Bachelorarbeiten

Themenkomplex „Verkehrsmanagement"

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg

Thema:Gamification in der Industrie
Zuordnung:BA
Beschreibung:Gamification, oder auch im deutschen als Spielifikation hält nach und nach Einzug in die Industrie. Der Vorteil liegt darin, dass spielerische Elemente in das Arbeitsleben einfließt, um so Ideen und Gedanken bei einer Arbeitsaufgabe angeregt werden und somit die Konzentration aufrecht erhalten bleibt.

In Bezug auf die Bachelorarbeit soll Gamification erörtert und aktuelle Trends in Verbindung mit der Industrie aufgezeigt werden. Das Prinzip des Gamification soll dabei als Grundlage dienen.

Masterarbeiten

Themenkomplex „Systeme"

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg

 Dieses Thema ist bereits vergeben!
Thema:Bewertung der Betriebssicherheit und des Datenschutzes beim Betrieb eines autonomen Fahrzeugs
Zuordnung:MA
Beschreibung:Im Rahmen der Masterarbeit soll ein Schema zur Bewertung der Betriebssicherheit und des Datenschutzes beim Betrieb eines autonomen Fahrzeugs erarbeitet werden, das dazu dienen kann, potenzielle Risiken erkennen, einordnen und mit entsprechenden Maßnahmen reduzieren zu können.

Es sollen Land-, Wasser- und Luftfahrzeuge in die Arbeit einbezogen werden, wobei zur Reduktion der Komplexität die jeweils spezifischen bereits existierenden Sicherungssysteme z.B. im Luft- oder im Schienenverkehr nicht in die Betrachtung einbezogen werden sollen. Gegenstand der Arbeit sollen ausschließlich die Kommunikationskanäle sein, die durch Autonomieentwicklungen "neu" hinzukommen und einem hohen Gefährdungsrisiko ausgesetzt sind. Dazu zählen beispielsweise drahtlose Kommunikation (z.B. 5G), Cloudapplikationen, KI-Anwendungen etc.   
Thema:Konzeptentwicklung zur Navigation eines autonomen Binnenschiffs  
Zuordnung:MA
Beschreibung:Das Ziel der Navigation besteht darin, ein Fahrzeug von einem Ausgangspunkt sicher zu einem vorgegebenen Zielpunkt zu führen. Dazu sind folgende Teilaufgaben zu erfüllen:
 
  1. Berechnung der optimalen Route zum Ziel unter Berücksichtigung der generellen Verkehrssituation entlang möglicher Routen
     
  2. laufende Bestimmung der eigenen geographischen Position (Lokalisierung, Eigenortsbestimmung)
     
  3. sichere Führung des Fahrzeugs entlang der gewählten Route unter Berücksichtigung der verkehrlichen Situation im unmittelbaren Umfeld, die sich u.a. aus Verkehrsregeln und der Notwendigkeit der Kollisionsvermeidung (Ortung anderer Fahrzeuge oder Infrastrukturkomponenten) ergibt, sowie externer Einflüsse auf das Fahrzeug (u.a. Wetter, Strömung)
     
Im Rahmen der Masterarbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
 
  • Erfassung vorhandener digitaler Systeme zur Navigation in der Binnenschifffahrt
  • Zusammenstellung der dezidierten Leistungsmerkmale (Fokus: Navigation)
  • Ermittlung der Systemdefizite bezüglich autonom operierender Binnenschiffe
  • Definition zusätzlicher bordseitiger Systeme bzw. Systemkomponenten zur sicheren Navigation autonomer Binnenschiffe
  • Erstellung eines Gesamtkonzeptes
Thema:Exakte und präzise Positionierung eines elektrisch betriebenen autonomen Oberflächenfahrzeugs (Binnenschiff)  
Zuordnung:MA
Beschreibung:Das Ziel der Positionierung eines Fahrzeugs an einer stationären Einrichtung besteht beispielsweise darin, einen Lastwechsel zwischen dem Fahrzeug und der stationären Einrichtung durchzuführen (Be-/Entladung) oder das Fahrzeug mit einer Energieversorgungseinrichtung zu verbinden. Im erstgenannten Fall kann die Notwendigkeit bestehen, das Fahrzeug entlang einer vorgegebenen Bahn entlang der Einrichtung zu verfahren.


