2. Automobil Symposium Wildau
Refine
Document Type
Year of publication
- 2017 (8)
Institute
Language
- German (8)
Has Fulltext
- yes (8)
Is part of the Bibliography
- yes (8)
Das Weißbuch der Europäischen Union setzt das Ziel, innerhalb der nächsten Dekade die Anzahl der im Verkehr getöteten Personen zu halbieren. Dieser Herausforderung als Teil der Vision Zero (dem Ziel, die Anzahl der Verkehrstoten auf null zu reduzieren) stellt sich die Automobilindustrie in den verschiedenen Entwicklungsbereichen. Ein an Bedeutung zunehmender Bestandteil der Maßnahmen zur Reduzierung der Verletzungsrisiken sind Systeme der aktiven Sicherheit. Aber auch die klassische passive Sicherheit mit ihren Schutzsystemen, wie Gurte und Airbags, bleibt weiterhin wichtig, da sich in absehbarer Zeit nicht alle Unfälle komplett vermeiden lassen werden.
Die RevDop GmbH wurde am 01.12.2016 als GmbH (i. G.) gegründet, um innovative Strömungsbauteile für Verbrennungsmotoren, mit dem Ziel, den Wirkungsgrad der Motoren zu steigern, zu entwickeln. Für dieses Projekt erhält das RevDop-Team seit Dezember 2016 das Existründerstipendium. Ein Förderprogramm, welches vor allem wissenschaftsbasierende Gründungsvorhaben mit einem hohen Grad an Innovation unterstützen soll. Neben der eigenen Produktentwicklung befindet sich die RevDop GmbH aktuell in einer Phase des Know-How-Aufbaus für moderne Reverse Engineering Prozesse, welche in Form eines Serviceportfolios für die Produktentwicklung vorrangig im Bereich Automotive Engineering angeboten werden. In den Kapiteln 2 und 3 werden beide Themenbereiche beschrieben.
Die Digitalisierung hält Einzug in allen Bereichen des täglichen Lebens. Auch im Automotive-Sektor entwickeln sich die Systeme weiter und unterstützen zunehmend den Fahrer, steuern selbstständig das Fahrzeug oder erhöhen den Komfort.
Diese Veränderungen in der Art der Nutzung des Automobils öffnen auch neue Wege für Manipulationen und Angriffe, sodass selbst bisher bewährte sowie als sicher geltende Funktionen neuen Risiken unterliegen.
Aufgabe der Automobilindustrie muss es in diesem Zusammenhang sein, die Risiken und Herausforderungen im Themengebiet Security zu erkennen und bereits im Rahmen der Entwicklung präventiv anzugehen.
Daten liegen in modernen Fahrzeugen in einer großen Menge vor. Die Daten, welche die Sensoren des Fahrzeuges erzeugen, werden über Bus-Systeme zentral zur Verfügung gestellt und für die jeweiligen Anwendungen von den Steuergeräten ausgewertet. Nach diesem Einsatz werden die Sensordaten verworfen. Eine Herausforderung an die Verwendung jener Daten sind die Historisierung und systematische Auswertung dieser. Dafür werden Data-Mining-Methoden angewandt, welche die internen sowie die externen Daten (Car2X-Kommunikation) in Echtzeit auswerten und mit dem digitalem Gedächtnis abgleichen. Ziel dessen ist die Erkennung von Mustern, zur Identifikation von Situationen (z.B. Verkehrsunfall) und Fahrzuständen (z.B. Autobahnfahrt). Als Ergebnisse sollen der Komfort der Insassen und die Sicherheit des Straßenverkehrs verbessert werden. Potentiell bedrohliche Situationen sollen dabei vor dem Eintreffen erkannt werden, um Fahrer und Fahrzeug entsprechend zu konditionieren.
