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This master's thesis focuses on developing a robust framework for co-simulating microscopic traffic scenarios and vehicle dynamics, leveraging the capabilities of SUMO and CARLA. The essence of this research lies in its meticulous analysis of existing simulation tools, leading to identifying the most effective co-simulation strategies and intercommunication methods. A comparative study elucidates the strengths and limitations of these methodologies, guiding the selection of an optimal approach.
Central to the methodology is a thorough understanding and application of SUMO and CARLA, enhanced by the strategic implementation of intercommunication methods. The detailed integration of these tools and the introduction of test automation significantly boost simulation efficacy. The framework's reliability and accuracy are rigorously validated through well-defined procedures and metrics, ensuring fidelity in simulation results.
Key to this research is the design of experimental scenarios that reflect real-world traffic conditions underpinned by carefully chosen simulation parameters. These scenarios are pivotal in validating the co-simulation framework's performance, supplemented by a performance cost analysis focusing on processing efficiency. The thesis culminates with a critical discussion of the findings, addressing the research objectives and posing solutions to identified challenges. Potential areas for future enhancements are explored, highlighting the framework's limitations.
In conclusion, this thesis contributes significantly to the field of traffic simulation for autonomous driving technologies. It presents a comprehensive co-simulation framework, offering researchers and engineers a sophisticated tool for advanced testing and validation. The insights and recommendations provided are instrumental for ongoing research and development in this rapidly evolving domain.
Diese Arbeit befasst sich mit der Darstellung und Vorplanung verschiedener technischer Lösungen für die Wärmeversorgung der Friedenskirche Zwickau. Das Hauptanliegen ist die Entwicklung und Bewertung eines Heizkonzepts, mit dem Ziel, den Energieverbrauch zu senken und das Raumklima im Kirchensaal zu verbessern.
Es wird die Möglichkeit untersucht, das Alter von Schäden an metallischen Karosserieteilen des Exterieurs zu bestimmen. Dazu werden Korrosionsprozesse und die Unterwanderung der Korrosionsschutzschichten näher untersucht. Darüber hinaus wird ein Feldversuch an realen Fahrzeugen konzipiert, welcher der verbesserten Einschätzung von Korrosionsraten um Beschädigungen dienen soll und Einflussfaktoren untersucht.
Model predictive control (MPC) is a promising approach to the lateral and longitudinal control of autonomous vehicles. However, the parameterization of the MPC with respect to high-level requirements such as passenger comfort, as well as lateral and longitudinal tracking, is challenging. Numerous tuning parameters and conflicting requirements need to be considered. In this paper, we formulate the MPC tuning task as a multi-objective optimization problem. Its solution is demanding for two reasons: First, MPC-parameterizations are evaluated in a computationally expensive simulation environment. As a result, the optimization algorithm needs to be as sample-efficient as possible. Second, for some poor parameterizations, the simulation cannot be completed; therefore, useful objective function values are not available (for instance, learning with crash constraints). In this work, we compare the sample efficiency of multi-objective particle swarm optimization (MOPSO), a genetic algorithm (NSGA-II), and multiple versions of Bayesian optimization (BO). We extend BO by introducing an adaptive batch size to limit the computational overhead. In addition, we devise a method to deal with crash constraints. The results show that BO works best for a small budget, NSGA-II is best for medium budgets, and none of the evaluated optimizers are superior to random search for large budgets. Both proposed BO extensions are, therefore, shown to be beneficial.
The traffic calming measures aim to slow down traffic speed, accident frequency, and reduction of through traffic caused mainly by motorized vehicles in residential areas. These measures are primarily addressed to the specific streets and lead the necessary or remaining traffic to drive in a restrained or considerate manner. While these measures are designed to prevent conflicts between pedestrians and motorists, they impose unstable traffic patterns and are sometimes unable to accommodate the increasing motor vehicle flows, as they are concentrated only on certain streets.
This paper investigates area-wide urban traffic calming techniques from existing projects. It explains how traffic regulatory and structural measures link together or separately to restrict the movement of motor vehicles traveling through neighborhood streets and divert them to main roads. The implemented sample measures were illustrated and described with photos of their current locations.
