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Diese Arbeit soll die Machbarkeit des Braunkohleausstiegs der BRD bis 2038 untersuchen. Dazu wird die Ist-Situation und das geplante Soll, mit besonderem Blick auf den Abschlussbericht der Braunkohlekommission, aufgeschlüsselt. Auf dem Inhalt des Berichtes fußt der Aufbau dieser Arbeit.
Neben der Analyse des Abschlussberichts werden die verschiedenen, für Deutschland in Frage kommenden, alternativen Energieträger sowie Gas als Übergangslösung beschrieben und in ihrer gesamten Auswirkung auf die Umwelt und in ihrer Wirtschaftlichkeit betrachtet. Sie werden mit der Braunkohle verglichen. Zusätzlichen werden in Zusammenhang mit dem Abschlussbericht die Notwendigkeiten organisatorischer und politischer Aspekte betrachtet. Im Besonderen der Netzausbau.
Level crossings represent high risk for both rail and road users due to the severe consequences of any possible accident. Between 2011-2020, a total of 1602 accidents occurred at level crossings in Germany and resulted in 344 fatalities. Therefore, elimination of accident risk through consolidation of level crossings becomes a priority. However, due to the scarcity of financial resources in comparison to the high costs that level crossings consolidation or safety upgrade projects require, there is a need for the creation of tools that prioritize the level crossings for consolidation projects based on several criteria that is not related to safety only but to social, economic and environmental aspects as well. Such tool would be particularly useful for authorities and decision-makers in Germany to improve the resource allocation process and increase overall safety at German level crossings. In this project, the level crossing prioritization and consolidation models that are applied all over the world are reviewed and analyzed to benefit from the international experiences in this field. Additionally, a literature review to determine the most influencing factors on level crossing safety was performed. After that, a points-based priority score for German level crossings was developed based on analytic hierarchy process (AHP) methodology after a pairwise comparison survey was conducted to a selected level crossing group of experts. The developed model assigns a priority score from 1000 points to each level crossing. Crossings could be ranked according to their priority for consolidation and safety upgrade based on the points received as crossings with the highest priority score have a higher priority for elimination.
Vehicular emission is often the main source of air pollution. The chief pollutants react with air and secondary pollutants resulting in adverse effects to the environment. European commission has legislated laws in order to reduce the air pollution from vehicular emissions.
Traffic modelling has been used for many decades and particularly in the last decade, flow of traffic based on vehicle type has been used to estimate emission of polluting gases and particles. Passenger car and Heavy duty Emission Model (PHEM) is used along with microscopic traffic flow simulation software VISSIM (In German: Verkehr In Städten – SIMulationsmodell meaning "Traffic in cities - simulation model") for estimation of major two major pollutants of greenhouse gases (carbon dioxide, nitrogen oxides) and particulate matter emitted from passenger cars and heavy-duty vehicles, based on their technical performance characteristics in a traffic flow at a typical German motorway segment. With a country’s fixed fleet composition for a particular year, PHEM gives fuel consumption and emission as outputs using fuel types used (diesel or petrol) and based on the trajectories of the vehicles.
This study is planned to exploit the developments and investigate the validation of this software with HBEFA. Different 25 scenarios are created for a German motorway segment with varying traffic behaviours; and the emission results between two emission modelling software tools are compared.
Diese Masterarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines autonomen Forschungsmodellfahrzeugs im Maßstab 1:10 auf der Basis eines RC-Modellautos.
Hauptziel ist die Schaffung eines leicht bedienbaren Systems, das weitere Entwicklungen im Bereich der Fahrerassistenzsysteme und des autonomen Fahrens ermöglicht. Als Ausgangspunkt dient ein konventionelles Modellfahrzeug, das mit einer Kamera, LiDAR, einer Trägheitsmesseinheit und weiteren Sensoren ausgestattet ist. Ein detaillierter Leitfaden für den Nachbau des Systems ist ebenfalls Bestandteil dieser Arbeit.
Die Masterarbeit umfasst Marktanalysen, Komponentenrecherche, Konzepterstellung und die Entwicklung der Funktionen sowie deren prototypische Umsetzung und Erprobung. Das Endprodukt ist ein akkubetriebenes, autonomes Modellfahrzeug, das die Grundlage für zukünftige Forschungen in einem abgegrenzten Bereich darstellt.
