 31

2.5.1 Priorisierung technische Versuche ................................................................... 31

2.5.2 Priorisierung nicht-technischer Versuche ......................................................... 32

2.5.3 Priorisierung technischer und nicht-technischer Versuchsfälle aus TP5-Sicht . 35

2.6 Methodologische Betrachtung: Versuchsmethodik .............................................. 36

2.6.1 Versuchsmethodik ............................................................................................ 37

2.6.2 Methodische Hinweise zur Versuchsplanung ................................................... 38

2.6.3 Methodische Hinweise zur Ergebnisinterpretation ............................................ 43

2.6.4 Beispielrechnungen für optimale Stichprobengröße ......................................... 46

2.6.5 Zwischenfazit .................................................................................................... 51

2.7 Verkehrslageermittlung in Abhängigkeit der Fahrzeugzahl .................................. 52

2.7.1 Verbesserte Verkehrslageermittlung für das städtische Versuchsgebiet ......... 52

2.7.2 Verbesserte Verkehrslageermittlung für das Versuchsgebiet des Landes Hessen in Abhängigkeit der Fahrzeugzahl ..................................................................... 54

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3 Versuchsgebiet ............................................................................................................... 56

3.1 Planung ITS Roadside Station-Standorte ............................................................ 56

3.1.1 Planung ITS Roadside Stations (IRS) – Standorte für das regionale Versuchsgebiet ............................................................................................................... 56

3.1.2 Planung ITS Roadside Stations (IRS) - Standorte für das städtische Versuchsgebiet ............................................................................................................... 58

3.2 Konzeption Erhebung von Detailinformationen über das Versuchsgebiet ........... 59

3.2.1 Städtisches Versuchsgebiet ............................................................................. 59

3.2.2 Regionaler Bereich ........................................................................................... 61

3.2.3 Beschilderung ................................................................................................... 64

3.3 Videobefahrung des Versuchsgebiets und Bereitstellungstool für die erhobenen Videos 65

3.4 Konzeption Verortung der Versuchsfälle: Auswählen der Versuchsteilgebiete .... 67

4 Testgelände .................................................................................................................... 69

4.1 Allgemeine Anforderungen an das Testgelände .................................................. 69

4.2 Beschreibung des ausgewählten Testgeländes ................................................... 71

5 Konzeption Simulationslabor .......................................................................................... 75

5.1 Beschreibung Fahrsimulation ............................................................................... 75

5.1.1 Fahrsimulator mit Bewegungssystem ............................................................... 76

5.1.2 Statischer Fahrsimulator ................................................................................... 77

5.1.3 Pulksimulation ................................................................................................... 77

5.1.4 Fahrsimulationssoftware SILAB ........................................................................ 78

5.1.5 Anwendungsfälle, die in der Fahrsimulation umgesetzt werden ....................... 80

5.2 Beschreibung Verkehrssimulation ........................................................................ 82

5.2.1 Allgemein .......................................................................................................... 82

5.2.2 Simulationsnetz und Verkehrsnachfrage .......................................................... 83

5.2.3 Verkehrstechnische Infrastruktur ...................................................................... 84

5.2.4 Integration der simTD-Anwendungsfälle ............................................................ 84

5.2.5 Herstellen der Untersuchungssituationen ......................................................... 85

5.2.6 Fahrerverhalten ................................................................................................ 85

5.2.7 Kommunikationsmodellierung ........................................................................... 85

5.2.8 Anwendungsfälle, die in der Verkehrssimulation umgesetzt werden ................ 86

5.3 Zusammenspiel der Simulationsumgebungen im Simulationslabor ..................... 88

6 Versuchsflotten: Übersicht .............................................................................................. 92

6.1 OEM-Testflotte ..................................................................................................... 92

6.2 Interne Flotte ........................................................................................................ 93

6.3 Externe Flotte ....................................................................................................... 94

6.4 Verfügbarkeit der Flotten im Versuchsbetrieb ...................................................... 94

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7 Interne Flotte .................................................................................................................. 97

7.1 Zielsetzung der internen Flotte ............................................................................. 97

7.1.1 Fahrzeugflotte ................................................................................................... 97

7.1.2 Fahrerkonzepte ................................................................................................. 97

7.2 Umsetzung von Anwendungs- und Versuchsfällen ............................................ 101

7.2.1 Nicht-technische Versuchsfälle in der internen Flotte ..................................... 101

7.2.2 Technische Versuchsfälle in der internen Flotte ............................................. 102

7.2.3 Rechtlich-regulatorische Rahmenbedingungen in Bezug auf die interne Flotte 105

7.3 Anforderungen an interne Flotte ......................................................................... 106

7.3.1 Spezielles Fahrverhalten ................................................................................ 106

7.3.2 Technische Ausstattung der Fahrzeuge ......................................................... 107

7.4 Anforderungen der Datenauswertung ................................................................ 108

8 Externe Flotte ............................................................................................................... 109

8.1 Zielsetzung der externen Flotte .......................................................................... 109

8.2 Umsetzung von Anwendungs- und Versuchsfällen ............................................ 109

8.2.1 Nicht-technische Versuchsfälle in der externen Flotte .................................... 109

8.2.2 Technische Versuchsfälle in der externen Flotte ............................................ 112

8.2.3 Rechtlich-regulatorische Rahmenbedingungen in Bezug auf die externe Flotte 119

8.3 Anforderungen an die externe Flotte .................................................................. 119

8.3.1 Spezielles Fahrverhalten ................................................................................ 119

8.3.2 Auswahl und technische Ausstattung der Fahrzeuge ..................................... 120

8.3.3 Eignung der Fahrer für die externe Flotte ....................................................... 120

8.3.4 Eignung potenzieller lokaler Partner ............................................................... 121

8.3.5 Ideensammlung zur Incentivierung der möglichen Betreiber der externen simTD Flotte 124

8.4 Anforderungen an Datenauswertung ................................................................. 128

9 Betreuung der Versuchsfahrer ..................................................................................... 130

9.1 Anforderungen an den Trainingsbedarf der Fahrer ............................................ 130

9.1.1 Pragmatische Überlegungen zur Fahrereinweisung ....................................... 130

9.1.2 Empfehlung zur Fahrereinweisung ................................................................. 130

9.2 Anforderung an den Operator Mensch ............................................................... 131

9.2.1 Beispiele ......................................................................................................... 132

9.2.2 Fazit ................................................................................................................ 133

10 Zusammenspiel simTD-Versuchszentrale und Versuchsflottenstützpunkt .................... 135

10.1 Abgrenzung simTD-Versuchszentrale und Versuchsflottenstützpunkt ................ 135

10.2 Personal und Organigramm ............................................................................... 135

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10.3 Aufgabenverteilung ............................................................................................ 137

10.4 Anforderungen an den Versuchsflottenstützpunkt ............................................. 139

10.4.1 Räumliche Ausmaße des Versuchsflottenstützpunktes .................................. 139

10.4.2 Ausstattung des Versuchsflottenstützpunktes ................................................ 140

10.4.3 Anforderungen an den Parkplatz .................................................................... 141

10.4.4 Geeignete Flächen ......................................................................................... 141

10.4.5 Bauliche Varianten für den Versuchsflottenstützpunkt ................................... 142

10.4.6 Weiteres Vorgehen für Auswahl des Versuchsflottenstützpunkts .................. 143

11 Versuchsdatenaufzeichnung und -übertragung ............................................................ 144

11.1 Versuchsdatenaufzeichnung .............................................................................. 144

11.2 Versuchsdatenübertragung ................................................................................ 144

11.3 Logprofile ............................................................................................................ 145

11.4 Nachlaufzeit ........................................................................................................ 145

11.5 Monitoring ........................................................................................................... 146

12 Werkzeuge zur Versuchsdurchführung ........................................................................ 148

12.1 Überblick über die zur Verfügung gestellten Werkzeuge ................................... 148

12.2 Arbeiten im Vorfeld der Versuchsdurchführungen ............................................. 149

12.2.1 Erfassen der Mitarbeiterstammdaten .............................................................. 149

12.2.2 Erfassen der Fahrzeugstammdaten ............................................................... 151

12.2.3 Anlegen und prüfen der Drehbücher .............................................................. 151

12.2.4 Drehbücher verfeinern .................................................................................... 152

12.2.5 Planen der Durchführungen ............................................................................ 156

12.3 Tagesgeschäft – Versuchsdurchführungen ........................................................ 156

12.3.1 Vorbereiten der Versuchsdurchführung .......................................................... 157

12.3.2 Versuchsdurchführung .................................................................................... 159

12.3.3 Sofortprüfung .................................................................................................. 161

12.3.4 Vorbereitungen und Nacharbeiten .................................................................. 162

12.3.5 Defektmanagement ........................................................................................ 163

13 Konzeption Pilotversuche und Vorversuche ................................................................. 164

13.1 Teilprojekte TP3/TP4 und deren Phasen ........................................................... 164

13.2 Pilotversuchsphase ............................................................................................ 165

13.2.1 Voraussetzung für die Durchführung von Pilotversuchen ............................... 165

13.2.2 Aufgaben in der Pilotversuchsphase .............................................................. 166

13.2.3 Ergebnisse der Pilotversuchsphase ............................................................... 166

13.3 Vorversuchsphase .............................................................................................. 167

13.3.1 Voraussetzung für die Durchführung von Vorversuchen ................................ 167

13.3.2 Aufgaben in der Vorversuchsphase ................................................................ 168

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13.3.3 Ergebnisse in der Vorversuchsphase ............................................................. 168

14 Konzeption Erstellung Drehbücher ............................................................................... 169

14.1 Einleitung ............................................................................................................ 169