In this thesis, the district Äußere Neustadt was defined as a model area in Dresden to analyze and redesign the existing mobility plan in order to reduce the MIV flows with the main objectives of giving space for pedestrians, cyclists, and public transport. The district's street infrastructure is heavily impacted by the presence of parked vehicles, raising challenges to the safe movement of both bicyclists and oncoming motor vehicles. In the frame of the model project initiative - "Woche des guten Lebens", the volunteer team has designed a traffic experiment and carried out an online survey to assess citizens' opinions of the Äußere Neustadt. The analyses demonstrate and emphasize the necessity of political support and interactive communication with citizens regarding the area-wide radical sustainable mobility plan. Considering the positive feedback of the citizens, the new mobility plan was realized in this paper.
Area-specific traffic calming techniques such as diagonal or cross barriers, zone speed limits, offsets, one-way streets, etc. were analyzed from the implemented projects to determine the appropriate solutions for the specified streets. The district's existing traffic network and the new solutions offered were visualized using QGIS software.
The implemented new traffic plan will lead to more space for pedestrians and bicycle traffic and a reduction in traffic noise.
Die vorliegende Arbeit untersucht das Prinzip der flexiblen Taktlänge zur Auslegung von getakteten Fließmontagesystemen und vergleicht es mit dem im VW-Konzern verwendeten Standard mit fixen Taktlängen. Hierfür wurde die bereits mit der flexiblen Taktlänge konzeptionierte Achsmontage der Porsche Leipzig GmbH als Fallbeispiel betrachtet und ein Vergleichssystem mit fixen Taktlängen erstellt. Die beiden Systeme sind anschließend einer dualen Bewertungsmethodik mittels Nutzwertanalyse und Wirtschaftlichkeitsvergleichsrechnung unterzogen worden, um eine Aussage über die Wirtschaftlichkeit und Flexibilität der beiden Montagen geben zu können. Weiter wurden Prozesse betrachtet, welche das vollumfängliche Potential der flexiblen Taktlänge bisher verhindern und Konzepte zur Lösung erarbeitet.
Es zeigte sich, dass ein Montagesystem mit flexibler Taktlänge anpassungsfähiger hinsichtlich Stückzahl- und Variantenvarianz ist. Zudem konnte bestätigt werden, dass ein System mit flexibler Taktlänge wirtschaftlicher ist. Unter Betrachtung des Fallbeispiels konnte eine Differenz von 12,11 € pro Fahrzeug, im Vergleich zu einem System mit fixen Taktlängen, ermittelt werden.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Leistungsfähigkeit des Zwickauer Straßenabschnitts Reichenbacher Straße im Bereich zwischen Humboldtstraße und Bürgerschachtstraße. Mithilfe des Simulationsprogrammes PTV Vissim wurde eine Simulation der Bestandssituation im Sinne einer mikroskopischen Analyse durchgeführt. Im Anschluss wurde der Entwurf einer Ausbauvariante simuliert und untersucht. Bei dieser Ausbauvariante handelt es sich um das Ergebnis eines Studentischen Projektes aus dem Modul „Urban Traffic Facilities Design Project“.
Dabei wurde in einem großen Bereich des Straßenzuges die Fahrbahn auf einen zweistreifigen Querschnitt mit Radfahrstreifen reduziert, um die Qualität des Radverkehrs zu steigern. Anhand beider Simulationen soll eine Machbarkeitsstudie dieser Ausbauvariante durchgeführt werden. Bei den Untersuchungen soll insbesondere die gesteigerte Qualität des Radverkehrs und die Qualität des Motorisierten Individualverkehrs mit reduzierter Fahrstreifenanzahl untersucht werden. In der Simulation stellte sich heraus, dass der Entwurf die Verkehrsqualität des Radverkehrs erhöht, jedoch im Bereich des Fahrzeugverkehrs einige Probleme
hervorruft. Die Schwächen im Entwurf konnten lokalisiert und behoben werden.
The objective of the study is to improve the functionality of the Virtual Reality Laboratory (VR Labs) of the Faculty of Automotive Engineering and enhance its applicability in Road Traffic Engineering education and training at the University of Applied Sciences Zwickau (WHZ). In this study, a comprehensive description of Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR) as well as their wide application in education has been given.
An insight into the VR Labs of the Faculty of Automotive Engineering at WHZ is provided. The study built and proposed eight use cases of VR Labs in road traffic engineering training and education at WHZ. The limitations and barriers in deploying application cases are analyzed and suitable solutions are given. The adoption of virtual reality can be an easy transition based on BIM modeling software development, and 3D and 360 degrees scanning.