Railways is one of the most important ways of transporting people and goods from place to another in the whole world. In Germany, it comes as the second most used way of transport. The German railways network is so big and covers the whole maps of Germany. That is why it is so important to develop and improve the performance of it. At this thesis work, the performance of every route at the German railways is calculated using a digital model which is created in PTV Visum software using the programming language python. Furthermore, the workload of every node (junction) at the German Railways is calculated, and according to that, recommendations to build an overpass structure at the overloaded Junctions is suggested to improve the capacity of this Junctions.
Research and studies have indicated that rural highways globally exhibit a disproportionately high incidence of accidents and fatalities, which can be attributed to inadequate traffic safety measures. This paper primarily examines the causes of inadequate traffic safety, with a particular emphasis on factors associated with road conditions. These causes can be broadly categorized into human factors, road factors, and vehicle factors. Indeed, the movement of vehicles on these rural roads is characterized by unrestricted traffic flow, whereby the driving stability of a vehicle is primarily impacted by factors such as road alignments and surface conditions. Single-vehicle run-off-road crashes frequently exhibit a correlation with insufficient road conditions. Hence, enhancing the alignment design of roadways can prove to be efficacious in minimizing the occurrence of traffic accidents. However, constraints may arise in the context of rural roads, thereby imposing limitations on designers and engineers in their ability to modify road design. Therefore, it is imperative to explore alternative measures to enhance road safety as required. The objective of this study is to analyse driving behaviour on a two-lane rural road in Germany, taking into consideration the varying alignments of the road. The WHZ static simulator is an innovative technological tool utilized within the field of road design analysis, specifically for the purpose of evaluating driving behaviour. Speed, lateral positions, and are the primary parameters utilized in the evaluation of driving behaviours.
Keywords: Driving Simulators, Driving Behaviour, Traffic Safety, Trajectory Classification
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und der methodischen Konstruktion eines Mischgerätes zur Herstellung von Suspensionen. Eine bestehende Anlage mit 32 kW Antriebsleistung wurde als Basis für die Neukonstruktion der größeren Maschine mit 132 kW Antriebsleistung genutzt. Die bestehende Maschine weist technische Schwachstellen auf, die untersucht und bei der Neukonstruktion berücksichtigt wurden. Hauptziel ist es die Verarbeitung größerer Ansätze zu realisieren und die Mischzeiten zu verkürzen. Außerdem soll die Durchführung des Prozesses mit Produkten höherer Dichte und Viskosität durch die erhöhte Pumpleistung möglich gemacht werden. Anhand der Anforderungsliste des Auftraggebers wurden die Kernkomponenten der Maschine entworfen. Die auftretenden Belastungen sind nicht von Hand zu ermittelt, weswegen für den Vorentwurf eine Belastungssimulation erstellt wurde. Die Geometrie bzw. Größe der Bauteile hat Einfluss auf die Belastungen und umgekehrt, sodass eine Wechselwirkung zwischen Konstruktion und wirkenden Kräften vorhanden ist. Anhand der Simulationsergebnisse sind die Kernkomponenten in Berechnungen vorausgelegt worden. Die technischen Schwachstellen der ausfallenden Sensorik, erhöhten Lagertemperatur und fehlinterpretierten wirkenden Axial- und Radialkräfte wurden im Lösungsentwurf vollständig berücksichtigt und beseitigt. Aus diesem Entwurf entstand eine Gesamtkonstruktion der Anlage mit allen nötigen Fertigungszeichnungen. Vor allem die Auslegung der Lagerung und der Welle-Nabe Verbindung erwies sich als sehr komplex, weswegen verschiedene Varianten entstanden sind. Diese Varianten wurden direkt verglichen und eine Vorzugsvariante gewählt.