Im Rahmen der Masterarbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
 
  • Ermittlung der Genauigkeitsanforderungen zur Positionierung bei der Übernahme von Schüttgut bei Beladung mit Bagger (fixe Position des Schiffs) oder mit Lkw-Kippanlage   Verfahren des Schiffs notwendig)
  • Ermittlung vorhandener Systeme zur Grobpositionierung
  • Konzeptionelle Entwicklung eines Sensorsystems zur Feinpositionierung (3D - durch variante Wasserstände und Schiffsbewegungen, die durch Strömung oder Wellenschlag bedingt sein können)
  • Erstellung eines Gesamtkonzeptes
 
Thema:Missionen  
Zuordnung:MA
Beschreibung:Masterarbeiten in diesem Bereich sind darauf ausgerichtet, hochautomatisierte oder autonome Systeme dahingehend zu ertüchtigen, dass sie vorgegebene Aufgaben (Missionen) erfüllen können.

Im Allgemeinen werden als Beispiele für Missionen überwiegend Transportaufgaben angesprochen: Drohnen transportieren medizinische Präparate oder Produkte, Busse und PKW transportieren Personen und erste Projekte decken den Straßen- oder Schiffstransport von Gütern ab. Autonome Systeme können aber auch zu anderen Zwecken eingesetzt werden, die überwiegend zur Datenerfassung dienen.

Grundsätzlich können in diesem Zusammenhang unbemannte Luftfahrzeuge, Oberflächenfahrzeuge zu Land und zu Wasser und oberflächennah operierende Unterwasserfahrzeuge eingesetzt werden.

Obwohl -grade aktuell- der Einsatz von Drohnen als Werkzeug zur Datenerfassung offensichtlich zu sein scheint, können in vielen Fällen auch andere Fahrzeuge zum Einsatz kommen.  
Thema:Entscheidungshilfe zur Auswahl autonomer Fahrzeugsysteme zur Datenerfassung (Inspektion)  
Zuordnung:MA
Beschreibung:Im Rahmen der Masterarbeit soll eine Systematik erarbeitet werden, um für Datenerfassungsaufgaben in der Inspektion das geeignet Fahrzeugsystem belastbar auswählen zu können. Dazu sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
 
  • Einordnung der autonomen Systeme hinsichtlich Leistungsfähigkeit (z.B. Operationsradius, Einsatzzeit, Einsatzflexibilität, mögliche payload etc.)
  • Ableitung eines Klassifikationsschemas autonomer Systeme zur Inspektion
  • Ermittlung automatisiert durchführbarer Inspektionen
  • Klassifikation dieser Inspektionsaufgaben in Bezug zu autonomen Systemen
   
Thema:Entscheidungshilfe zur Auswahl autonomer Fahrzeugsysteme zur Datenerfassung (Monitoring)  
Zuordnung:MA
Beschreibung:Im Rahmen der Masterarbeit soll eine Systematik erarbeitet werden, um für Datenerfassungsaufgaben im Monitoring das geeignet Fahrzeugsystem belastbar auswählen zu können. Dazu sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
 
  • Einordnung der autonomen Systeme hinsichtlich Leistungsfähigkeit (z.B. Operationsradius, Einsatzzeit, Einsatzflexibilität, mögliche payload etc.)
  • Ableitung eines Klassifikationsschemas autonomer Systeme zum Monitoring
  • Ermittlung automatisiert durchführbarer Monitoringaufgaben
  • Klassifikation dieser Monitoringaufgaben in Bezug zu autonomen Systemen
  • Definition der Anforderungen an Autonomie
Themenkomplex „Usability“

Ansprechpartner:Prof. Dr. Uwe Meinberg

Thema:Usability Engineering für autonome Systeme
Zuordnung:MA
Beschreibung:In vielen Bereichen, insbesondere im Umfeld der industriellen Produktion, ist die Interaktion zwischen Mensch und Maschine umfassend erforscht. Methoden des Usability Engineering zielen auf die Entwicklung von Systemen mit möglichst hoher ergonomischer Güte sowie aufgabengerechter Funktionalität. Usability-Metriken werden im Projekt-Controlling dazu benutzt, um zu bewerten, inwieweit die Anwendung von Methoden des Usability Engineering in existierenden Entwicklungsprozessen zu einer verbesserten Bedieneffizienz und Nutzerakzeptanz führt.