An extension of the VR Labs application for other areas of education at WHZ has been identified. In addition, technologies, areas of application, and future research directions are mentioned. Innovations such as 3D modeling and BIM-based workflows that are being encouraged through the development of content-created engines will provide students with opportunities for using VR/AR on road traffic and infrastructure projects in the future.
Der Ausstoß von CO2-Emissionen und die Reduzierung dessen ist derzeit eines der größten gesellschaftlichen Themen. Der Sektor des Schienenverkehrs gilt allgemeinhin als umweltfreundlich, insbesondere wenn die Schienenfahrzeuge über Oberleitungen elektrisch versorgt werden. In Regionen ohne Oberleitungen werden heutzutage vorwiegend Dieselfahrzeuge eingesetzt, die lokale Emissionen verursachen. Um die lokalen Emissionen zu reduzieren, werden aktuell Fahrzeuge mit alternativen Antrieben entwickelt, vorwiegend Wasserstoff- und batterie-elektrische Fahrzeuge.
Schienenfahrzeuge zeichnen sich idealerweise durch ihren langen Lebenszyklus aus. Um batterie-elektrische Fahrzeuge ebenfalls einen langen Lebenszyklus zu ermöglichen, müssen die Batteriezellen in einem engen Temperaturfenster gehalten werden.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit einem System, die diese Aufgabe übernimmt und untersucht Optimierungspotenziale beispielsweise hinsichtlich der Dimensionierung und der verwendeten Materialien. Weiterhin wird ein abgewandeltes System unter anderen Umgebungsbedingungen ausgelegt.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Konstruktion eines Prüfstandes zur Lebensdauerermittlung von Rillenkugellagern. Durch Erfassung der Randbedingungen in einer Anforderungsliste und Recherche bereits vorhandener Baumuster, konnte eine Auswahl geeigneter Varianten erstellt werden. Daraus konnte mittels einer Variantenbewertung eine geeignete Bauform ermittelt werden.
Für dieses Konzept erfolgte anschließend die Auslegung der Antriebstechnik. Nach der Auslegung des Schmier-, bzw. Kühlsystems konnte die Konstruktion des Prüfstandes erfolgen. Diese begann mit groben Zeichnungen und ersten CAD-Modellen. Für ausgewählte Bauteile erfolgten weiterhin FEM-Simulationen, um die Dauerfestigkeit der Teile sicherzustellen. Es erfolgte zudem die Nachrechnung anderer gefährdeter Querschnitte.
Anschließend konnten die Aktoren für die Belastung der Prüfkörper ausgewählt werden, welche sowohl radial, als auch axial belastet werden. Zudem war die Konstruktion eines Gestells notwendig, um die Prüfapparatur aufzunehmen. In das Gestell musste zudem die Messtechnik integriert werden, welche aus bewährten Vorzugslösungen besteht. Die Messtechnik gewährleistet dabei, dass die Prüfkörper mit der vorgegebenen Last beaufschlagt werden, um eine Vergleichbarkeit der Prüfläufe zu gewährleisten.
Für die allgemeine Bevölkerung wird der Umweltschutz immer wichtiger. Dabei ist der Verkehrssektor einer der größten Bereiche, der CO2 ausstößt. Mit Elektrofahrzeugen wird eine Reduzierung erreicht. Doch das Elektrofahrzeug hat Probleme mit geringen Reichweiten, was durch starke Temperatureinflüsse noch verstärkt wird.
Da in solchen Situationen die Heizung/Kühlung durch elektrische Energie erzeugt werden muss, da die Abwärme des Motors nicht ausreicht. Dabei helfen Wärmepumpen, diese bieten die Möglichkeit, die benötigte Leistung zu reduzieren und die Reichweite zu steigern.
In dieser Arbeit werden Klimasysteme, deren Varianten und die unterschiedlichen Kältemittel dargestellt und verglichen. Zudem wurde der Stand der Technik vom Heizverhalten, den Heizvarianten und den Wärmepumpen-Konzepten untersucht. Daraufhin wurde konstruktionsmethodisch ein Verbindungselement für ein R744-Klimasystem bewertet. In Hinsicht auf die Fertigung wurde sich auf eine Vorzugsvariante festgelegt. Der Umformprozess der Vorzugsvariante wurde simuliert und optimiert.