Das Vorhaben zielt konkret auf ein Echtzeit-Data-Mining von Fahrzeugdaten ab. Dabei wird Stream-Machine-Learning als möglicher Lösungsansatz verwendet, da große Datenmengen vorhanden sind und diese in Echtzeit ausgewertet werden müssen, um potentiell bedrohliche Situationen frühzeitig zu erkennen. Der klassische Batch-Learning-Ansatz ist dazu nicht geeignet, da jener alle Daten mit einmal verarbeiten will. Stream-Machine-Learning kombiniert das Konzept von Datenströmen mit dem Online-Lernen. Dadurch verwendet der Ansatz nur die im Stream empfangenden Daten und zudem lernt er während des Betriebs weiter. Nach jeder verarbeiteten Instanz ist es dem Algorithmus möglich ein Modell auszugeben bzw. das vorhandene Modell wird weiter trainiert. Ein selbstständiges Lernen wird ermöglicht.
Für die Umsetzung ist eine Toolchain erstellt worden, die das Vorhaben mit vom Fahrzeug erzeugten und über die OBD2-Schnittstelle bereitgestellten Datensätzen simuliert darstellt. Dabei ist besonderes Augenmerk auf die Komptabilität zu in Fahrzeugen genutzten Betriebssysteme (Linux, Autosar [WaPa12]) gelegt, damit eine Migration gewährleistet wird.
Die Entwicklungsabteilungen der Automobilbranche müssen sich heutzutage großen Herausforderungen stellen. In Zeiten von enormen Kosten- und Zeitdruck gilt es Gesamtsysteme, Baugruppen oder Einzelkomponenten wie z. B. Airbags, Rückfahrkameras, Türschloss- oder Sitzsysteme möglichst ressourcenschonend und effizient zu entwickeln bzw. zu optimieren. Hinzu kommen Faktoren wie Leistungsfähigkeit, Energieeffizienz, Qualität, Zuverlässigkeit und positive Umwelteigenschaften, die über den Erfolg eines Produkts entscheiden. Damit Ingenieure diesen Anforderungen gerecht werden können, müssen leistungsstarke Ressourcen und Infrastruktur bereitstehen, die auf einer agilen IT-Struktur basieren.
Die Reduzierung der Emissionsbelastung im urbanen Raum wird immer bedeutender. Einerseits muss der Lebensraum für den Menschen erhalten bleiben, andererseits hat die Luftverschmutzung auch auf andere Regionen der Welt einen starken Einfluss. In Berlin betreibt die Senatsverwaltung vereinzelt Messeinrichtungen zur Untersuchung und Aufzeichnung von Umweltgrößen, wie z.B. der Schadstoffbelastung der Luft. Diese Einrichtungen sind sehr groß und teuer. Um flächendeckende Langzeitmessungen in einer Region zu ermöglichen, ist jedoch ein kostengünstiger, autarker Sensor nötig, der leicht zu montieren und zu betreiben ist. Im Projekt VITAL wurden neue Methoden zur LSA-Steuerung erprobt und entwickelt. Ein Ziel war die Untersuchung eines emissionsabhängigen Steuerungsverfahrens. Dabei wurde ein Sensor entwickelt, der Stickstoffoxide messen kann und in Echtzeit in einer Datenbank zur Verfügung stellt. Durch seine handelsüblichen Bauteile ist er leicht an bestehende Systeme anzupassen. Die Untersuchung der Schadstoffe in Abhängigkeit der Verkehrsstärke erfolgte auf der Mess- und Versuchstrecke des DLR in Berlin. Als Referenz dienten Doppelinduktionsschleifen. Im Laufe des Versuchs kam heraus, dass die gemessenen Schadstoffwerte mit der Verkehrsstärke korrelieren, jedoch nicht reproduzierbar sind und zu träge auf eine Änderung der Verkehrsstärke reagieren. Daher ist eine emissionsabhängige Verkehrssteuerung nur bedingt möglich. Der Sensor bietet allerdings die Möglichkeit die Stickoxid-Belastungen flächendeckend und aufwandsarm aufzuzeichnen.
Entwicklung eines autarken Intrusion Detection Systems (IDS) mit fahrzeugbasierten Crowd-Ansatz
(2017)
Aktuelle Fahrzeugnetzwerke (CAN, MOST, LIN, FlexRay, Ethernet, etc.) bildeten bisher ein durch die Fahrzeugabmessungen begrenztes eigenständiges Ökosystem. Mit der zunehmenden Vernetzung von Fahrzeugen ändert sich dies seit geraumer Zeit. Fahrzeuge werden immer mehr zu digitalen Kommunikationsobjekten, die ihre Daten mit Backendsystemen oder anderen Fahrzeugen austauschen.