Im Rahmen der Masterarbeit sollen bestehende Methoden des Usability-Engineerings daraufhin untersucht werden, in wie weit sie auch zur Gestaltung von Mensch-Maschine-Interfaces für autonome Systeme geeignet sind. Darauf aufbauend sollen die entsprechenden Metriken auf ihre Effizienz untersucht werden.  
Thema:Rechnergestützte Missionsplanung für autonome Binnenschiffe zur Erfassung von Sensordaten im Rahmen von Monitoring-Aufgaben
Zuordnung:MA
Beschreibung:Um einen reibungslos fließenden und somit wirtschaftlichen Schiffsverkehr zu ermöglichen, müssen die Binnenwasserstraßen (in Deutschland ca. 7.300 km) und die dazugehörigen Anlagen (Schleusen, Wehre, Schiffshebewerke, Brücken etc.) erhalten werden. Hinzu kommen Aufgaben der Überwachung der Gewässerqualität, um beispielsweise die unzulässige Einleitung von Schadstoffen in Gewässer zu detektieren.

Unbemannte autonom auf der Wasseroberfläche oder oberflächennah unter der Wasseroberfläche operierende Wasserfahrzeuge können einen großen Teil dieser Aufgaben genauer und aufgrund ihrer 24/7-Verfügbarkeit in einer deutlich höheren Kontrolldichte übernehmen, als dies mit den heutigen bemannten Fahrzeugen möglich ist.

Die zentrale Aufgabe der Missionsplanung besteht darin, die logistisch abstrakt vorgegebene Vorgehensweise in systemisch nutzbare konkrete Steuerungsvorgaben umzusetzen, sodass die einzelnen Systemkomponenten Vorgaben in der korrekten Reihenfolge mit den korrekten Aktivitäten zur erfolgreichen Durchführung der Monitoring-Mission erhalten.

Im Rahmen der Masterarbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
 
  • Detaillierte Beschreibung einer Kontrollmission unter Nutzung eines mit entsprechenden Messsensoren ausgerüsteten Binnenschiffes (s.o.) in einem Binnengewässer
  • Ermittlung der Missionsparameter
  • Erstellung eines einfachen Simulationsmodells (z.B. Gazebo), das die Funktionen des Gesamtsystems Schiff sowie die Teilfunktionen der bordseitigen Sensortechnik abbildet
 
Thema:Rechnergestützte Missionsplanung für autonome Binnenschiffe im Shuttleverkehr zwischen zwei oder mehr Destinationen
Zuordnung:MA
Beschreibung:Autonome Binnenschiffe können unbemannt und insbesondere auch als autonom operierende kleine Einheiten, also in ihrer Dimension deutlich unterhalb der heute typischen Schiffsklassen, Aufgaben im Shuttleverkehr übernehmen und kleine Ladungsmengen -bis hinunter zu Paletteneinheiten- zwischen Umschlagspunkten wirtschaftlich transportieren. Damit ergeben sich vollkommen neue Einsatzszenarien für Binnenschiffe in Bereichen, die heute nicht bzw. nicht mehr von diesem Transportmittel bedient werden (können). Dabei spielt eine entscheidende Rolle, dass die Logistikprozesse vollständig hochautomatisiert werden, d,h., dass sämtliche Prozessschritte ohne die Einbindung operativer menschlicher Arbeitskraft realisiert werden.