Danach wurde das Werkzeugkonzept, der Umformschritt als auch die Dichtigkeitsprüfung für das fertige Bauteil beschrieben.
Für eine bessere Körperhaltung und Passform beim Bewegen eines Fahrzeuges soll der AirGo Seat, basierend auf der Grundlage des M Carbon Schalensitzes, mit einer höheren Anzahl von Verstellmöglichkeiten dienen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist das neuartige, mit Vakuum funktionierende Verstellsystem in Bezug auf die Verstellgeschwindigkeit zu optimieren. Um dies zu realisieren werden verschiedene Methoden der Optimierung für die von einer Folie umschlossenen Konturschäume und der Vakuumpumpe analysiert und auf ihre Umsetzbarkeit hin untersucht.
Nach dem Umsetzen der am einfachsten zu realisierenden Methoden wird der Sitz einem klimabasierten Dauerlauf unterzogen und anschließend mit Hilfe von Missbrauchsversuchen auf seine Dichtigkeit hin untersucht.
Die Ergebnisse zeigen, dass der Prototyp eine gute Grundlage bietet. Die Schäume weisen ein Setzungsverhalten von ca. 20% auf und müssen für den Serieneinsatz weiterhin optimiert werden. Positiv hervorzuheben ist die Optimierung der Gesamtverstellzeit im unbelasteten Zustand durch wenig Aufwand von 1:55min auf 55s.
In dieser Diplomarbeit wird die taktile Wahrnehmbarkeit bzw. die taktile Bemerkbarkeit von Türanschlagkollisionen zwischen einer Fahrzeugtür und einem anderen Kollisionsobjekt untersucht. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Türen von
Personenkraftwagen (Pkw). Zur Beantwortung der Fragestellung nach der taktilen Wahrnehmbarkeit sind experimentelle Untersuchungen in Form von Versuchen notwendig, die mehrere Versuchsprobanden mit einbeziehen.
Im ersten Schritt dieser Arbeit wurde eine Literaturanalyse zu den Grundlagen der Unfallrekonstruktion, zu vorhandenen Untersuchungen von Türanschlagschäden sowie zu bereits vollzogenen Untersuchungen zur Wahrnehmbarkeit und Bemerkbarkeit von
Fahrzeugkollisionen durchgeführt. Anschließend wurde ein erster Versuch konzeptioniert und realisiert, bei dem mehrere Personen während des Türöffnungsvorganges beobachtet wurden. Die Ergebnisse der Beobachtungen waren nötig, um den zweiten Versuch zu konzeptionieren und durchzuführen. Mit einem Fadenpendel wurde eine Türanschlagkollision simuliert, bei der mehrere Versuchsprobanden angeben sollten, ob diese für sie wahrnehmbar war.
Die Ergebnisse wurden im Anschluss zusammengefasst und diskutiert. Das Ergebnis dieser Arbeit zeigt das optisch erkennbare, unterschiedliche Türöffnungsverhalten beobachteter Personen sowie, ob und in welchem Rahmen eine Türanschlagkollision für den Verursachenden der Kollision wahrnehmbar ist.
Im Rahmen dieser Arbeit werden Versuche eines bivalenten, diffusiven Brennverfahrens mit Diesel als Zündstrahl und Ammoniakzumischung durchgeführt und ausgewertet. Anschließend wird ein Simulationsmodell zur Abbildung dieses Brennverfahrens in der Simulationssoftware GT-Power erstellt und bewertet.
Zum Beginn dieser Arbeit wird dabei auf die Grundlagen der diffusiven Verbrennung sowie der Prozessanalyse eingegangen. Zudem wird auf verbrennungsrelevante Eigenschaften von Ammoniak als Kraftstoff eingegangen und der Versuchsträger sowie das Einspritzsystem beider Kraftstoffe vorgestellt. Die Versuchsergebnisse aus drei Messprogrammen werden anschließend ausgewertet und der Einfluss der Ammoniakzumischung auf das Brennverhalten diskutiert.
Auf Grundlage dieser Messungen wird ein Simulationsmodell für den reinen Dieselbetrieb und Dual-FuelBetrieb erstellt und kalibriert. Abschließend wird die Güte der Modelle anhand des Vergleiches von Messungen und Simulationsergebnissen bewertet und diskutiert.