14.2 Begriffsbestimmung ............................................................................................ 169

14.2.1 Versuchsszenario (Arbeitsdefinition) .............................................................. 169

14.2.2 Drehbuch und Drehbuchauszug (Arbeitsdefinition) ........................................ 171

14.2.3 Übersicht der Arbeitsdefinitionen .................................................................... 172

14.3 Konzeption Drehbuch (Arbeitsstand: März 2010) .............................................. 172

14.3.1 Einführung ...................................................................................................... 172

14.3.2 Arbeitsstand Drehbücher für interne Flotte ..................................................... 175

14.3.3 Externe Flotte ................................................................................................. 176

14.3.4 Fahrsimulation ................................................................................................ 177

14.3.5 Verkehrssimulation ......................................................................................... 178

15 Fazit .............................................................................................................................. 181

15.1 Rückblick ............................................................................................................ 181

15.2 Schlussfolgerungen ............................................................................................ 181

15.2.1 Vorarbeiten zur Erstellung eines Prüfkonzepts ............................................... 181

15.2.2 Übersichten über Versuchsgebiet, Testgelände, Versuchsflotten und Simulationslabor ........................................................................................................... 182

15.2.3 Anmerkungen zu empirischen Versuchen mit der internen bzw. externen Flotte 182

15.2.4 Darstellung der organisatorischen und technischen Rahmenbedingungen ... 183

15.2.5 Aktueller Diskussionsstand bei der Erstellung der Drehbücher für die Versuchsdurchführung in TP4 ...................................................................................... 183

15.3 Ausblick .............................................................................................................. 184

Anhang ................................................................................................................................. 185

Anhang 1: Durchführbarkeit von Versuchsfällen bei Eingriff in den Straßenverkehr ........ 185

Anhang 2: Befahrung des Versuchsgebiets durch IZVW ................................................. 196

Anhang 3: Anforderungen an Testgelände (abgeleitet aus Test- und Versuchsfällen, AP13) ............................................................................................................................... 198

Literaturverzeichnis .............................................................................................................. 205

Abkürzungen ........................................................................................................................ 207

Glossar ................................................................................................................................. 208

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Abbildungen Abbildung 1: Erläuterung des Unterschieds zwischen Fahr- und Verkehrseffizienz bzw. Fahr- und Verkehrssicherheit an einem fiktiven Beispiel (die Zahlen könnten beispielsweise die jeweilige mittlere Reisezeit oder die jeweilige maximale Geschwindigkeit sein). ..................... 8

Abbildung 2: Inner- und außerstädtische Straßen des simTD-Versuchsgebiets. ...................... 9

Abbildung 3: Spezialistenteams für die technischen Versuche. ............................................. 22

Abbildung 4: Konzept für das Erreichen abgestimmter Prioritäten für die nicht-technischen Versuchsfallvarianten. ............................................................................................................ 34

Abbildung 5: Stufenmodell der Versuchsphasen (Quelle: Sarris, 1990, S. 112). ................... 37

Abbildung 6: Vorher-Nachher-Messung an einer einzigen Versuchsgruppe. ........................ 39

Abbildung 7: Vorher-Nachher-Messung an einer einzigen Versuchsgruppe mit Post-Phase. ............................................................................................................................................... 40

Abbildung 8: Zweistichprobenversuchsplan mit Zufallsgruppenbildung. ................................ 40

Abbildung 9: Cross-Over Design. ........................................................................................... 41

Abbildung 10: Versuchsplan der externen Flotte laut simTD-Vorhabensbeschreibung: „Schrotschuss-Design“. .......................................................................................................... 41

Abbildung 11: Wechselseitige Beziehungen im Signifikanztest (Quelle: Bortz & Döring, 2006, S. 627). ................................................................................................................................... 45

Abbildung 12: Optimale Stichprobengröße (Ordinate) in Abhängigkeit von verschiedenen Teststärken („Power“, Abszisse) für ein Kontrollgruppen-Design, keine Messwiederholung, kleine Effektgröße. ................................................................................................................. 47

Abbildung 13: Optimale Stichprobengröße (Ordinate) in Abhängigkeit von verschiedenen Teststärken („Power“, Abszisse) für ein Kontrollgruppen-Design, keine Messwiederholung, große Effektgröße. ................................................................................................................. 48

Abbildung 14: Optimale Stichprobengröße (Ordinate) in Abhängigkeit von verschiedenen Teststärken („Power“, Abszisse) für ein Kontrollgruppen-Design mit technischen Rahmenbedingungen, kleine Effektgröße, teilweise abhängige Messung. ............................ 48

Abbildung 15: Optimale Stichprobengröße (Ordinate) in Abhängigkeit von verschiedenen Teststärken („Power“, Abszisse) für ein Kontrollgruppen-Design mit technischen Rahmenbedingungen, große Effektgröße, teilweise abhängige Messung. ............................ 51

Abbildung 16: Versuchsgebiet Niederrad und VISUM Umlegungsergebnis (Quelle: Stadt Frankfurt). ............................................................................................................................... 53

Abbildung 17: IRS-Standorte regionaler Bereich (Quelle: HLSV). ......................................... 57

Abbildung 18: Ausschnitt aus dem simTD Versuchsgebiet. ..................................................... 58

Abbildung 19: IRS-Standorte städtischer Bereich. ................................................................. 59

Abbildung 20: Wechselverkehrszeichenbrücke. ..................................................................... 62

Abbildung 21: Wechselwegweiser. ......................................................................................... 62

Abbildung 22: Dynamische Wechselwegweiser mit integrierter Stauinformation – dWiSta. .. 63

Abbildung 23: Dynamische Informationstafeln zur Reisezeitanzeige – dIRA. ........................ 63

Abbildung 24: Temporäre Seitenstreifenfreigabe. .................................................................. 64

Abbildung 25: Hauptfenster von SILABVideoAnalysis (Quelle: WIVW GmbH). ..................... 66

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Abbildung 26: Lage des Testgeländes im Versuchsgebiet. ................................................... 71

Abbildung 27: Übersicht der ehemaligen US-Kaserne Friedberg (Quelle: Bundesanstalt für Immobilienaufgaben). ............................................................................................................. 72

Abbildung 28: Freifläche im Nordosten. ................................................................................. 72

Abbildung 29: West-Ost-Gerade. ........................................................................................... 73

Abbildung 30: Betonierte Freifläche im Süden. ...................................................................... 73

Abbildung 31: Nutzbare Gebäude. ......................................................................................... 74

Abbildung 32: Fahrsimulator mit Bewegungssystem der WIVW GmbH. ................................ 76

Abbildung 33: Statischer Fahrsimulator der WIVW GmbH. .................................................... 77

Abbildung 34: Pulksimulation der WIVW GmbH. ................................................................... 78

Abbildung 35: Screenshots aus der Fahrsimulationssoftware SILAB der WIVW GmbH. Hier beispielhaft Stadtszenario, Landstraße und Nachtfahrt. ........................................................ 79

Abbildung 36: Mitschau der Daten in der Fahrsimulationssoftware SILAB der WIVW GmbH. ............................................................................................................................................... 80

Abbildung 37: 2D- und 3D-Darstellungen von Streckenausschnitten in VISSIM (Quelle: PTV Planung Transport Verkehr AG, 2009). .................................................................................. 83

Abbildung 38: Generiertes Abbild des simTD – Versuchsgebietes als Netzmodell (Quelle: TUM-VT). ................................................................................................................................ 84

Abbildung 39: Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Nachrichtenempfangs in Abhängigkeit von der Ausstattungsdichte und von der Entfernung zwischen Sender und Empfänger (Quelle: Assenmacher, Killat, Schmidt-Eisenlohr & Vortisch, 2008). ..................................... 86

Abbildung 40: Zusammenspiel zwischen Versuchsszenario, Prüfung der technischen Funktionalität und Wirkungsermittlung und der Einfluss unterschiedlicher Randbedingungen. ............................................................................................................................................... 88

Abbildung 41: Zusammenspiel der Versuchsumgebungen. ................................................... 89

Abbildung 42: Datenfluss im Rahmen einer Verkehrssimulations-Studie. ............................. 91

Abbildung 43: Übersicht über Versuchsflotten in simTD. ......................................................... 92

Abbildung 44. Zuordnung der simTD Flotten zu verschiedenen Phasen (Zeitplanung: Stand März 2010). ............................................................................................................................ 95

Abbildung 45: simTD-Versuchsfahrer der internen Flotte (Quelle: simTD-Vorhabensbeschreibung, 2009). ............................................................................................ 98

Abbildung 46: Verteilung der simTD-Versuchsflotte (Quelle: Vorhabensbeschreibung, 2009). ............................................................................................................................................... 99

Abbildung 47. Personal und Organigramm für Versuchsflottenstützpunkt und simTD-Versuchszentrale. ................................................................................................................. 136

Abbildung 48: Komponenten der Versuchsunterstützung. ................................................... 148

Abbildung 49: Unterschiedliche Einsatzorte der Versuchsunterstützung. ............................ 149

Abbildung 50: Personalstammdaten Eingabe im FMS (Sauer OS, 2009). ........................... 150

Abbildung 51: Personalverfügbarkeit im FMS (Sauer OS, 2009). ........................................ 150

Abbildung 52: Eingabe der Fahrzeugdaten im FMS (Sauer OS, 2009). .............................. 151

Abbildung 53: Testablaufplanung – Drehbücherauflistung. .................................................. 152

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Abbildung 54: Beispielhafte Darstellung der Formularansicht für Versuchsfälle. ................. 152

Abbildung 55: Szenario-Editor - Allgemeine Informationen. ................................................. 153

Abbildung 56: Szenario Editor - Anlegen von Routen. ......................................................... 154

Abbildung 57: Szenario Editor - Ereignisse und Aktionen. ................................................... 155