Im Rahmen der Masterarbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
 
  • Detaillierte informelle und prozessuale Beschreibung eines vollständig automatisierten Transportes von Stückgut unter Nutzung eines Binnenschiffes unter Berücksichtigung der zugehörigen Umschlagprozesse (Mission)
  • Ermittlung und Beschreibung der Missionsparameter
  • Erstellung eines einfachen Simulationsmodells (z.B. Gazebo), das die Funktionen des Gesamtsystems Schiff sowie die Teilfunktionen der bord- und landseitigen Fördertechnik abbildet
  • Entwicklung eines Planungstools zur Vorgabe der Missionen
  • Evaluierung des Tools auf der Basis des Simulationssystems
Thema:Rechnergestützte Missionsplanung zur Inspektion von Gebäuden oder technischen Einrichtungen mit Drohnen anhand von CAD-Daten
Zuordnung:MA
Beschreibung:Die Inspektion von Gebäudeaußenhüllen oder technischen Bauwerken (Brücken, Strommasten, Windkraftanlagen etc.) mit Drohnen ist heute nahezu "gängige Praxis". Dazu sind die Drohnen i.d.R. mit bildgebenden Sensoren ausgestattet. Die erzeugten Daten (typischerweise Bildmaterial) werden nach Abschluss der Flüge überwiegend manuell ausgewertet. Die Inspektionsflüge werden entweder manuell gesteuert durchgeführt (Flüge in Sichtweite, VLOS) oder es werden -bei automatisierten Flügen außerhalb der Sichtweite (BVLOS)- Wegpunktlisten zur Befliegung der Objekte manuell erstellt, wozu auch die exakte georeferenzierte Einmessung der zu inspizierenden Objekte gehört.

Diese Vorgehensweise ist somit sehr zeit- und kostenaufwändig.

Ziel der Masterarbeit:
Es soll ein Softwarewerkzeug mit graphischer Benutzeroberfläche entwickelt werden, das es ermöglicht, die Befliegung eines Objektes (Gebäude, Mast, Brücke etc.) bzw. Systems (Rohrleitung, Leitung etc.) ohne fachspezifische Kenntnisse der Trägerplattform bzw. der Inspektionssensoren zu planen, d.h. im Mittelpunkt der Planung steht die Inspektionsaufgabe und das zu inspizierende Objekt -die Drohne wird als reines Werkzeug eingesetzt.  
Themenkomplex „Infrastrukturen“

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg

Thema:Verkehrsspezifische Infrastrukturen: Konzeption einer interaktiven Infrastruktur für autonome Binnenschiffe
Zuordnung:MA
Beschreibung:Das Ziel der Navigation besteht darin, ein Fahrzeug von einem Ausgangspunkt sicher zu einem vorgegebenen Zielpunkt zu führen. Dazu sind folgende Teilaufgaben zu erfüllen:
 
  1. Berechnung der optimalen Route zum Ziel unter Berücksichtigung der generellen Verkehrssituation entlang möglicher Routen
     
  2. laufende Bestimmung der eigenen geographischen Position (Lokalisierung, Eigenortsbestimmung) 
     
  3. sichere Führung des Fahrzeugs entlang der gewählten Route unter Berücksichtigung der verkehrlichen Situation im unmittelbaren Umfeld, die sich u.a. aus Verkehrsregeln und der Notwendigkeit der Kollisionsvermeidung (Ortung anderer Fahrzeuge oder Infrastrukturkomponenten) ergibt, sowie externer Einflüsse auf das Fahrzeug (u.a. Wetter, Strömung).
Im Rahmen der Masterarbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
 
  • Erfassung vorhandener digitaler Systeme zur Verkehrslenkung durch die Bereitstellung qualifizierter Information für die Verkehrsteilnehmer (z.B. ELWIS)
  • Erfassung vorhandener digitaler Systeme zur aktiven Verkehrsbeeinflussung (z.B. Lichtsignal- oder Verkehrsbeeinflussungsanlagen wie die Lichtwahrschau Mittelrhein Oberwesel - St. Goar)
  • Zusammenstellung der dezidierten Leistungsmerkmale
  • Datentechnische Konzeption eines frameworks für interaktive verkehrliche Infrastrukturkomponenten in der Binnenschifffahrt
  • daraus abgeleitet:
    • konkrete datentechnische Konzeption einer interaktiven Schleuse
    • konkrete datentechnische Konzeption eines interaktiven Anlegeplatzes
Thema:Simulation der Belastung verkehrlicher Infrastrukturen durch autonome Straßenfahrzeuge am Beispiel eines Großparkplatzes 
Zuordnung:MA
Beschreibung:Autonome Straßenfahrzeuge werden die derzeit bekannten für personengeführte Fahrzeuge konzipierten Infrastrukturen nutzen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass autonome Systeme algorithmisch basierte Entscheidungen treffen, die insbesondere so gestaltet sind, dass sie zu absolut regelkonformen (Recht) und ethisch unbedenklichen Entscheidungen führen. Hierbei liegt wiederum nahe, dass die Fahrzeugsysteme -auch wenn sie von unterschiedlichen Herstellern in den Markt gebracht werden, ähnliche, möglicherweise auch gleiche, Algorithmen zur Entscheidungsfindung heranziehen. Im Rahmen dieser Masterarbeit soll simulativ untersucht werden, wie sich dieses ähnliche Verhalten auf eine Parkplatzsituation auswirkt.


