Arbeitspakete

Auf dieser Seite findet sich eine Übersicht über die einzelnen Arbeitspakete des Projekts.

AP 1: Schätzverfahren Reifen

Mittels standardisierter Mess- und Prüfverfahren im Labor und auf ISO-Geräuschteststrecken sowie mittels Literaturrecherche werden die für das Reifen-Fahrbahn-Geräusch relevanten Reifenparameter in Arbeitspaket 1 ermittelt. Weiterhin wird ein Verfahren zur Messung von Laufstreifentemperaturen an einem Fahrzeug entwickelt und validiert. Die im Arbeitspaket 1 gesammelten Erkenntnisse über Reifenparameter fließen zusammen mit den Grundlagendaten über Witterung, Fahrzeuge und vor allem Fahrbahnen in ein Prognosemodell des Reifen-Fahrbahn-Geräusch ein, welches auf Messdaten des ATM-Systems basiert.

AP 2: Schätzverfahren Fahrbahn

Die für das Reifen-Fahrbahn-Geräusch relevanten Merkmale der Fahrbahn werden im Arbeitspaket 2 durch standardisierte Mess- und Prüfmethoden der Akustik und Oberflächenanalyse erhoben, ausgewertet und merkmalsspezifische Kenngrößen daraus ermittelt (Ground-Truth-Daten). Zusätzlich wird das Fahrzeug selbst als Messinstrument für die Oberflächenanalyse eingesetzt, indem bereits vorhandene Sensorik mit geeigneter Sensorik, wie z.B. der akustischen Torus-Messmethode (ATM, siehe AP 5), erweitert wird. Mittels KI-Methoden werden darauf basierend Schätzverfahren entwickelt, mit deren Hilfe die gemessenen Fahrbahnkenngrößen aus den Sensordaten des Fahrzeugs abgeleitet werden können. Die entwickelten Verfahren werden an den Ground-Truth-Daten validiert und für die späteren Flottenversuche (AP 7) zur Kenngrößenermittlung aus dem fahrenden Fahrzeug zur Verfügung gestellt.

AP 3: Schätzverfahren Fahrzeug- und Betriebsparameter

Hier werden Mess- und Schätzverfahren entwickelt, die Aussagen über Fahrdynamik und andere fahrzeugbezogene Größen zulassen. Hierzu werden zum einen Daten aus dem Fahrzeug direkt ausgelesen. Zum anderen werden aber auch Signale von zusätzlich verbauter Sensorik herangezogen. Die Signale bilden teils die Zielgröße direkt ab, teils werden aber auch Zielgrößen abgeschätzt, zum Beispiel die Reifeninnentemperatur, die sich auch aus der Torusfrequenz ergibt.

AP 4: Schätzverfahren Witterung

Mit KI sollen momentane Witterungsverhältnisse geschätzt werden, die einen Einfluss auf das Vorbeifahrgeräusch haben können. Neben dem Nässegrad der Fahrbahn zählen insbesondere Starkwind und Niederschlag zu den geschätzten Größen. Dazu soll die serienmäßig im Fahrzeug verbaute Sensorik ebenso eingesetzt werden wie auch nachgerüstete Spezialsensoren und Informationen von Wetterdiensten. Eine gute Zeit- und Ortsynchronisation wird benötigt, um die notwendige Datenqualität für moderner KI Methoden zu erhalten.

AP 5: Schätzverfahren Vorbeifahrgeräusch

In diesem Arbeitspaket werden die Messtechnik und die Prognosemodelle entwickelt, um mit den Messfahrzeugen das Vorbeifahrgeräusch im normalen Verkehr zu erfassen. Zum Einsatz kommen das Akustische Torus-Messgerät (ATM), das den Schalldruck innerhalb des Reifens misst, sowie zwei Schallintensitätssonden nach der OBSI-Methode (On-Board Sound Intensity). Es wird ein Vorhersagemodell entwickelt, mit dem aus diesen Messgrößen auf das Vorbeifahrgeräusch nach CPB-Methode (Controlled Pass-By Noise) geschlossen werden kann.

AP 6: Bereitstellung und Weiterentwicklung von (KI-)Methoden

Dieses Arbeitspaket befasst sich mit der Entwicklung und Implementierung von Methoden zur Datenanalyse in großem Maßstab. Das Hauptziel besteht darin, einen umfassenden Überblick über die existierenden Schätzverfahren für die Vorhersage des Reifen-Fahrbahn-Geräusches zu geben und diese durch die Integration von statistischen und maschinellen Lernverfahren zu verbessern. Darüber hinaus wird dieses Arbeitspaket eng mit den anderen Arbeitspaketen zur Datenerfassung zusammenarbeiten, um genauere und umfassendere Schätzungen zu ermöglichen.