Abbildung 58: Szenario Editor - Anlegen von Gruppen. ....................................................... 156

Abbildung 59: Einplanen einer Versuchsdurchführung. ....................................................... 157

Abbildung 60: Buchen von Fahrern und Fahrzeugen. .......................................................... 158

Abbildung 61: Versuchsdurchführung. ................................................................................. 160

Abbildung 62: Beispiel für die HMI Präsentationen (Entwurfsdesign, Stand: März 2010). ... 160

Abbildung 63: Fahrerbefragung – Situationsbewertung (Entwurfsdesign, Stand: März 2010). ............................................................................................................................................. 161

Abbildung 64: Entwurfsbeispiele für Fahrerbefragung – Bewertung (Entwurfsdesign, Stand: März 2010). .......................................................................................................................... 161

Abbildung 65: Sofortprüfung der Versuchsdurchführung. .................................................... 162

Abbildung 66: Defektverwaltung mit dem FMS (Sauer OS, 2009). ...................................... 163

Abbildung 67: Zeitliche Einordnung und Reihenfolge der Phasen. ...................................... 164

Abbildung 68: Priorisierung in den Phasen und deren Teilprojekte. .................................... 164

Abbildung 69: Gliederung der simTD-Begriffe –Versuchsszenario als Konkretisierung eines Versuchsfalls bzw. einer Versuchsfallvariante. .................................................................... 170

Abbildung 70: simTD-Begriffe – Erweiterung um Begriffe „Drehbuch“ bzw. „Drehbuch-Auszug“. ............................................................................................................................... 171

Abbildung 71: Screenshot einer beispielhaften Fahrsituation „Liegengebliebenes Fahrzeug“ der Fahrsimulation der WIVW GmbH. .................................................................................. 178

Abbildung 72: Erste Befahrungsrunde des städtischen Versuchsgebiets durch das IZVW: Baseler Straße – Stresemannallee – Mörfelder Landstraße – Alt-Niederrad – Bürostadt Niederrad – Alt-Niederrad – Kennedyallee. .......................................................................... 196

Abbildung 73: Zweite Befahrungsrunde des städtischen Versuchsgebiets durch das IZVW: Theodor-Stern-Kai – Alt-Niederrad – A5 AS Frankfurt-Niederrad – Frankfurter Kreuz – A3 AS Frankfurt Süd – Mörfelder Landstraße – Kennedyallee. ...................................................... 196

Abbildung 74: Dritte Befahrungsrunde des städtischen Versuchsgebiets durch das IZVW: Theodor-Stern-Kai – Niederräder Ufer – A5 AS Frankfurt-Niederrad – Westkreuz Frankfurt – A648 (Theodor-Heuss-Allee) – Friedrich-Ebert-Anlage. ...................................................... 197

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Tabellen Tabelle 1: Erweiterte Versuchsmatrix mit den Dimensionen „Nicht-technische Fragestellungen in simTD“ und „Versuchsumgebungen für nicht-technische Ziele“. Im Feld „R“ (Realisierung im Rahmen der nicht-technischen Versuche geplant) wird für jede der Kombinationen das Zutreffen der Kriterien angegeben. Zusätzlich ist jeweils ein Feld für Kommentare vorhanden. ........................................................................................................ 11

Tabelle 2: Auflistung der in simTD geplanten Anwendungsfälle (veranschaulicht durch ein „X“) in Abhängigkeit der nicht-technischen Fragestellung und Versuchsumgebung. (In der Erweiterten Versuchsmatrix: Realisierung im Rahmen der nicht-technischen Versuche geplant - Abkürzungen: „N“ Nutzerakzeptanz, „FE“ Fahreffizienz, „VE“ Verkehrseffizienz, „FS“ Fahrsicherheit und „VS“ Verkehrssicherheit). ................................................................ 12

Tabelle 3: Übersicht über an einem Versuchsfall mögliche beteiligte Fahrer- bzw. Fahrzeuggruppen. .................................................................................................................. 15

Tabelle 4: Übersicht über die Anzahl an Versuchsfallvariationen pro Versuchsumgebung (Stand: März 2010). ................................................................................................................ 16

Tabelle 5: Anzahl von Validierungszielen in Bezug zu Funktionen, Kommunikationssystem, IT-Sicherheit, Ausstattung. ..................................................................................................... 18

Tabelle 6: Technisches Test- und Versuchsfalltemplate. ....................................................... 19

Tabelle 7: Anzahl der Test und Versuchsfallspezifikationen in Relation zu den Validierungszielen. ................................................................................................................. 20

Tabelle 8: Zusammenfassung der technischen Versuchsfälle für das TP4 (Diskussionsstand: März 2010). ............................................................................................................................ 21

Tabelle 9: Stellungnahme der Straßenverkehrsbehörden. ..................................................... 28

Tabelle 10: Nicht-technische Versuchsfallvarianten der internen Flotte im Versuchsgebiet für den Anwendungsfall "Warnung vor Stauende". ..................................................................... 32

Tabelle 11: Vergleich der verschiedenen Versuchsdesigns. .................................................. 42

Tabelle 12: Vorgehen bei Schätzung der optimalen Stichprobengröße für Kontrollgruppen-Design, keine Messwiederholung und kleinem Effekt. ........................................................... 46

Tabelle 13: Vorgehen bei Schätzung der optimalen Stichprobengröße für Kontrollgruppen-Design, keine Messwiederholung und großem Effekt. ........................................................... 47

Tabelle 14: Vorgehen bei Schätzung der optimalen Stichprobengröße für Kontrollgruppen-Design mit verkehrlichen Rahmenbedingungen, teilweise abhängige Messung und kleinem Effekt. ..................................................................................................................................... 49

Tabelle 15: Vorgehen bei Schätzung der optimalen Stichprobengröße für Kontrollgruppen-Design, keine Messwiederholung und großem Effekt. ........................................................... 50

Tabelle 16: Beschreibung der Attribute und Details der POIs im Versuchsgebiet. ................ 60

Tabelle 17: Zuordnung der Attribute zu den POIs im Versuchsgebiet. .................................. 61

Tabelle 18: Bewertung Kriterien geschlossenes Testgelände (aus Sicht von TP4). .............. 70

Tabelle 19: Auflistung der in simTD in der Fahrsimulation geplanten Anwendungsfälle in Abhängigkeit der nicht-technischen Fragestellung. ................................................................ 81

Tabelle 20: Auflistung der in simTD in der Verkehrssimulation geplanten Anwendungsfälle in Abhängigkeit der nicht-technischen Fragestellung. ................................................................ 86

Deliverable D41.1 Version 3.0 | 28.06.2010 | Seite xiii

Tabelle 21: Auflistung der in simTD mit der internen Flotte geplanten Anwendungsfälle (veranschaulicht durch ein „X“) in Abhängigkeit der nicht-technischen Fragestellung und Versuchsumgebung. Abkürzungen: „N“ Nutzerakzeptanz, „FE“ Fahreffizienz, „VE“ Verkehrseffizienz, „FS“ Fahrsicherheit und „VS“ Verkehrssicherheit. .................................. 101

Tabelle 22: Funktionsversuche für die interne Flotte. .......................................................... 103

Tabelle 23: Kommunikations-, Sicherheits- und Ausstattungsversuche für die interne Flotte. ............................................................................................................................................. 106

Tabelle 24: Auflistung der in simTD mit der externen Flotte geplanten Anwendungsfälle in Abhängigkeit der nicht-technischen Fragestellung. .............................................................. 110

Tabelle 25: Zusammenfassung der Ausstattungs-, Kommunikation- und IT-Sicherheitsversuche für die externe Flotte. .......................................................................... 117

Tabelle 26: Zusammenfassung der Test- und Versuchsspezifikation für Funktionsversuche für die externe Flotte. ........................................................................................................... 117

Tabelle 27: Bewertung potenzieller Kandidaten für die externe Flotte („-“ negativ zu bewerten bzw. trifft nicht zu, „O“ neutral zu bewerten, „+“ positiv zu bewerten bzw. trifft zu). ............. 122

Tabelle 28: Zuordnung der Aufgaben zum Personal (Stand: März 2010). ........................... 138

Tabelle 29: Übersicht über räumliche Ausmaße des Versuchsflottenstützpunktes. ............ 140

Tabelle 30: Technische Büroausstattung Versuchsflottenstützpunkt (Stand: März 2010). .. 141

Tabelle 31: Mobiliar Versuchsflottenstützpunkt (Stand: März 2010). ................................... 142

Tabelle 32: Konkretisierung einer Versuchsfallvariante zu einem Simulationsszenario. ..... 179

Tabelle 33: Versuchsfälle für A_2.1.1.5 Hindernisse auf der Fahrbahn. .............................. 185

Tabelle 34: Versuchsfälle für A_2.1.1.2 Warnung vor liegengebliebenem Fahrzeug. ......... 186

Tabelle 35: Versuchsfälle für A_2.1.1.4 Baustellenwarnung. ............................................... 187

Tabelle 36: Versuchsfälle für A_1.3.2.1 Optimierung des LSA-gesteuerten Verkehrsflusses. ............................................................................................................................................. 188

Tabelle 37: Versuchsfälle für A_1.3.1.1 Umleitungsempfehlung. ......................................... 190

Tabelle 38: Versuchsfälle für A_2.1.4.1 Warnung vor sich näherndem Einsatzfahrzeug. ... 191

Tabelle 39: Versuchsfälle für A_3.1.2.4 Parksituation. ......................................................... 194

Tabelle 40: Versuchsfälle für A_2.2.4.1 Querverkehrsassistent. ......................................... 195

Tabelle 41: Anforderungen an das Testgelände. ................................................................. 198

