Robust vernetzt für sichere Mobilität

Ein zentrales Element resilienter Verkehrsinfrastrukturen ist die Vernetzung: Klassischerweise sendet das Mobilgerät dabei Informationen zu einer Basisstation des Mobilfunknetzbetreibers. Die Basisstation leitet die Information dann zu anderen Verkehrsteilnehmenden oder ins Internet. Mit Einführung der 5G-Technologie tauschen Geräte Daten zusätzlich auch direkt untereinander aus. Über den sogenannten „Sidelink“ können Handys ganz ohne einen Sendemast und somit ohne Umwege miteinander kommunizieren – eine Innovation, die nicht nur sensible Daten besser schützt, da sie nicht auf zentralen Servern zusammenlaufen. Vielmehr ermöglicht es auch Mobilitätsinformationen lokal, hochaktuell und präzise zu verbreiten, ohne das Mobilfunknetz zu überlasten.

Für das Projekt RoVer arbeiten zwei Forschungsbereiche an der Fakultät für Informatik und Mathematik eng zusammen: HM-Professor Dr. Lars Wischhof und Stefan Schuhbäck untersuchen Mobilitätsdaten, die über das Mobilfunknetz von Verkehrsteilnehmenden ausgetauscht werden. HM-Professorin Dr. Gerta Köster und Christina Mayr analysieren Personenströme und das Mobilitätsverhalten, das sie über Umleitungsvorschläge lenken möchten. In einem ersten Schritt haben beide Forschungsgruppen gemeinsam die Simulationsumgebung CrowNet entwickelt, die eine präzise Modellierung der Personenbewegung mit einer Mobilfunksimulation kombiniert. Die Kopplung ist integral, um Wechselwirkungen zwischen den beiden Domänen beim Arbeiten mit der Umgebung beobachten zu können. CrowNet ist unter einer Open-Source Lizenz veröffentlicht und ist somit auch für andere Interessierte frei zugänglich.

Der wissenschaftliche Mitarbeiter im Bereich Funknetzsimulation, Stefan Schuhbäck, erstellt zunächst aus Mobilitätsdaten, die von den Smartphones der Verkehrsteilnehmenden gesendet werden, anonymisierte Karten mit den Dichtewerten der Menschen vor Ort. Daran knüpft Christina Mayr, wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Personenstromanalyse, an. Sie analysiert die Dichtekarten in Hinblick auf Möglichkeiten zur Lenkung von Personenströmen. Dafür arbeitet sie mit unterschiedlichen Algorithmen aus der Steuer- und Regelungstechnik und erstellt Umleitungsempfehlungen. Diese helfen dabei, lange Wartezeiten und eine Überfüllung, beispielsweise der Zugänge von öffentlichen Verkehrsmitteln, zu vermeiden. Mit der zusammengeführten Personenstrom- und Kommunikationssimulation in CrowNet ist der Einfluss der Bewegung der Personen auf die lokale Auslastung des Mobilfunknetzes und die Informationsverbreitung zu erkennen. Und umgekehrt lässt sich mit mobilen Anwendungen und Umleitungsvorschlägen Einfluss auf die Personenbewegungen nehmen. Die beiden Fachbereiche arbeiten in einem dynamischen Prozess einander zu. Im Arbeitsprozess lassen sich die Wechselwirkungen beider Simulationen beobachten.