AP 7: Versuchsplanung und Durchführung Flottenversuche

In diesem Arbeitspaket werden die eigentlichen Messdaten des Reifen-Fahrbahn-Geräuschs erhoben. Zum einen werden dazu direkte Vorbeifahrtsmessungen auf zertifizierten Messstrecken durchgeführt. Zum anderen soll aber auch eine große Parametervielfalt erreicht werden und dazu werden Messungen im realen Straßenverkehr durchgeführt. Um aus diesen Flottenmessungen, die nicht alle unter Laborbedingungen stattfinden können, trotzdem valide Vorbeifahrtpegel zu bestimmen, werden die Ergebnisse der Schätzverfahren AP 1–5 herangezogen. Auf Basis der Schätzverfahren können also Flottenversuche auch im realen Verkehr stattfinden. Inhalt des Arbeitspakets ist neben der Planung die Durchführung eben dieser Flottenversuche.

AP 8: Datenmanagement

Dieses Arbeitspaket befasst sich mit der öffentlichen Bereitstellung von Projektergebnissen, Analysewerkzeugen und Modellen, die für die Zwecke des Reifen-Fahrbahn-Geräuschs erstellt wurden, in frei zugänglichen öffentlichen Datenbanken (Mobilithek, etc.). Die Lösung wird durch die prototypische Implementierung einer Cloud-fähigen Daten- und Serviceplattform für den sicheren Austausch von Daten und Informationen angestrebt. Die Herausforderungen liegen in der großen Datenmenge (geschätzter zweistelliger Terabyte-Bereich) und der hohen Variabilität der Ergebnisformate, die eine komplexe Daten- und Metadatenstruktur vorgeben. Die automatisierte Überprüfung und Umwandlung der Daten wird mit Hilfe verschiedener Datenpipelines umgesetzt. Darüber hinaus wird ein System für den Datenaustausch zwischen den beteiligten Projektpartnern bereitgestellt.

AP 9: Zusammenhänge und Prognosemodelle

In AP9 wird zunächst die Qualität der Messdaten aus AP 1–5 und 7 überprüft und bei Bedarf korrigiert. Anschließend werden sowohl physikalische als auch datenbasierte Modelle zur Vorhersage des Reifen-Fahrbahn-Geräusches aufgebaut und miteinander kombiniert. Mit Hilfe dieser Modelle sollen dann neue Erkenntnisse über relevante Einflussgrößen auf das Reifen-Fahrbahn-Geräusch gewonnen werden. Die entwickelten Modelle und Verarbeitungsschritte sollen transparent veröffentlicht werden, so dass sie leicht nachgenutzt werden können.

AP 10: Ableitung von Maßnahmen

Aus plausibilisierten Modellen für die Reifen-Fahrbahn-Geräuschemissionen sollen neue Geräuschminderungspotentiale in Form von konkreten Maßnahmenkonzepten abgeleitet werden. Bei den Maßnahmen kann es sich sowohl um technische Lösungen (optimierte Gestaltung von Fahrzeug, Reifen und Oberflächentextur der Fahrbahn) als auch nichttechnische Ansätze (Kauf- und Fahrverhalten) handeln. Für die wirksamen Maßnahmen werden Empfehlungen für deren Umsetzung in der Normensetzung/Gesetzgebung in den Bereichen Fahrzeug, Reifen und Fahrbahn formuliert. Mit Hilfe der neuen Modelle soll darüber hinaus die Vorhersagegenauigkeit des Reifen-Fahrbahn-Geräuschs bei Messungen auf standardisierten Teststrecken steigen und Erkenntnisse für die auf EU-Ebene geplanten “Real Drive Noise Emissions” gewonnen werden. Die Ergebnisse werden in Form von Handlungsempfehlungen aufbereitet.

AP 11: Projektmanagement und Öffentlichkeitsarbeit

Dieses Arbeitspaket deckt das notwendige Projektmanagement, die Koordination und die Öffentlichkeitsarbeit des Projektes ab. Die Projektergebnisse werden durch das Projektmanagement zusammengeführt und mit Hilfe der wissenschaftlichen Netzwerke an den Standorten Karlsruhe und Aachen der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Dazu werden Fachveranstaltungen für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die aktive Teilnahme an Veranstaltungen der mFUND-Begleitforschung sowie aufbereitete Informationsveranstaltungen für interessierte Bürgerinnen und Bürger organisiert. Darüber hinaus werden die Ergebnisse mit Unterstützung der beteiligten Großunternehmen in entsprechenden Industriearbeitskreisen, EU-Arbeitsgruppen und Veranstaltungen präsentiert und somit auch interessierten Stakeholdern außerhalb des Konsortiums zugänglich gemacht.