AIMATS (Analyse and Investigation Method for All Traffic Scenarios) ist eine vom Fraun-hofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme entwickelte Methode. Dabei wird unter Zuhilfenahme von polizeilich geführten Unfalldatenbanken auf Unfallhäufungsstellen ermittelt und untersucht. Im weiteren Verlauf des Workflows werden durch Bildverarbei-tung die durchschnittlichen Trajektorien von den an der Messstelle detektierten Verkehrs-teilnehmern ermittelt. Diese Bahnkurven dienen der Unfallrekonstruktion und -simulation. Wie vergangene Untersuchungen bestätigt haben, ist die Erfassung der Fußpunkte von Fahrradfahrern, Fußgängern und Fußgängergruppen jedoch nur unzureichend möglich. Benötigt werden die Punkte zur genauen Erstellung der Trajektorien.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird die Methode AIMATS um ein LiDAR-System erweitert, um so die mittleren Bahnkurven und Geschwindigkeiten von Fußgängern zuverlässi-ger erstellen zu können. Die Integrierung soll so vorgenommen werden, dass das vorhan-dene Messsystem bestehen bleibt und weiterhin autark arbeitet. Die vollständige Dokumentation der Inbetriebnahme sowie das Einbinden des Systems in AIMATS ist Teil der Abschlussarbeit. Um nachhaltig feststellen zu können, welchen Mehrwert das LiDAR-System im Hinblick auf die Detektion von ungeschützten Verkehrsteilnehmern hat, sollen Messungen mit und ohne LiDAR durchgeführt und verglichen werden.
In der heutigen Automobilbranche spielen Komfort und hochwertige Verarbeitung eine immer größere Rolle. Die Handschuhfächer namhafter Autohersteller sind bereits seit vielen Jahren mit einem Dämpfungselement ausgestattet, wodurch die Klappe beim Öffnen nicht herunter fällt, sondern langsam abgebremst wird. Die momentan verfügbaren Dämpfungssysteme sind jedoch sehr stark temperaturabhängig. Unter Extremtemperaturen funktionieren diese schlecht oder gar nicht. Daher wird in dieser Diplomarbeit dargestellt, inwiefern es möglich ist, ein Dämpfungssystem zu entwickeln, dass unter Anwendung von Seilreibung die Handschuhfachklappe sanft heruntergleiten lässt. Neben der Zusammenstellung der Anforderungen an ein solches Dämpfungselement, werden alle relevanten physikalischen und tribologischen Zusammenhänge recherchiert und in der Berechnung angewandt. Das Ergebnis dieser Diplomarbeit ist ein Seilreibungsdämpfer für den Handschuhkasten des BMW F40. Es wurde ein vollständiges CAD-Modell sowie Zeichnungsdaten angefertigt, sodass dieses Dämpfungskonzept in einem ersten Prototyp erprobt und weiterentwickelt werden kann.
Bedingt durch die Elektrifizierung der Mobilität und der damit einhergehenden Elektroantriebsstränge, ergibt sich ein neues Geräuschbild dieser Fahrzeuge. Die NVH-Herausforderungen bestehen darin, den geräuscharmen und hochfrequenten Antrieben ein angenehmes und einprägendes Klangbild zu verleihen. Auf Basis einer Prüfstandsmessung wird der Klang einer bestehenden elektrischen Achse unter psychoakustischen Gesichtspunkten analysiert, um akustische Problemstellen zu detektieren. Auf Basis dieser Erkenntnisse kommen gezielte Klangveränderungen zum Einsatz, damit ein anderes Geräuschbild resultiert. Des Weiteren werden die Auswirkungen verschiedener Konstruktionsänderungen auf das Geräuschverhalten erarbeitet bzw. nötige Änderungen für den gewünschten Klang aufgezeigt. Daneben erfolgt eine Berechnung der abgestrahlten Frequenzen der einzelnen E-Achsen Komponenten, welche jeweils Geräusche anregen. Ergebnis ist zum einen ein Tool zur Darstellung der Schwingungsanregungen in einem analytischen Campbell-Diagramm, nach Eingabe der Maschinenparameter. Zum anderen beinhaltet das Resultat einen Arbeitsablauf zur Analyse und Veränderung des Klanges einer elektrischen PKW-Achse. Hinzu kommt eine Möglichkeit zur künstlichen Sounderzeugung, mit welcher potentielle Konstruktionsschritte simuliert werden können.
Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, einen auf Simulations- und Optimierungsstrategien basierenden Auslegungsprozess, einen Ausleger, der für den Startprozess einer neuartigen Flugwindkraftanalage benötigt wird, in Leichtbauweise zu entwickeln.