Tabelle 42: Abkürzungsverzeichnis. ..................................................................................... 207

Tabelle 43: Einträge der Versuchsmethodik für das simTD-Glossar (Quelle: Bortz & Döring, 2006). ................................................................................................................................... 208

Deliverable D41.1 Version 3.0 | 28.06.2010 | Seite 1

Zusammenfassung Laut simTD-Vorhabensbeschreibung (Version 4.1, 2009, S. 187) hat AP41 „die Aufgabe, ein Versuchsdesign zu entwerfen, mit dem sich die zu den genannten Kategorien definierten Versuche effizient durchführen und auswerten lassen. Dazu gehört

• die Ausarbeitung von Versuchsszenarien

• die Auswahl entsprechender Versuchsgebiete […]

• die Planung der Auswertung

• die Planung des Probandenbedarfs.“

Nach Abschluss von AP41 steht somit ein Versuchsplan zur Verfügung, der verschiedenarti-ge technische und nicht-technische Versuchsfälle im Rahmen von simTD abdeckt. Zu diesem Versuchsplan sind die notwendigen Werkzeuge und Methoden sowie die Messtechnik spezi-fiziert. Der Versuchsplan stellt sicher, dass sich aus den im Versuch erhobenen Daten valide Aussagen ableiten lassen. Das vorliegende Deliverable D41.1 „Versuchsplan 1.0“ stellt ein Zwischenergebnis der Arbei-ten im Rahmen von AP41 Versuchsdesign dar und umfasst folgende Themenschwerpunkte:

• Schnittstellen zu weiteren Teilprojekten und Arbeitspaketen in simTD (Kap. 1)

• Vorarbeiten zur Erstellung eines Prüfkonzepts (Kap. 2)

• Übersichten über Versuchsgebiet, Testgelände, Versuchsflotten und Simulationslabor (Kap. 3 bis Kap. 6)

• Anmerkungen zu Versuchen mit der internen bzw. externen Flotte (Kap. 7 und 8)

• Darstellung der organisatorischen und technischen Rahmenbedingungen (Versuchs-fahrer, Zusammenspiel Versuchszentrale und Versuchsflottenstützpunkt, Versuchs-datenaufzeichnung und -übertragung, Werkzeuge zur Versuchsdurchführung, Kon-zeption Pilotversuche und Vorversuche; Kap. 9 bis 13)

• Diskussionsstand der Erstellung der Drehbücher für die Versuchsdurchführung in TP4 (Kap. 14)

Die Darstellung dieser Themenschwerpunkte erfolgt auf Basis des Arbeitsstandes im März 2010. Sie bilden eine gemeinsame Grundlage für die weiteren Arbeiten in AP41, die im Deli-verable D41.2 „Versuchsplan 2.0“ dargelegt werden.


English summary D41.1 Experimental Design 1.0 According to the simTD project description (version 4.1, 2009, p. 187) the working package AP41 is assigned “to develop a test design, which is fit to exercise and evaluate the prede-fined tests according to its categories efficiently. This includes:

• the development of test scenarios

• the selection of adequate test areas […]

• planning and evaluation

• ascertaining the demand of subjects (test persons).

After the completion of AP41 a test design will be available that encompasses different tech-nical and non-technical experiments during the course of simTD. Necessary tools and meth-ods for the test design will have been specified. This will ensure that valid statements can be derived from all extracted data.

The present Deliverable D41.1 “Test Design 1.0” constitutes an interim result of the work within the scope of AP41 test design. It focuses on the following topics:

• interfaces to other subprojects and work packages of simTD (chapter 1)

• preparation of a concept for regular checks (chapter 2)

• overview of test area, testing grounds, test fleet and simulation-laboratory (chapter 3 to chapter 6)

• remarks concerning tests with intern and extern fleets (chapter 7 and chapter 8)

• description of organisational und technical conditions (test drivers, interaction of cen-tral office and fleet base, plotting and transmission of test data, tools for executing the tests, conception of pilot tests and preliminary tests (chapter 9 to chapter13)

• state of discussion for creating scripts of test procedures for TP4 (chapter 14)

The illustration of those topics is based on the work which was completed by March 2010. It constitutes the common basis for further tasks in AP41 which will be presented in Deliverable D41.2 “Test Design 2.0”.


1 Einleitung

1.1 Zielsetzung des Deliverable D41.1

Das vorliegende Deliverable D41.1 „Versuchsplan 1.0“ stellt ein Zwischenergebnis der Arbei-ten im Rahmen von Teilprojekt TP4 Versuchsdurchführung, speziell: Arbeitspaket AP41 Ver-suchsdesign, dar. Laut simTD-Vorhabensbeschreibung (Version 4.1, 2009, S. 187) sind die drei wesentlichen Ziele dieses Teilprojekts:

• „Großversuch aufbauen und betreiben

• C2X – Wirksamkeits-Nachweis erbringen

• Basis für eine umfassende Bewertung erarbeiten

Im TP4 wird zunächst ein Versuchsdesign entwickelt (AP41), mit dem die in TP1 spezifizier-ten Tests an den technischen Lösungen, die in den Teilprojekten TP2 und TP3 erarbeitet wurden, durchgeführt (AP42 mit Hilfe von AP44) und ausgewertet (AP43) werden“.

Die Untersuchung der Wirkung von C2X-Kommunikationsanwendungen, die in simTD getes-tet werden, lässt sich in vier Kategorien einteilen:

1. Technische Aspekte

2. Nutzerakzeptanz

3. Fahr- und Verkehrssicherheit

4. Fahr- und Verkehrseffizienz

Laut simTD-Vorhabensbeschreibung (Version 4.1, 2009, S. 187) hat AP41 „die Aufgabe, ein Versuchsdesign zu entwerfen, mit dem sich die zu den genannten Kategorien definierten Versuche effizient durchführen und auswerten lassen. Dazu gehört

• die Ausarbeitung von Versuchsszenarien

• die Auswahl entsprechender Versuchsgebiete […]

• die Planung der Auswertung

• die Planung des Probandenbedarfs.“

Nach Abschluss von AP41 steht somit ein Versuchsplan zur Verfügung, der verschiedenarti-ge technische und nicht-technische Versuchsfälle im Rahmen von simTD abdeckt. Zu diesem Versuchsplan sind die notwendigen Werkzeuge und Methoden sowie die Messtechnik spezi-fiziert und der Versuchsplan stellt sicher, dass sich aus den im Versuch erhobenen Daten valide Aussagen ableiten lassen.

Das vorliegende Deliverable D41.1 „Versuchsplan 1.0“ ist somit mit folgenden Zielsetzungen erstellt worden:

• Dokumentation des aktuellen Diskussionsstands in AP41 Versuchsdesign zu ver-suchsrelevanten Fragestellungen

• Identifikation von Schnittstellen zu den weiteren Teilprojekten im Rahmen von simTD

• Herstellung einer gemeinsamen Grundlage für weitere Arbeiten in AP41 mit dem Ziel der Erstellung des Deliverable D41.2 „Versuchsplan 2.0“

Das vorliegende Deliverable D41.1 stellt den Arbeitsstand März 2010 dar.


1.2 Überblick über dieses Dokument

Das vorliegende Deliverable D41.1 wurde von Autoren mehrerer simTD-Konsortialpartner erstellt, so dass unterschiedliche Themenblöcke adressiert und Präsentationsformen ermög-licht werden. Die folgenden Darstellungen lassen sich vereinfacht zu nachstehenden The-menblöcken gruppieren:

• Vorarbeiten zur Erstellung eines Prüfkonzepts

o Kap. 2: Prüfkonzept 1.0

• Übersichten über Versuchsgebiet, Testgelände, Versuchsflotten und Simulationslabor

o Kap. 3: Versuchsgebiet

o Kap. 4: Testgelände

o Kap. 5: Konzeption Simulationslabor

o Kap. 6: Versuchsflotten: Übersicht

• Anmerkungen zu empirischen Versuchen mit der internen bzw. externen Flotte

o Kap. 7: Interne Flotte

o Kap. 8: Externe Flotte

• Darstellung der organisatorischen und technischen Rahmenbedingungen

o Kap. 9: Versuchsfahrer

o Kap. 10: Zusammenspiel simTD-Versuchszentrale und Versuchsflottenstütz-punkt

o Kap. 11: Versuchsdatenaufzeichnung und -übertragung

o Kap. 12: Werkzeuge zur Versuchsdurchführung

o Kap. 13: Konzeption Pilotversuche und Vorversuche

• Aktueller Diskussionsstand bei der Erstellung der Drehbücher für die Versuchsdurch-führung in TP4

o Kap. 14: Konzeption Erstellung Drehbücher

Die meisten der o.g. Kapitel sind eine Gesamtleistung verschiedener Autoren. Die Autoren werden an entsprechender Stelle genannt.

1.3 Einbettung von D41.1 in das Projekt simTD

1.3.1 TP-übergreifende Einbettung

Ziel von AP41 Versuchsdesign ist es, aus den Anforderungen und Vorgaben der technischen und nicht-technischen Versuchsfälle aus Teilprojekt TP1 (speziell: AP13 Abgeleitete Tests) Versuche abzuleiten, diese Versuche zu planen und geeignete Versuchsorte zur Durchfüh-rung zu bestimmen (inklusive Planung der Positionierung der IRS). Dementsprechend ba-siert das Versuchsdesign in AP41 wesentlich auf den Funktionsspezifikationen (AP11), auf den definierten Validierungszielen, -methoden und -metriken (AP12) und den abgeleiteten Versuchen (AP13).