Im Rahmen der Masterarbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
 
  • Literaturrecherche zum Nutzerverhalten auf Großparkplätzen (ca. 3.000 Stellplätze) mit u.a. Ankunftsraten, Parkdauer etc.
  • Literaturrecherche zu "Parkalgorithmen"; alternativ: Annahme von drei unterschiedlichen Strategien zur Auswahl eines "optimalen" Parkstandes (für verschiedene Nutzergruppen)
  • Erarbeitung eines agentenbasierten Simulationsmodells/Verkehrsmodells für einen Großparkplatz auf der Basis des Simulationswerkzeuges AnyLogic
Thema:Simulation der Belastung verkehrlicher Infrastrukturen durch autonome Straßenfahrzeuge am Beispiel einer Autobahnbrücke
Zuordnung:MA
Bescheibung:Autonome Straßenfahrzeuge werden die derzeit bekannten für personengeführte Fahrzeuge konzipierten Infrastrukturen nutzen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass autonome Systeme algorithmisch basierte Entscheidungen treffen, die insbesondere so gestaltet sind, dass sie zu absolut regelkonformen (Recht) und ethisch unbedenklichen Entscheidungen führen. Hierbei liegt wiederum nahe, dass die Fahrzeugsysteme -auch wenn sie von unterschiedlichen Herstellern in den Markt gebracht werden, ähnliche, möglicherweise auch gleiche, Algorithmen zur Entscheidungsfindung heranziehen. Im Rahmen dieser Masterarbeit soll simulativ untersucht werden, wie sich dieses ähnliche Verhalten auf die Nutzung einer belastungskritischen Infrastrukturkomponente "Autobahnbrücke" auswirkt. In Deutschland sind derzeit etwa 120.000 Brücken in Betrieb, die aus Beton oder aus Stahl bzw. aus einer Kombination dieser Materialien aufgebaut sind.

Im Rahmen der Masterarbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
 
  • Literaturrecherche zum Fahrerverhalten auf Autobahnen in Deutschland u.a. mit Geschwindigkeitsprofilen, Überholverhalten etc. (nach Fahrer- und Fahrzeugklassen)
  • Literaturrecherche zu "Fahralgorithmen" in autonomen Fahrzeugen
  • Erarbeitung eines agentenbasierten Simulationsmodells/Verkehrsmodells für einen Autobahnabschnitt mit einer Brücke auf der Basis des Simulationswerkzeuges AnyLogic
  • Durchführung von Simulationsexperimenten zur Beantwortung u.a. der folgenden Fragestellungen:
    • Auslastung des Streckenabschnittes mit unterschiedlichen Fahrzeugklassen
    • Auslastung der Spuren (zeitliche Belastungen, nach Fahrzeugklassen etc.)
    • Aussagen zur Lastverteilung auf dem Bauwerk
 
Thema:Simulation der Belastung verkehrlicher Infrastrukturen durch autonome Binnenschiffe am Beispiel des Testfeldes SOW
Zuordnung:MA
Beschreibung:Für Binnenwasserstraßen stellen die Infrastrukturkomponenten zur Überbrückung von Höhenunterschieden (Schleusen und Schiffshebewerke) Engpassstellen dar, die aufgrund ihres Leistungsvermögens (Durchsatz/Zeiteinheit) bestimmende Auswirkungen auf die Gesamtleistungsfähigkeit einer Binnenwasserstraße haben.

