V2X-Technologie für die Kommunikation von Robotern innerhalb eines unterirdischen Transportsystems

Abstract

Ziel der Arbeit ist es zu ermitteln, ob Vehicle-to-Everything-Technologie eine mögliche Lösung für die Kommunikation von Robotern innerhalb eines unterirdischen Transportsystems darstellt. Dafür werden für ausgewählte Tunnelszenarien 3D-Modelle erstellt. Mittels Ray Tracing wird die physikalische Signalausbreitung in diesen 3D-Modellen untersucht, bevor in einer zweiten Simulation die Paketfehlerrate (PER) eines WLAN 802.11p Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kanals untersucht wird. Dabei basieren die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kanaleigenschaften auf den Ergebnissen des Ray Tracings. Anschließend werden Signalstärke, Paketfehlerrate, Reichweite, und Latenz mit den Werten von äquivalenten oberirdischen Szenarios verglichen. Als kritische Einflussfaktoren auf die Paketfehlerrate werden der relative Geschwindigkeitsunterschied zwischen Sender und Empfänger und starke Kurven bzw. Kurven mit Hindernis identifiziert. Außerdem wirken Roboter im Tunnel als Reflexionshindernis und vermindern die Reichweite. Ebenso wirken Kurven negativ auf die Reichweite und empfangene Signalstärke. Hinsichtlich der Ausbreitungsverzögerung lassen sich keine Nachteile gegenüber der oberirdischen Kommunikation erkennen. Die Erkenntnisse dieser Arbeit weisen daraufhin, dass die V2X-Technologie für die Kommunikation in unterirdischen Transportsystemen nicht besonders gut geeignet ist.