Ebenso hat der von Teilprojekt TP2 geleistete Systementwurf einen wesentlichen Einfluss auf die Arbeiten in AP41: Die Ausgestaltung der technischen und nicht-technischen Versu-


che in TP4 hängt von verschiedenartigen technischen Rahmenbedingungen ab. Zu nennen sind hierbei die Gesamtarchitektur (AP21), die fahrzeug- bzw. infrastrukturseitigen Subsys-teme (AP22 bzw. AP23) und das Testsystem (AP24).

AP41 mit Deliverable D41.1 ist demgegenüber weitgehend unabhängig von Teilprojekt TP3, in dem eine Systemintegration erfolgt. Von Bedeutung ist hier v.a. die Auswahl und Ausge-staltung des Testgeländes (AP32 Infrastrukturaufbau und -integration). Die eher konzeptio-nellen Arbeiten in AP41 sind von den entsprechenden Arbeiten in TP3 nur in begrenzten Ausschnitten betroffen.

Zugleich erarbeitet AP41 die Grundlagen für die Auswertung der Versuche im Versuchsge-biet, auf dem Testgelände sowie in der Fahr- und Verkehrssimulation. Im Rahmen von TP4 findet jedoch keine Interpretation oder Bewertung der Ergebnisse statt. Diese Aufgabe wird von Teilprojekt TP5 unter Hinzuziehung von versuchsexternen Informationen übernommen. Dabei werden Aussagen unter ökonomischen und (volks-)wirtschaftlichen Aspekten getrof-fen. Aus diesem Grund ist eine Abstimmung von AP41 mit TP5 notwendig.

1.3.2 TP-interne Einbettung

AP41 Versuchsdesign mit den Deliverables D41.1 „Versuchsplan 1.0“ und D41.2 „Versuchs-plan 2.0“ ist Voraussetzung für weitere Arbeiten in TP4:

• In AP41 wird das Versuchsgebiet geplant, welches in AP44 (Aufbau und Betrieb Inf-rastruktur und Versuchszentrale) aufgebaut werden wird. Weiterhin werden die detail-lierten IRS Positionen festgelegt.

• Drehbücher für die Durchführung von technischen und nicht-technischen Versuchen müssen hinreichend konkret ausformuliert sein, damit in AP42 (Flottenverwaltung, Versuchsdurchführung und Integration) und AP44 (Aufbau und Betrieb Infrastruktur und Versuchszentrale) die Versuche durchgeführt werden können.

• Planungen zu Datenauswertungen werden an AP43 (Auswertung und Analyse) über-geben, das diese Planungen während und nach der Versuchsdurchführung gegebe-nenfalls adaptiert und konkret umsetzt.

Generell besteht eine enge Zusammenarbeit zwischen den einzelnen Arbeitspaketen des TP4, so dass generell eine enge Verzahnung der einzelnen Prozesse angestrebt wird. Zu-sätzlich ermöglichen die AP-übergreifenden Teams in TP4 („Systemvalidierung“, „Simulati-onslabor“, „Fahrzeugseitige Systeme/Flotte“ und „Infrastruktur/Versuchszentrale“) eine kon-sistente Betrachtungsweise einzelner Themen über die Arbeitspakete hinweg.


2 Prüfkonzept 1.0

2.1 Ausgangspunkt Deliverable D13.2

Im Rahmen des Forschungsprojekts simTD werden 21 C2X-Funktionen mit insgesamt 36 Anwendungsfällen entwickelt, die hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf den Fahrer und die verkehrliche Umwelt zu untersuchen sind. Für die Versuchsdurchführung von technischen und nicht-technischen Versuchen wurden in AP13 wesentliche Vorarbeiten geleistet, die im Deliverable D13.2 festgehalten sind. Im Folgenden werden diese näher erläutert.

2.1.1 Nicht-technische Test- und Versuchsfälle

Es wurden im Rahmen von simTD zur Untersuchung der Auswirkungen der Anwendungsfälle auf den Fahrer und die verkehrliche Umwelt fünf übergeordnete nicht-technische Fragestel-lungen definiert: Nutzerakzeptanz, Fahr- und Verkehrseffizienz sowie Fahr- und Verkehrssi-cherheit (siehe Kap. 2.1.1.1).

Bei den fünf simTD-Funktionen der Hauptfunktion HF1.1 mit insgesamt acht Anwendungsfäl-len werden keine nicht-technischen Fragestellungen adressiert. Die entsprechenden Funkti-onen (sog. Basisfunktionen) sind Grundlage für andere simTD-Funktionen und werden durch die technischen Tests und technischen Versuche geprüft. Es finden für diese simTD-Funktionen keine direkten Interaktionen mit dem Fahrer statt. Durch die Überprüfung der Validität der darauf aufbauenden simTD-Funktionen wird die Qualität der Basisfunktionen indi-rekt mit geprüft (z.B. bei der Wetterwarnung F_2.1.3 wird die Qualität der Basisfunktion „Er-mittlung der Verkehrswetterlage“ F_1.1.3 geprüft). Daher ist eine Berücksichtigung dieser Funktionen bei der Betrachtung der nicht-technischen Fragestellungen nicht sinnvoll.

Zur Realisierung der notwendigen Untersuchungen stehen fünf Versuchsumgebungen zur Verfügung (in Klammern sind die nachfolgend verwendeten Abkürzungen dargestellt):

• Feldversuch im Versuchsgebiet mit interner Flotte (IF)

• Feldversuch im Versuchsgebiet mit externer Flotte (EF)

• Testgelände (interne Flotte) (TG)

• Fahrsimulation (FS)

• Verkehrssimulation (VS)

2.1.1.1 Nicht-technische Fragestellungen in simTD Folgende nicht-technische Fragestellungen werden als zentral für die Bewertung der ausge-wählten simTD-Anwendungsfälle in den von TP4 durchzuführenden Versuchen definiert:

• Auswirkungen der simTD-Anwendungsfälle auf Nutzerakzeptanz Die Nutzerakzeptanz betrachtet die Akzeptanz des simTD-Anwendungsfalls durch den Fahrer. Es ist folgende Unterscheidung zu treffen: Subjektive Ebene:

Beurteilung des simTD-Anwendungsfalls durch den Fahrer (z.B. „System hat mich rechtzeitig informiert“, „System hat die Fahrsicherheit erhöht“, „System hat den Fahrkomfort erhöht“)


Objektive Ebene: Nutzungs-/Reaktionsverhalten der Fahrer auf simTD-Anwendungsfall (z.B. Befol-gungsraten und -geschwindigkeit auf simTD-Meldung/Information)

• Auswirkungen der simTD-Anwendungsfälle auf Fahr- und Verkehrseffizienz Fahr- und Verkehrseffizienz adressieren mögliche Wirkungen eines simTD-Anwendungsfalls auf die Effizienz eines einzelnen Fahrers (Fahreffizienz) bzw. eines Verkehrssystems (Verkehrseffizienz). Mögliche Kenngrößen sind beispielsweise Rei-sezeit, Geschwindigkeit, Kraftstoffverbrauch und/oder Streckenlänge. Fahr- und Verkehrseffizienz werden jeweils in Abhängigkeit von IVS-Ausstattungsrate, Verkehrszustand, Straßenkategorie etc. ermittelt Fahreffizienz:

Für die Validierung der Fahreffizienz im Projekt simTD werden die relevanten Kenn-größen für die Fahrzeuge mit Fahrer-Information/Warnung mit den Kenngrößen der Fahrzeuge ohne Fahrer-Information/Warnung verglichen. Um vergleichen zu können, wird auch bei Fahrzeugen ohne Fahrer-Information/ Warnung aufgezeichnet, wann der Fahrer welche Information/Warnung erhalten hät-te. Für Anwendungsfälle, bei denen der Fahrer keine Information/Warnung erhält (z.B. A_1.3.3.3 Reduzierung von (LSA-bedingten) Wartezeiten des Individualverkehrs), bezieht sich die Fahreffizienz auf den Vergleich der relevanten Kenngrößen für die Fahrzeuge, die Fahrzeugdaten (z.B. FCD) für den Anwendungsfall liefern (kommu-nizieren) mit den relevanten Kenngrößen für die Fahrzeuge, die keine Fahrzeugda-ten für den Anwendungsfall liefern (kommunizieren).

Verkehrseffizienz: Für die Validierung der Verkehrseffizienz im Projekt simTD werden die relevanten Kenngrößen für alle Fahrzeuge im Wirkungsbereich des Anwendungsfalls ermittelt und ausgewertet.

• Auswirkungen der simTD-Anwendungsfälle auf Fahr- und Verkehrssicherheit Fahr- und Verkehrssicherheit adressieren mögliche Wirkungen eines simTD-Anwendungsfalls auf die Sicherheit eines einzelnen Fahrers (Fahrsicherheit) bzw. ei-nes Verkehrssystems (Verkehrssicherheit). Mögliche Kenngrößen sind beispielsweise: Geschwindigkeitsverhalten, Abstandsverhalten und/oder Reaktionsverhalten auf für die Fahrzeugführung relevante Informationen. Fahr- und Verkehrssicherheit werden jeweils in Abhängigkeit von IVS-Ausstattungsrate, Verkehrszustand, Straßenkategorie etc. ermittelt. Fahrsicherheit:

Für die Validierung der Fahrsicherheit im Projekt simTD werden die relevanten Kenngrößen für die Fahrzeuge mit Fahrer-Information/Warnung mit den Kenngrö-ßen der Fahrzeuge ohne Fahrer-Information/Warnung verglichen. Auch bei Fahrzeugen ohne Fahrer-Information/Warnung wird aufgezeichnet, wann der Fahrer welche Information/Warnung erhalten hätte.

Verkehrssicherheit: Für die Validierung der Verkehrssicherheit im Projekt simTD werden die relevanten Kenngrößen für alle Fahrzeuge im Wirkungsbereich des Anwendungsfalls ermittelt.