Es sind verschiedene Konzeptideen eines neuen Auslegers dargestellt. Drei Auslegerstrukturen, Hohlprofil inklusive und exklusive Abspannung sowie eine Fachwerkstruktur, sind gewählt und in der Vorauslegung untersucht worden.
Insbesondere die Optimierung der Massenträgheit des Auslegers wird durchgeführt. Im folgenden Verlauf der Arbeit werden alle konstruktiven Entscheidungen getroffen und eine Bewertung verschiedener Varianten durchgeführt, sodass ein digitales Modell entsteht. Abschließend wird ein Festigkeits- und Steifigkeitsnachweis
der Konstruktion mittels FEM erstellt.
Multi-objective optimization of a model predictive vehicle dynamics control system using NSGA-II
(2022)
The development of the Automated Driving System (ADS) had a substantial significant impression on scientists. Throughout ADS, different units and controllers are installed, monitored, and analysed. The research is based on the theory of the Model Predictive Controller (MPC) system. which tackles the Multi-Objective Optimization (MOO) problem by calling out the cost function on the path-following problem using the MPC (i:e Model Predictive Path Following Control (MPFC)) with the defined constraints for the lateral control of the vehicle. The cost function helps to minimize the errors and compute the data. But the computation through the cost function is a bit complex. To overcome the complexity, an Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II) algorithm is proposed, which helps to minimize the errors of set parameters and provides an optimal solution. The notion of NSGA-II is to find a wide variety of solutions and obtain better convergence in the form of the Pareto Optimal Front. Moreover, the detail of the Non-Dominated Genetic Algorithm II is theoretically enlightened to understand the Evolutionary Algorithm (EA) concept and the workability of the genetic algorithm. And the whole function is scripted in the MATLAB program.
Furthermore, we analyse the generated data in the Pareto Optimal Front and compare it with the Hyper-volume indicator, the most popular set-quality metric for rating stochastic multi-objective optimizer performance. Its theoretical characteristics, particularly the strict monotonicity concerning set dominance, which is still exclusive
to hyper-volume based indicators, justify its widespread acceptance. Hyper-volume indicator scrutinizes the optimal solution of multiple results. The analysis and
evaluation are completed between two other data sets generated and received through the RandomDATA and Multiple Objective Particle Swarm Optimization (MOPSO)
algorithm, which describe the quality of the best optimal solution between the results generated by the three algorithms.
Keywords: Non-Dominated Genetic Algorithm II, Model Predictive Path following Control, MATLAB, Algorithm, Pareto Optimal Front, Multi-Object optimization, Cost
Function
Die baurechtlichen Anforderungen an Parkbauten sind in den Garagenverordnungen der jeweiligen Bundesländer geregelt. Diese haben ihren Ursprung in der Mustergaragenverordnung aus dem Jahr 1974 und geben lediglich die Voraussetzungen für die Erteilung einer Baugenehmigung vor. Eine Nutzbarkeit der geplanten Tiefgaragenstellplatzanlage wird durch das alleinige Einhalten der Verordnung nicht gewährleitstet. Die Empfehlungen für Anlagen des ruhenden Verkehrs der FGSV geben Hinweise wie die Funktion einer solchen Anlage gewährleistet wird. Das darin zugrunde gelegte Bemessungsfahrzeug entstammt einer Studie aus dem Jahr 2000. Ein Verfahren zur Bewertung zur Beurteilung der Nutzbarkeit von Tiefgaragen-Entwürfen existiert nicht.
In der vorliegenden Diplomarbeit wurde die Grundlage für einen dynamischen Verbauprozess geschaffen und anhand eines Modellversuchs hinsichtlich der Effektivität und Umsetzbarkeit bewertet. Der Wandel im Automobilsektor erfordert ein Umdenken in den Produktionsabläufen. Hierfür ist es notwendig, auf verfügbare Informationen zurückzugreifen und zur Verbesserung der Fahrzeugqualität sowie zur Einsparung von Produktionskosten zu nutzen. Grundlage dessen bilden fahrzeugspezifische, fabrikinterne Messdaten, deren Aussagequalität für eine valide Aussage in der Diplomarbeit genutzt werden können.