Im Rahmen der Masterarbeit soll ein Verkehrsmodell für die Binnenwasserstraße SOW (Spree-Oder-Wasserstraße), die Berlin mit der Oder und damit mit der Ostsee verbindet, erarbeitet und in ein Simulationsmodell eingearbeitet werden.
Thema:Simulation der Belastung verkehrlicher Infrastrukturen durch autonome Binnenschiffe am Beispiel des Testfeldes ELK
Zuordnung:MA
Beschreibung:  Für Binnenwasserstraßen stellen die Infrastrukturkomponenten zur Überbrückung von Höhenunterschieden (Schleusen und Schiffshebewerke) Engpassstellen dar, die aufgrund ihres Leistungsvermögens (Durchsatz/Zeiteinheit) bestimmende Auswirkungen auf die Gesamtleistungsfähigkeit einer Binnenwasserstraße haben.

Im Rahmen der Masterarbeit soll ein Verkehrsmodell für die Binnenwasserstraße ELK (Elbe-Lübeck-Kanal), die die Elbe ab Lauenburg mit der Ostsee (Lübeck) verbindet, erarbeitet und in ein Simulationsmodell eingearbeitet werden. Ab der Schleuse Büssau weist die Binnenwasserstraße in Richtung Kanalkilometer 0,0 maritime Eigenschaften (z.B. Tide, Strömung, Wellengang etc.) auf.

Der ELK ist ein von TITUS Research GmbH initiiertes und vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur anerkanntes Testfeld für Binnenschiffe. Die Wasserstraße weist insgesamt sieben Kanalstufen unterschiedlicher Fallhöhe und unterschiedlicher technischer Ausstattung auf.
Thema:Referenzmodell „Autonome Schleuse“
Zuordnung:MA
Beschreibung:  Die Nutzung einer Binnenwasserstraße durch autonom operierende Binnenschiffe setzt voraus, dass die verkehrliche Infrastruktur der Wasserstraße auf die autonomen Wasserfahrzeuge ausgerichtet wird.

Insbesondere für Schleusen stellen sich hohe technische und datentechnische Anforderungen, um die sichere Schleusung von unbemannten Fahrzeugen zu gewährleisten.

Im Rahmen der Masterarbeit soll ein Referenzmodell für eine "autonome Schleuse", also eine Infrastrukturkomponente, die den Wechsel zwischen Kanalstufen für unbemannte autonom operierende Wasserfahrzeuge ermöglicht, erarbeitet werden.
Thema:Missionsspezifische Infrastrukturen
Zuordnung:MA
Beschreibung:  Bezüglich aller Verkehrsträger wird derzeit mit Blick auf einen hochautomatisierten oder autonomen Betrieb geforscht und entwickelt.

Die Verfügbarkeit einer hochautomatisiert oder autonom operierenden Komponente in einer Prozesskette ist zwar eine hinreichende Bedingung für Effizienzsteigerungen, doch erst die vollständige Automatisierung bzw. Digitalisierung einer gesamten Prozesskette führt dazu, dass z.B. autonome LKW ihre Wirkung vollständig entfalten können.

Im Rahmen der folgenden Masterarbeiten sollen Konzepte für missionsspezifische Infrastrukturen entwickelt werden, die dazu beitragen, ausgewählte Prozessketten vollständig zu automatisieren und zu digitalisieren, um größtmöglichen Nutzen aus der Entwicklung autonomer Verkehrsträger erzielen zu können. Als Basis dienen Logistikprozesse, für die nach unserer Einschätzung als erstes großer Nutzen aus einer durchgängigen Automatisierung und Digitalisierung erzielt werden kann.

  Folgende Logistikketten stehen einer Masterarbeit zur Auswahl und sollen betrachtet werden:
 
  1. Bahn - LKW (Umschlag in einem GVZ)
     
  2. Bahn - Schiff (Container, Umschlag in einem Hafen)
     
  3. Bahn - Schiff (RoRo, Umschlag in einem Hafen)
     
  4. Distributionslogistik: Bahn - LKW/Transporter, Zieldestination Distributionszentrum
     
  5. CityLogistik: Bahn - LKW/Transporter, Zieldestination Einzelhandel
     
  6. Konzeption einer interaktiven Infrastruktur für mobile autonome Arbeitsmaschinen in der Agrarwirtschaft
     
  7. Konzeption einer interaktiven Infrastruktur für mobile autonome Arbeitsmaschinen in der Forstwirtschaft
 
Themenkomplex „Verkehrsmanagement“

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg

Thema:Verkehrsleitzentrale für unbemannte Luftverkehre
Zuordnung:MA
Beschreibung:Analog zur bemannten Luftfahrt soll zukünftig auch der Verkehr unbemannter Luftfahrzeuge einem Managementsystem unterliegen. In der bemannten Luftfahrt werden diese Systeme mit "ATM - Air Traffic Management" bezeichnet, analog dazu hat sich für das entsprechende Management unbemannter Luftfahrzeuge die Bezeichnung "UTM - Unmanned Traffic Management" durchgesetzt.