Abbildung 1 verdeutlicht den Unterschied zwischen Fahr- und Verkehrseffizienz bzw. Fahr- und Verkehrssicherheit


IVS-Ausstattungsrate

Fahrzeuge0% 25% 50% 75% 100%

Ohne Fahrer-Info/Warnung 58 56 52 49 -

Mit Fahrer-Info/Warnung - 49 44 46 42

Alle Fahrzeuge 58 54 48 47 42

Fahreffizienz / Fahrsicherheit

Verkehrseffizienz / Verkehrssicherheit

Abbildung 1: Erläuterung des Unterschieds zwischen Fahr- und Verkehrseffizienz bzw. Fahr- und Verkehrssi-cherheit an einem fiktiven Beispiel (die Zahlen könnten beispielsweise die jeweilige mittlere Reisezeit oder die jeweilige maximale Geschwindigkeit sein).

Voraussetzung für die Prüfung der Auswirkungen der simTD-Anwendungsfälle ist deren Be-nutzbarkeit. Aus diesem Grund wurde die Benutzbarkeit als weitere eigenständige nicht-technische Fragestellung aufgenommen. Diese wird im Rahmen von nicht-technischen Tests im Teilprojekt TP2 untersucht, bevor nicht-technische Versuche in TP4 durchgeführt werden. Da die Erweiterte Versuchsmatrix (siehe Kap. 2.1.1.3) als Versuchsplanungstool ausschließ-lich für TP4 herangezogen wird, wird die Benutzbarkeit im Folgenden nicht weiter berück-sichtigt. Das DFKI, das für das simTD-HMI zuständig ist, wird diese nicht-technischen Testfäl-le im Rahmen von AP22 „Fahrzeugseitiges Subsystem“ spezifizieren und durchführen.

2.1.1.2 Versuchsumgebungen für nicht-technische Ziele Die simTD-Versuche werden in den folgenden Versuchsumgebungen durchgeführt (für eine Übersicht über Möglichkeiten und Grenzen der einzelnen Versuchsumgebungen siehe 2.2):

• Versuchsgebiet (siehe Abbildung 2): Ein Teil des Verkehrsraums in der Stadt Frankfurt am Main sowie Bundesautobahnen und Bundesstraßen, die mit für die simTD-Technologie notwendiger Infrastruktur ausge-stattet sind. Hier wird die Versuchsflotte eingesetzt, die wiederum aus der internen und der externen Flotte besteht: Interne Flotte:

Angeleitete Fahrer in angemieteten und mit simTD-Technologie ausgestatteten Fahr-zeugen, welche während der Versuchsdurchführung festgelegte Aufgaben gemäß den Drehbüchern (siehe Kap. 14) erhalten und gezielt bestimmte Fahrsituationen aufsuchen bzw. realisieren.

Externe Flotte: Fahrer, die selbstbestimmt im Versuchsgebiet unterwegs sind (z.B. Pendler in priva-ten Fahrzeugen oder Mitarbeiter eines Unternehmens in Dienstfahrzeugen. Die ge-naue Zusammensetzung ist zum Zeitpunkt der Berichtslegung noch nicht festge-legt). Die Fahrzeuge sind mit simTD-Technologie ausgestattet. Da die Fahrer sich frei bewegen, sind auch Fahrten außerhalb des Versuchsgebiets möglich. Diese werden nicht zur Auswertung herangezogen, da keine detaillierte georeferenzierte Netzbasis für den Bereich außerhalb des Versuchsgebiets zur Verfügung steht.

https://svn.simtd.de/trac/sim-td/wiki/Versuchsgebiet�


Abbildung 2: Inner- und außerstädtische Straßen des simTD-Versuchsgebiets.

• Testgelände: Angemietetes und geschlossenes Gelände, das mit für die simTD-Technologie notwen-diger Infrastruktur ausgestattet ist und auf dem u.a. die Fahrer der internen Flotte so-wie die OEM-Testflotte eingesetzt werden. Die Steuerung der verschiedenen Fahr-zeugflotten erfolgt über das Testsystem (siehe Kap. 12). Die Fahrer erhalten Aufgaben gemäß den Drehbüchern. Da das Gelände geschlossen ist, gibt es hier keinen öffentli-chen Verkehr bzw. ausschließlich Verkehr, der durch die Versuchsleitung gesteuert wird. Die Ausstattung des Testgeländes ist zum Zeitpunkt der Berichtslegung noch nicht endgültig definiert.

• Simulationslabor Fahrsimulation:

Simulationsumgebung, in der ein Fahrer durch eine virtuelle Szenerie fährt. Die Ver-suchsbedingungen (z.B. Wetter, umgebender Verkehr, Meldungen von simTD-Anwendungsfällen, Bebauung) sind kontrolliert herstellbar, d.h. durch die Versuchs-leitung gesteuert. Hierdurch können gezielt Variationen von Fahrsituationen unter kontrollierten Rahmenbedingungen hergestellt werden. Es ist der Einsatz verschie-dener Varianten von Fahrsimulationen (von einer einfachen PC-Simulation bis hin zu einer High-Fidelity Simulation mit Bewegungssystem) möglich.

Verkehrssimulation: Simulationsumgebung, in der viele Fahrer-Fahrzeug-Einheiten simuliert werden (mikroskopische Verkehrssimulation), die sich in einem virtuellen Abbild des Ver-suchsgebiets bewegen. Realistische Verkehrszustände werden abgebildet und das durch die simTD-Anwendungsfälle geänderte Verhalten der Fahrer-Fahrzeug-Einhei-ten wird gemäß den Ergebnissen aus Fahrsimulation und Feldversuch modelliert.

2.1.1.3 Erweiterte Versuchsmatrix

Aufgrund der großen Anzahl von theoretisch möglichen nicht-technischen Versuchsfällen und der limitierten geplanten Versuchsdauer im Rahmen von Teilprojekt TP4 Versuchsdurch-führung waren gezielte Überlegungen zur Durchführung der nicht-technischen Versuche notwendig: Es wurde anhand von festgelegten Kriterien untersucht, ob die Überprüfung jeder der potenziellen 700 Kombinationen einen Mehrwert bietet und damit notwendig ist. So hat z.B. nicht jeder Anwendungsfall einen Einfluss auf jede der nicht-technischen Fragestellun-gen und muss daher diesbezüglich nicht untersucht werden.


Für die Überprüfung der Kombinationen wurde die sog. Erweiterte Versuchsmatrix herange-zogen. Sie stellt eine systematische Übersicht pro Anwendungsfall dar,

• welche der nicht-technischen übergeordneten Fragestellungen

• in welcher Versuchsumgebung

im Rahmen von TP4 Versuchsdurchführung geplant ist, zu überprüfen.

Die Arbeiten zur Erweiterten Versuchsmatrix im Rahmen von AP13 erfolgten in mehreren Schritten. Die Konzeption und eine erste Befüllung der Erweiterten Versuchsmatrix pro An-wendungsfall als Diskussionsgrundlage für die Funktionsentwicklungsteams (FETs) erfolgten durch TUM-VT und IZVW. Im zweiten Schritt wurde die erste Befüllung durch die FETs kommentiert und ergänzt. In einer anschließenden gemeinsamen Diskussion mit TUM-VT, IZVW und den FETs wurden die Erweiterten Versuchsmatrizen konsolidiert. Die Ergebnisse werden im Anhang des Deliverables D13.2 (Anhang 3) vorgestellt.

2.1.1.4 Kriterien der Überprüfbarkeit Zur Bestimmung der Überprüfbarkeit von Kombinationen aus Anwendungsfall, nicht-technischer Fragestellung und Versuchsumgebung wurde das Kriterium „Realisierung im Rahmen der nicht-technischen Versuche geplant“ definiert. Voraussetzungen für eine solche Realisierbarkeit sind zum einen verschiedene technische Faktoren (z.B. technische Ausstat-tung der Fahrzeuge und der Versuchsumgebung), Darstellbarkeit (insbesondere im Simulati-onslabor) oder ethische und rechtliche Bedenken. Weiterhin müssen experimentelle Anord-nungen herstellbar sein.

Nach Sarris und Reiß (2005) sind Voraussetzungen für experimentelle Anordnungen (für eine Definition der Begriffe siehe Glossar am Ende des vorliegenden Deliverables):

• Systematische Beobachtung der Abhängigen Variablen (z.B. Messgrößen)

• Manipulation von Unabhängigen Variablen (z.B. (De-)Aktivierung von simTD-Anwendungsfällen und Bildung von Experimental- und Kontrollgruppe)

• Kontrolle von Störvariablen (z.B. Umgebungsverkehr)

Zum anderen waren für die Realisierung Überlegungen hinsichtlich des zusätzlichen Er-kenntnisgewinns einer Untersuchung gegenüber den anderen geplanten Untersuchungen notwendig (z.B. sollte eine Untersuchung im Testgelände nur dann durchgeführt werden, wenn in dieser zusätzliche Erkenntnisse gegenüber den Versuchen in den übrigen Ver-suchsumgebungen zu erwarten sind). Zusammenfassend ergab sich die Erweiterte Versuchsmatrix pro Anwendungsfall (siehe Tabelle 1), in der für jede der Kombinationen aus nicht-technischer Fragestellung und Ver-suchsumgebung die Überprüfbarkeit anhand des Kriteriums „Realisierung im Rahmen der nicht-technischen Versuche geplant“ dargestellt wird:

• In den Zeilen sind die Versuchsumgebungen dargestellt.

• In den Spalten sind die nicht-technischen Fragestellungen dargestellt.