Nach einer umfangreichen Analyse der Zusammenhänge zwischen Beanstandungsarten /-Orten und geeigneten Messpunkten an der Fahrzeugkarosserie wurde eine umfangreiche Auswertung erstellt. Unter
diesen Gesichtspunkten konnte eine deutliche Abhängigkeit festgestellt, jedoch aufgrund deren Komplexität statistisch nicht vollständig bestätigt werden. In einem anschließenden Modellversuch wurde diese Abhängigkeit an mehreren Versuchsfahrzeugen nachgewiesen und belegt. Es ist möglich, anhand geeigneter Messdaten der Fahrzeugkarosserie, die Verbauprozesse mithilfe fahrzeugspezifischer Einstellmaße zu dynamisieren und somit die Fahrzeugqualität zu steigern.
In einer umfangreichen Analyse bezüglich der technischen Umsetzung wurden die notwendigen Voraussetzungen detailliert beschrieben. Für eine Integrierung der gewonnenen Erkenntnisse muss ein eigenes IT-System geschaffen, ein digitaler Qualitätsregelkreis erstellt und Anpassungen an den Handhabegeräten vorgenommen werden. Die Erstellung der bauteilspezifischen Systematik ist außerdem sehr komplex und deshalb bestenfalls im Rahmen der Fahrzeugneuplanung mit zu berücksichtigen.
Aufgrund des anfänglich beschrieben Wandels des Automobilsektors, sowie der steigenden Komplexität in der Fahrzeugproduktion, wird das Konzept jedoch als sehr wirksam bewertet.
Diese Diplomarbeit behandelt den konstruktiven Entwicklungsprozess eines handgeführten Messsondensystems.
Das Projekt, dem diese Aufgabe zugrunde liegt, wird vom BMWi gefördert.
Es werden nacheinander alle Bereiche vom Entwurf der Messsonde über die Konstruktion bis hin zur Fertigung eines Erprobungsprototyps abgearbeitet.
Dabei wird detailliert auf die einzelnen Bereiche eingegangen und deren Notwendigkeit erklärt.
Die Anwendung verschiedener konstruktionsspezifischer Methoden wird gezeigt. Zur Auswahl einer Vorzugsvariante wird eine Bewertung mittels VDI 2225 vorgenommen. Ein 3D-CAD-Modell wird mit CATIA V5 erstellt.
Auf Grundlage dieses Modells erfolgt die Fertigung des Prototyps sowie die Ableitung technischer Zeichnungen und einer Montageanleitung.
Das Ergebnis der Entwicklung wird abschließend diskutiert und ein Ausblick auf eine mögliche Weiterentwicklung gegeben.
Diese Diplomarbeit setzt sich mit einer Möglichkeit eines automatisierten Absicherungsverfahrens für die Spracherkennung in einem Kraftfahrzeug auseinander.
Anhand von konkreten Beispielen wird dargelegt, inwieweit die Funktionen der Sprachassistenzsysteme der Versuchsträger innerhalb des Fahrzeuganlaufes in einem BMW-Werk vollständig analysiert werden können. Die technische Vorbetrachtung des zugrundeliegenden Systems soll neben der Betrachtung möglicher Einflussfaktoren mithilfe der 5M-Methode auf die fehlerhafte Erkennung von Spracheingaben untersucht werden. Auf Grundlage dessen sollen konkrete Anforderungen an eine sog. Testautomatisierung erstellt werden, sodass diese am System Gesamtfahrzeug verwendet werden kann. Hierbei wird mittels der Durchführung einer Nutzwertanalyse unter einer Auswahl von verfügbaren Konzeptansätzen, das anzustrebende Lösungskonzept ermittelt. Der gewählte Entwurf wird mithilfe des Softwarewerkzeuges „ECU-Testª zu einem automatisierten Absicherungsverfahren für das vorliegende Infotainmentsystem entwickelt. Dabei wird gezielt der Einfluss von akustischen Störsignalen sowie verschiedenen Positionen der Sprecher im Fahrzeug auf die Spracherkennung bewertet.