Im Rahmen der Masterarbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
 
  • Erstellung einer Übersicht nationaler und internationaler Ansätze für UTM
  • Zusammenstellung der infrastrukturellen Voraussetzungen zur Implementation von UTM; hier insbesondere die datentechnische Integration UTM - ATM
  • Zusammenstellung der datentechnischen Voraussetzungen der teilnehmenden Flugsysteme (Transponder etc.)
 
Thema:Verkehrsleitzentrale für unbemannte Straßenfahrzeuge im öffentlichen Verkehrsraum 
Zuordnung:MA
Beschreibung:Verkehrsleitzentralen stellen im Straßenverkehr eine feste wichtige Informationsquelle für die Verkehrsteilnehmer dar, der sich vordergründig, z.B. auf ihrem Weg zur Arbeitsstelle, durch Informationen im Verkehrsfunk der Radiostationen präsentiert.

Diese Informationen werden in den Verkehrsleitzentralen zusammengetragen, ausgewertet, bewertet und schließlich in "radiogerechte" Mitteilungen überführt. Dabei handelt es sich sowohl um Gefahrenmeldungen, z.B. Falschfahrer, als auch um Meldungen zu aktuellen Verkehrslagen. Zudem enthalten die Mitteilungen auch Informationen über vorhersehbare Verkehrsstörungen, wie z.B. geplante Baustellen oder Großveranstaltungen. Zusätzlich wird auf jahreszeitliche oder witterungsbedingte Verkehrsverhältnisse wie z.B. Hochwasser, Straßenglätte durch Eis oder Schnee oder Nebel hingewiesen.

Ein Verkehrssystem, in dem zunehmend autonom operierende Entitäten operieren, wird zukünftig andere Schwerpunkte im Bereich einer Leitzentrale setzen müssen und können, als dies heute der Fall ist. Die Digitalisierung der Verkehrsteilnehmer (z.B. car2x-communication) spielt dabei eine enorm wichtige Rolle.

Im Rahmen der Masterarbeit soll ein Konzept für eine Verkehrsleitzentrale der "autonomen Zukunft" erarbeitet werden, das u.a. die folgenden Aspekte berücksichtigt:
 
  • Neue Möglichkeiten zur Erfassung aktueller Verkehrs- oder Wetterdaten; heute: stationäre Messpunkte, morgen: Erfassung durch die Verkehrsteilnehmer (Fahrzeuge) an jedem Ort
  • Einsatz von KI zur ad-hoc-Anpassung von Verkehrsregimen
  • "Selbstregelung" durch car2car-communication
Thema:Gamification im Verkehrsleitstand für autonome Systeme
Zuordnung:MA
Bechreibung:  Die Masterarbeit soll dazu dienen ein Konzept hinsichtlich Gamification und Verkehrsleitstand zu entwickeln. Dazu gehört die Analyse und der daraus betrachteten Anforderungen an einem Verkehrsleitstand für autonome Systeme. Das Konzept soll sowohl eine geeignete Methode des Gamification beinhalten, als auch eine Implementierung dessen. Einerseits soll die Technologie eines Verkehrsleitstandes durchleuchtet werden, anderseits die psychologische Betrachtung miteinfließen, inwiefern Arbeitsprozesse (Monitoring) davon profitieren können.
Themenkomplex „Services“

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg

Thema:Zulaufsteuerung für autonome Lieferfahrzeuge an einem Industriepark
Zuordnung:MA
Beschreibung:Die Zulaufsteuerung für einen Industriepark (oder auch für andere Destinationen mit großem Aufkommen an Zulieferverkehren) soll dafür sorgen, dass eine Überlastung der Destination durch die ungeregelte Zufahrt von Lieferfahrzeugen sowohl mit Blick auf die verkehrliche Situation aber auch mit Blick auf die Lastwechselstationen verhindert wird. Dazu werden heute Zeitslots für Fahrzeuge vergeben, in denen sie zur Einfahrt in die durch eine Zulaufsteuerung kontrollierte Destination berechtigt sind.