Für jede dieser Kombinationen wurde anhand der Spalte „R“ (für Realisierung im Rahmen der nicht-technischen Versuche geplant) das Zutreffen anhand folgender Kategorien defi-niert:

• „x“ bedeutet zutreffend,

• „o“ bedeutet nicht zutreffend,

Bei Bedarf wurden anhand von Kommentaren Ergänzungen und Erläuterungen gegeben.


Tabelle 1: Erweiterte Versuchsmatrix mit den Dimensionen „Nicht-technische Fragestellungen in simTD“ und „Ver-suchsumgebungen für nicht-technische Ziele“. Im Feld „R“ (Realisierung im Rahmen der nicht-technischen Ver-suche geplant) wird für jede der Kombinationen das Zutreffen der Kriterien angegeben. Zusätzlich ist jeweils ein Feld für Kommentare vorhanden.

R Kommentare R Kommentare R Kommentare R Kommentare R Kommentare

interne Flotte

externe Flotte

Fahrsim.

Verkehrssim.

Fahrsicherheit Verkehrssicherheit

Testgelände

Versuchsumgebung

Feld

Simulation

Akzeptanz Fahreffizienz Verkehrseffizienz

2.1.1.5 Ergebnis der Erweiterten Versuchsmatrizen Im Rahmen von AP13 wurde festgelegt, welche nicht-technischen Fragestellungen des je-weiligen Anwendungsfalles in welcher Versuchsumgebung überprüft werden sollen. Veran-schaulicht durch ein „X“ gibt Tabelle 2 darüber einen Überblick.

Zusammenfassend wird aus Tabelle 2 folgendes deutlich:

• Mit der internen Flotte im Versuchsgebiet und auf dem Testgelände können viele An-wendungsfälle bzgl. unterschiedlicher nicht-technischer Fragestellungen untersucht werden.

• Die externe Flotte dient überwiegend zur Überprüfung der Nutzerakzeptanz der einzel-nen Anwendungsfälle.

• In der Fahrsimulation können nicht-technische Fragestellungen zur Nutzerakzeptanz, Fahreffizienz und Fahrsicherheit überprüft werden.

• In der Verkehrssimulation können die nicht-technischen Fragestellungen zu Fahr- und Verkehrseffizienz sowie zur Verkehrssicherheit adressiert werden.

Die erstellten und ausgefüllten Erweiterten Versuchsmatrizen waren Grundlage für weitere Arbeiten im AP13 bei der Erstellung von Versuchsfällen und wurden an AP41 „Versuchsde-sign“ zur Erstellung eines Prüfkonzepts sowie zur Erstellung der Drehbücher übergeben.


Tabelle 2: Auflistung der in simTD geplanten Anwendungsfälle (veranschaulicht durch ein „X“) in Abhängigkeit der nicht-technischen Fragestellung und Versuchsumgebung. (In der Erweiterten Versuchsmatrix: Realisierung im Rahmen der nicht-technischen Versuche geplant - Abkürzungen: „N“ Nutzerakzeptanz, „FE“ Fahreffizienz, „VE“ Ver-kehrseffizienz, „FS“ Fahrsicherheit und „VS“ Verkehrssicherheit).

Interne Flotte

Versuchsgebiet Interne Flotte Testgelände

Externe Flotte Fahrsimulation Verkehrssimulation

Nicht-technische Fragestellung

Anwendungsfall

N FE VE FS VS N FE VE FS VS N FE VE FS VS N FE VE FS VS N FE VE FS VS

A_1.2.1.2 Streckenbezo-gene Anzeige Durch-schnittsgeschwindigkeit

X X X X X O O O O O X O O O O X X O X O O X X O X

A_1.2.1.3 Ortsbezogene Anzeige von Hindernissen X O O X X O O O O O X O O O O X O O X O O O O O O

A_1.2.1.4 Ortsbezogene Anzeige von Straßenwet-ter

X O O X O O O O O O X O O O O X O O O O O O O O O

A_1.2.2.1 Streckengeo-metrie im Umfeld der Baustelle

X X X X X O O O O O X O O O O X O O X O O O O O O

A_1.2.2.2 Verkehrslage im Umfeld der Baustelle X X X X X O O O O O X O O O O O O O O O O X X O X

A_1.2.3.2 Dynamische Routenplanung X X O O O O O O O O X X O O O O O O O O O X X O O

A_1.3.1.1 Umleitungsemp-fehlung X X O O O O O O O O X X O O O O O O O O O X X O O

A_1.3.2.1 Optimierung des LSA-gesteuerten Ver-kehrsflusses

O X X O O O O O O O O O X O O O O O O O O X X O O

A_1.3.3.1 Priorisierung ÖPNV O O O O O O X O O O O O O O O O O O O O O X X O O

A_1.3.3.2 Priorisierung Einsatzfahrzeug O O O O O O X O O O O O O O O O O O O O O O O O O


Interne Flotte




Anwendungsfall


A_1.3.3.3 Reduzierung von Wartezeiten des Indi-vidualverkehrs

O X X O O O X X O O O O O O O O O O O O O X X O O

A_2.1.1.2 Warnung vor liegengebliebenem Fahr-zeug

X O O X O O O O O O X O O O O X O O X O O X X O X

A_2.1.1.4 Baustellenwar-nung X O O X O O O O O O X O O O O X O O X O O X X O X

A_2.1.1.5 Hindernisse auf der Fahrbahn X O O X O O O O O O X O O O O X O O X O O X X O X

A_2.1.2.1 Warnung vor Stauende X X O X X O O O O O X O O O O X O O X O O X X O X

A_2.1.3.1 Warnung vor Wettergefahren X o O X O O O O O O X O O X O X O O X O O O O O O

A_2.1.4.1 Warnung vor sich näherndem Einsatz-fahrzeug

X O O X O X X O X O X O O O O X O O X O O O O O O

A_2.2.1.1 Verkehrszei-chenanzeige im Fahrzeug X X X X X O O O O O X X O O O X X O X O O X X O X

A_2.2.1.2 Warnung bei Nichtbeachtung von Ver-kehrszeichen

X X X X X O O O O O X X O O O X X O X O O X X O X

A_2.2.2.1 Grüne Welle X X X X X X X X X X X

O O O O X X O X O O X X O X

A_2.2.2.2 Restrotanzeige X X X X X X X X X X X O O O O X X O X O O X X O O


Interne Flotte




Anwendungsfall


A_2.2.2.3 Warnung vor Rotlichtverstoß mit Aus-prägungen

X O O X X X O O X O O O O O O X O O X O O O O O O

A_2.2.3.4 Elektronisches Bremslicht O O O O O X O O X O O O O O O X O O X O O O O O X

A_2.2.4.1 Querverkehrs-assistent X O O X O X O O X X X O O X O X O O X O O O O O O

A_3.1.1.7 Internetbasierte Übertragung von Ver-kehrsdaten

X X O O O O O O O O X O O O O O O O O O O O O O O

A_3.1.2.3 Kommunalinformationen X

O O O O O O O O O X O O O O O O O O O O O O O O

A_3.1.2.4 Parksituation X X O O O O O O O O X O O O O O O O O O O O O O O


2.1.1.6 Erstellung nicht-technischer Versuchsfälle Ausgehend von den Ergebnissen der Erweiterten Versuchsmatrizen wurden in AP13 nicht-technische Versuchsfälle pro Anwendungsfall konzipiert. Für die Versuchsumgebungen in-terne Flotte, (teilweise und in vereinfachter Form auch für die) externe Flotte, Testgelände sowie Fahr- und Verkehrssimulation wurden pro Anwendungsfall erste nicht-technische Ver-suchsfälle von TUM-VT und IZVW als Diskussionsgrundlage für die FETs erstellt. Diese wurden im zweiten Schritt von den FETs kommentiert und ergänzt. Die Konsolidierung der nicht-technischen Versuchsfälle erfolgte in einer gemeinsamen Diskussion mit TUM-VT, IZVW und den FETs. Die Ergebnisse werden im Anhang des Deliverables D13.2 (Anhang 3) vorgestellt.

Bei simTD-Funktionen der Hauptfunktion 1.1 werden keine nicht-technischen Validierungszie-le adressiert. Die entsprechenden Funktionen (sog. Basisfunktionen) sind Grundlage für an-dere simTD-Funktionen und werden durch die technischen Tests und Versuche geprüft (siehe Tabelle 22 und Tabelle 26). Es findet für diese simTD-Funktionen keine direkte Interaktion mit dem Fahrer statt. Daher wurden für diese keine nicht-technischen Versuche konzipiert.

Tabelle 3 veranschaulicht an einem Versuchsfall mögliche beteiligte Fahrer- bzw. Fahrzeug-gruppen der internen oder externen Flotte.

Tabelle 3: Übersicht über an einem Versuchsfall mögliche beteiligte Fahrer- bzw. Fahrzeuggruppen.

Fahrzeuge

Fahrer-Info/Warnung Kommunikation

Logging für Auswertung

simTD komplett X X X

simTD ohne Fahrer-Information - X X

simTD ohne Fahrer-Information und ohne Kommunikation - - X

Fremdfahrzeuge - - -

Die Gruppe simTD komplett beteiligt sich an der C2X-Kommunikation, um sicherzustellen, dass der Anwendungsfall technisch funktioniert. Dabei werden für die Auswertung relevante Daten geloggt und die Fahrer der Gruppe erhalten gemäß dem Anwendungsfall eine Infor-mation und/ oder Warnung.

Die Gruppe simTD ohne Fahrer-Information beteiligt sich ggf. an der C2X-Kommunikation, um sicherzustellen, dass der Anwendungsfall technisch funktioniert und es werden für die Aus-wertung relevante Daten geloggt. Die Fahrer dieser Gruppe erhalten keine Information und/oder Warnung. Es wird jedoch mitgeloggt, wann die Fahrer eine Information bzw. War-nung erhalten hätten.