Durch die Einführung des entwickelten Automatisierungskonzeptes ist eine Minimierung des Absicherungsaufwands der Spracherkennung unter Berücksichtigung der Aspekte der Zeit sowie des Personalbedarfes erkennbar. Weiterhin wird durch die listenbasierte Eingabe von Funktionalitäten eine erhöhte Erweiterungsfähigkeit für zukünftige anstehende Funktionsumfänge geboten. Durch die Automatisierung des Absicherungsprozesses wurde eine erhöhte Reproduzierbarkeit von auftretenden Fehlerbildern gewährleistet. Darüber hinaus bietet das entwickelte Absicherungsmodell auch die Möglichkeit der Skalierung auf andere Sprachen und Varianten des Spracherkennungssystems innerhalb des Infotainmentclusters.
Um die Ausfallsicherheit einer Leistungselektronik zu gewährleisten, beschäftigte sich die eingereichte Diplomarbeit mit der thermischen Untersuchung von Elektronikbauteilen bzw. mit dem Aufbau eines CFD-Simulationsmodells einer Leistungselektronik. Hierfür wurde ein Vergleich durchgeführt, der verschiedene Elementtypen für den Aufbau des Rechennetzes miteinander vergleicht. Ebenso wurden zwei verschiedene Darstellungsansätze der Platine beschrieben. Die Kenntnisse hieraus wurden genutzt, um zwei entsprechende Hybridrechennetze zu erstellen. Hieran sollte die Ergebnisgenauigkeit einer kompakten gegenüber einer detaillierten Darstellung der Platine verglichen werden. Nach der Beschreibung der eingestellten Berechnungsparameter sowie der Simulation der beiden Modelle wurde durch die Auswertung der Ergebnisse eine unphysikalische Wärmeverteilung der Hybridmodelle festgestellt. Die daraufhin angepassten Modelle wurden unter gleichen Berechnungseinstellungen erneut simuliert. Dessen Auswertung zeigte, dass sich die kompakte Darstellung der Platine für die Untersuchung eignet. Der nachfolgende Aufbau des Gesamtmodells der Platine wurde daher in kompakter Weise durchgeführt. Die Auswertung der Berechnungsergebnisse des Gesamtmodells zeigte, dass der vorliegende Platinenaufbau aus thermischer Sicht ausreichend dimensioniert ist.
Batteriegehäuse von Elektrofahrzeugen müssen zahlreiche funktionale, aber auch mechanische Anforderungen erfüllen. Nicht alle Crashszenarien werden in gesetzlichen Vorgaben berücksichtigt. Das Ziel dieser Diplomarbeit ist, einen Prüfstand zur Untersuchung der Crashsicherheit von Batteriegehäusen bei einem „Ground Impact“ zu entwickeln. Unter einem „Ground Impact“ werden Kräfte, die auf die untere Fahrzeugstruktur bzw. das Batteriegehäuse einwirken, verstanden. Die zerstörende Prüfung soll Auskunft über eine mögliche Schädigung der Batterie und das Energieabsorptionsvermögen von Batteriegehäusen geben. Zu Beginn wird auf die Grundlagen und den Stand der Technik von Antriebsbatterien und Batteriegehäusen eingegangen. Des Weiteren werden bestehende Prüfstände recherchiert und analysiert. Ausgehend von diesen Erkenntnissen wird der Prüfstand methodisch entwickelt und als CAD-Modell konstruiert. Abschließend wird eine Sicherheitsbetrachtung des Prüfstandes durchgeführt.
The accident data analysis uses data mining and machine learning techniques, focusing on the factors that are involved in the accident occurrence. This data is collected by the police who is a first investigator and is afterwards used by the accident researcher to examine possible accident causes and influences. The main purpose of this thesis is to get an in-depth understanding by creating new data for accident researchers which helps to understand certain accident scenarios in more detail.
The additional data is based on information derived from the decodation of Vehicle Identification Number (VIN) or in the German Language it is also known as Fahrzeugidentifikationsnummer (FIN). The FIN was decoded into its various sections in order to get the detail on its company, model and model year so that the analysis based on this factor can be added to the accident information and accident participant information. This system is automized for a fast integration of new FIN-data into the accident database and can further be used in the future in-depth study of accident occurrence. It is expected that the research and findings mentioned in this thesis report will help the researcher to analyze the influence of these vehicle characteristics in accident occurrence.