Viele Unternehmen in der Automobilindustrie sehen sich zunehmend Gefahren ausgesetzt, die bisher aus der Welt der globalen IP Vernetzung bekannt waren, der Gefahr von Hackerangriffen. Die zunehmende Vernetzung von Fahrzeugen durch
• Einführung mobiler Online Dienste
• Einführung von kostenpflichtigen Funktionalitäten und Services
• Gesetzmäßig vorgeschriebene Einführung des emergency calls (eCall)
• Vorbereitung der Schnittstellen in Richtung des autonomen Fahrens
führt dazu, dass die Fahrzeuge in immer stärkerem Maße mit ihrer Umgebung kommunizieren. Diese neu geschaffenen Schnittstellen können im Falle vorhandener Schwachstellen von Angreifern ausgenutzt werden, so dass Fahrzeugfunktionen im Sinne des Angreifers manipuliert werden können.
Während HTTP bzw. HTTPS Verbindungen über die Luftschnittstelle relativ gut über etablierte Verfahren abgesichert werden können, findet man im Netzwerkverkehr im Fahrzeug, historisch bedingt, kaum derartige Sicherheitskonzepte. Diese Schachstellen wurden von OEMs und Tier1s bereits identifiziert, deshalb versucht man aktuell auch innerhalb des bestehenden Fahrzeugnetzwerkes Verschlüsselungstechnologien einzusetzen. Diese setzen sich allerdings noch zögerlich durch und führen ohnehin nur dazu, dass sich das Problem von Cyberangriffen auf eine höhere Komplexitätsstufe verschiebt, das grundsätzliche Problem bleibt nach wie vor bestehen.
ÖPNV 4.0
(2017)
Die globalen Technologietrends Elektroantrieb und fahrerloses Fahren ermöglichen in den nächsten Jahren das Eindringen des ÖPNV in den bisher von Privatfahrzeugen dominierten Individualverkehrssektor. Die Gestaltung dieser Transformation ist von weitreichender verkehrs- umwelt-, ordnungs- und industriepolitischer Bedeutung. Eines der hierfür zu diskutierenden Szenarien ist ÖPNV 4.0, die Ergänzung des ÖPNV um den gemanagten Betrieb von Schwärmen kleiner, fahrerloser E-Straßenfahrzeuge. ÖPNV 4.0 ermöglicht einen individuellen 24/7-end-to-end-service durch neue
• intermodale Angebote, die nach individuellem Bedarf die gesamte Wegstrecke einschließlich der ersten und letzten Meile abdecken
• monomodale Angebote, z.B. für Strecken und Zeiten weit außerhalb des Wirtschaftlichkeitsbereiches der Massenverkehrsmittel (schwach erschlossene Gebiete, Betriebsruhezeiten, Linienverkehre mit großer Taktung und geringer Auslastung)
Sofern es gelingt den politischen Willen aufzubringen, der Entwicklung des ÖPNV für die nächsten 15 Jahre diese Richtung zu geben, kann dies weitreichende positive Auswirkungen haben:
• Individuelle Mobilität wird nachhaltig und zu einem Bruchteil des bisherigen Aufwands für jedermann verfügbar („Volks-Wagen“)
• Das individualisierte öffentliche Mobilitätsangebot ruft einen erheblichen Rückgang der Haltung privater PKW hervor – mit allen wünschenswerten Folgen, wie Innovationsschübe von globaler Bedeutung für Telematik-, Robotik- und Fahrzeugindustrie, Reduktion von Umweltbelastung, Staus, Parkflächenbedarf, Unfallgefahr, Kapitalbindung.
• Der gesamte Transformationsprozess einschließlich der Nutzung der anfallenden Kundendaten bleibt auf Grund der überwiegend staatlichen Betreiber marktwirtschaftlich und ordnungspolitisch beherrschbar
Der Beitrag gibt einen Überblick über technische, wirtschaftliche, zeitliche und unternehmerische Eckdaten und Herausforderungen für ÖPNV 4.0. Alternative Entwicklungsszenarien werden gegenübergestellt.