Die Gruppe simTD ohne Fahrerinformation und ohne Kommunikation beteiligt sich nicht an der C2X-Kommunikation, es werden aber für die Auswertung relevante Daten geloggt. Die Fahrer der Gruppe erhalten keine Information und/oder Warnung. Diese Gruppe ist ins-besondere relevant für Anwendungsfälle, die ohne Information oder Warnung für den Fahrer ablaufen, wie z.B. A_1.3.3.3 Reduzierung von Wartezeiten des Individualverkehrs.

Zur Gruppe der Fremdfahrzeuge gehören alle nicht-simTD-Fahrzeuge, d.h. sie können sich nicht an der C2X-Kommunikation beteiligen, es können keine Daten geloggt werden und die Fahrer der Gruppe erhalten keine Information und/oder Warnung.


Die konsolidierten Versuchsfälle (siehe Anhang 3 des Deliverables D13.2) wurden für die Erstellung von Versuchsszenarien und Drehbüchern an AP41 „Versuchsdesign“ übergeben. Folgende Informationen sind pro Versuchsfall u.a. enthalten:

• Versuchsobjekt (z.B. F_2.1.2)

• Beziehungen zu anderen Anwendungsfällen/Funktionen

• Beschreibung des Anwendungsfalls

• Autor

• Versuchsumgebung

• Versuchsschritte

• Aktoren (z.B. Initialfahrzeug, Fahrzeuge mit (ohne) Information/Warnung, IRS)

• Verkehrliche Randbedingungen (z.B. Streckenart und Verkehrszustand und deren Priorisierung aus Sicht der FET)

• Technische Randbedingungen (z.B. Ausstattungsrate IVS, Ausstattungsdichte IVS oder Übertragungsmedium und deren Priorisierung aus Sicht der FET)

• Vorbedingungen für den Versuchsfall

• Adressierte Validierungsziele

• Erste Sammlung von Messgrößen Jeder Versuchsfall kann somit mehrere Variationen beinhalten, wodurch eine Vielzahl an Versuchsfallvarianten hervorgehen kann. Die Zusammensetzung der Varianten wird in der ID verdeutlicht. Pro Versuchsfall sind dadurch theoretisch mindestens 432 Versuchsfallvarian-ten möglich, wodurch für die Versuchsdurchführung die Notwenigkeit einer Priorisierung ver-deutlicht wird. Tabelle 4 gibt einen Überblick über die derzeitige Anzahl an Versuchsfallvaria-tionen pro Versuchsumgebung.

Tabelle 4: Übersicht über die Anzahl an Versuchsfallvariationen pro Versuchsumgebung (Stand: März 2010).

Versuchsumgebung Anzahl Versuchsfallvariationen

Interne Flotte 374

Testgelände 62

Fahrsimulation 145

Verkehrssimulation 508

Hinweis: Die externe Flotte ist nicht kontrollierbar, da die Fahrer selbstbestimmt im Versuchsgebiet oder außerhalb unterwegs sind (z.B. Pendler in privaten Fahrzeugen oder Mitarbeiter eines Unternehmens in Dienstfahrzeugen). Der Fokus liegt bei der externen Flot-te auf der Auswertung und nicht auf der Versuchsplanung. Deshalb wurden in AP13 für diese Versuchsfälle keine detaillierten Beschreibungen zu Aktoren, verkehrlichen und technischen Randbedingungen sowie zu den Validierungszielen vorgenommen.

Anhand der großen Anzahl an Versuchsfallvarianten pro Versuchsumgebung ist ersichtlich, dass im Zuge von AP41 eine Überprüfung erfolgen muss, z.B. welche Versuchsfallvariatio-nen für die Wirkungsanalyse und Bewertung in TP5 Bewertung und Rahmenbedingungen

https://svn.simtd.de/trac/sim-td/wiki/Versuchsgebiet�


benötigt werden. Die Versuchsfallvariationen müssen für die Versuchsdurchführung dement-sprechend priorisiert werden (für das weitere Vorgehen siehe Kap. 2.5).

2.1.2 Technische Test- und Versuchsfälle

Die technischen Versuche basieren auf den in AP12 definierten Validierungs-, Charakterisie-rungs- und Optimierungszielen (siehe Glossar) sowie auf die den Validierungszielen zu-geordnete Bewertungsmetriken und Kenngrößen (siehe Deliverable D12.2 „Validierungs- und Optimierungsziele, Metriken und Methoden“). Diese bilden die Grundlage für eine sys-tematische Charakterisierung, Validierung und Optimierung der in simTD entworfenen und entwickelten Komponenten, Systeme und Funktionen.

2.1.2.1 Berücksichtigung der Validierungsziele Die Ableitung der Validierungs- und Optimierungsziele (siehe Glossar) erfolgte entlang der in ISO/IEC 9126-1 (2001) und ISO/IEC TR 9126-2 (2003) definierten Qualitätseigenschaften für Software-intensive Systeme. Sie ist geleitet durch die in der simTD-Vorhabensbeschreibung definierten Projektziele sowie durch die in Deliverable D5.1 „Anforderungskatalog an den Feldtest“ definierten technischen Bewertungskriterien für den Feldversuch. Im Folgenden ist eine gekürzte Fassung eines Fragenkatalogs dokumentiert, der einen Überblick über die aus TP5 adressierten Anforderungen ermöglicht (die vollständige Liste findet sich auf S.22).

• Wie zuverlässig und sicher arbeitet das Gesamtsystem und die einzelnen Komponen-ten für die jeweiligen Funktionen/Anwendungsfälle?

• Ist die ausgewählte Übertragungstechnik für die jeweilige Funktion/den Anwendungs-fall geeignet?

• Wo sind die Grenzen und das Leistungsspektrum der jeweiligen Kommunikations-technologie (802.11p, 802.11 b/g, Mobilfunk)?

• Wie ist die Reaktionszeit des Systems in Abhängigkeit der Ausstattungsrate und der Funktionen / Anwendungsfälle und Funktionsbündel?

• Ist die realisierte IT-Sicherheit/Informationssicherheit für die Funktionen/ Anwen-dungsfälle ausreichend bzw. bei welchen Systemen, Funktionen/Anwendungsfälle traten Probleme auf?

Bei den in simTD entwickelten Systemen handelt es sich um Softwaresysteme, die sich mit gängigen Methoden und Herangehensweisen prüfen und validieren lassen. Durch ihre spe-zielle Einsatzform weisen diese Systeme jedoch Charakteristiken auf, die zusätzlich dazu einer gesonderten Betrachtung unterzogen werden müssen und die technische Optimierung, Charakterisierung und insbesondere die technische Validierung erschweren. Hierzu zählen:

• Die Verteiltheit des Systems

• Die Mobilität der Teilsysteme, insbesondere der Fahrzeuge

• Sicherheitsaspekte durch Eingriff in den Straßenverkehr

• Kommunikation über unsichere Medien (Funkverbindungen)

Insgesamt wurden im Zuge der Arbeiten in AP12 über 200 Validierungsziele (siehe Glossar) für einzelne Funktionen bzw. das Kommunikationssystem, die IT Sicherheit und verschiede-ne Ausstattungsmerkmale definiert. Die technischen Validierungsziele für die Funktionen


bzw. des Kommunikationssystems ließen sich den in der ISO/IEC 9126-1 (2001) definierten Kategorien Funktionalität, Zuverlässigkeit und Effizienz1 zuordnen. Die Validierungsziele der Ausstattung sowie zum Sicherheitssystem wurden separat definiert. Tabelle 5 gibt einen kurzen Überblick über die Anzahl bzw. Verteilung dieser Validierungszie-le auf die verschiedenen Teilsysteme bzw. Aspekte des simTD Systems (drei Hauptfunktionen (HF), das Kommunikationssystem, IT-Sicherheit, Ausstattung). Die in Klammern angegebe-nen Werte beschreiben zusätzliche Validierungsziele, die als funktionsübergreifend formuliert worden sind und von allen Funktionen realisiert werden sollten.

Tabelle 5: Anzahl von Validierungszielen in Bezug zu Funktionen, Kommunikationssystem, IT-Sicherheit, Ausstat-tung.

Funktionalität Zuverlässigkeit Effizienz Sonstige ∑

HF_1.x 31 (+2) 8 (+4) 2 (+6) 0 41 (+12)

HF_2.x 47 (+2) 23 (+4) 5 (+6) 0 75 (+12)

HF_3.x 16 (+2) 14 (+4) 2 (+6) 0 32 (+12)

Kommunikation 20 15 6 0 41

IT-Sicherheit 0 0 0 10 10

Ausstattung 0 0 0 2 2

∑ VZ 114 (+6) 60 (+12) 15 (+18) 12 201 (+36)

Ursprünglich vorgesehen war eine vollständige Abdeckung aller definierten Validierungsziele durch die in AP13 definierten Tests und Versuche. Schnell wurde jedoch deutlich, dass die große Anzahl der dadurch entstehenden Tests und Versuche die Möglichkeiten der Realisie-rung im Projekt sprengen würde. In einem ersten Auswahlverfahren hatten die spezifizieren-den Spezialistenteams (FETs, Kommunikationsteam, Team IT-Sicherheit) die Möglichkeit einzelne Validierungsziele im Rahmen der Test- und Versuchsspezifikation begründet zu-rückzuweisen. Dies hatte zur Folge, dass kein Test bzw. Versuch für dieses Validierungsziel spezifiziert werden musste. Die zurückgewiesenen Validierungsziele und die entsprechen-den Begründungen sind im Deliverable D13.2 dokumentiert.

2.1.2.2 Grundlage Test- und Versuchsspezifikation Im Rahmen von AP13 wurden auf Basis der Validierungsziele (siehe Glossar) Test un

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