Autonom operierende Fahrzeuge werden die bestehenden Systeme zur Zulaufsteuerung gravierend ändern.

Im Rahmen der Masterarbeit soll ein Konzept für eine Zulaufsteuerung der "autonomen Zukunft" erarbeitet werden, das u.a. die folgenden Aspekte berücksichtigt:
 
  • der Umschlag wird vollständig automatisiert erfolgen
  • es kann von einer durchgängigen Digitalisierung der Logistikprozesse ausgegangen werden
  • Lenk- und Ruhezeiten entfallen im Kontext autonomer Fahrzeuge vollständig
  • zukünftige autonome Lieferfahrzeuge werden elektrisch betrieben sein; insofern sind Reichweiten zu berücksichtigen
  • Parken in Vorstauzonen der zulaufgesteuerten Destinationen kann z.B. durch Geschwindigkeitsanpassungen im Zulauf reduziert oder sogar vermieden werden
 
Thema:Vorfeldmanagement für autonome Betriebsfahrzeuge an einem Flughafen 
Zuordnung:MA
Beschreibung:Ein Flughafen bietet gute Voraussetzungen dafür, dass autonome Fahrzeuge, insbesondere im Bereich Vorfeld, in naher Zukunft eingesetzt werden können. Das resultiert offenkundig aus dem Sachverhalt, dass die Relationen auf dem Vorfeld eines Flughafens grundsätzlich "geokoordinatengenau" vorgegeben sind.

Im Rahmen der Masterarbeit soll ein Konzept für eine Zulaufsteuerung der "autonomen Zukunft" erarbeitet werden, das u.a. die folgenden Aspekte berücksichtigt:

Siehe Thema „Zulaufsteuerung für autonome Lieferfahrzeuge an einem Industriepark“  
Weitere
Themen:          
  • Fahrzeugmanagement für autonome Betriebsfahrzeuge an einem Hafen für Containerverkehre
  • Fahrzeugmanagement für autonome Betriebsfahrzeuge an einem Hafen für RoRo-Verkehre
  • Flottenmanagement für autonome Lieferfahrzeuge in der City-Logistik
  • Touren- und Routenplanung für autonome Lieferfahrzeuge in der City-Logistik
 
Themenkomplex „Geschäftsprozesse“

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg

Thema:Werkzeug zur Potenzialbewertung zum Einsatz autonomer Fahrzeuge im Handwerk
Zuordnung:MA
Thema: Potenzialbewertung zum Einsatz autonomer Fahrzeuge im Handel                           
Zuordnung: MA
Thema:Vollständige Digitalisierung in der Inspektion von Baukörpern mit Drohnen         
Zuordnung:MA
Themenkomplex „Daten“

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg

Thema:         Erarbeitung eines Datenkatalogs sensorisch erfasster Daten bei      Straßenfahrzeugen
Zuordnung:               MA      
Thema:Erarbeitung eines Datenkatalogs sensorisch erfasster Daten bei Schienenfahrzeugen
Zuordnung:               MA
Thema:Erarbeitung eines Datenkatalogs sensorisch erfasster Daten bei Wasserfahrzeugen   
Zuordnung:               MA
Thema:Erarbeitung eines Datenkatalogs sensorisch erfasster Daten bei Luftfahrzeugen
Zuordnung:             MA
Thema:Erarbeitung eines Datenkatalogs sensorisch erfasster Daten bei Sonderfahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen
Zuordnung:    MA
Beschreibung:             
  • BOS
  • Baustellen
  • Agrarwirtschaft
  • Forstwirtschaft
Thema:BIG-Data sensorisch erfasster Daten                                                                             
Zuordnung:              MA
Themenkomplex „Sonstiges“

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg

Thema:Cyber Logistics Platform
Zuordnung:MA
Beschreibung:
  • Verkehrsüberwachung mit Kamera und KI
  • Leitzentrale zur Darstellung der Verkehrssituation und zur Verkehrsbeeinflussung
  • Integration AR
  • Integration VR

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