Car2X Connectivity Prediction API

Veröffentlicht im Jun 2022 von MechLab Engineering ~ 4 min Lesezeit

Kooperative intelligente Verkehrssysteme (C-ITS) markieren einen entscheidenden Fortschritt für die Sicherheit und Effizienz auf unseren Straßen, indem sie eine lückenlose Vernetzung zwischen Fahrzeugen, der Infrastruktur und Diensteanbietern schaffen.

Road Side Units (RSUs) spielen eine zentrale Rolle als physische Schnittstelle zwischen der Straßeninfrastruktur und den Verkehrsteilnehmern. Sie ermöglichen die Vernetzung, die für kooperative intelligente Verkehrssysteme (C-ITS) notwendig ist. RSUs fungieren als spezielle Kommunikationseinheiten, die ortsfest oder mobil an der Infrastruktur installiert sind. Siehe z.B. Yunex Traffic RSU…

Die Kommunikation zwischen RSUs und Fahrzeugen sowie anderen Teilnehmern erfolgt über ein spezielles Ad-hoc-WLAN-Netzwerk (5.9 GHz WLANp nach dem Standard ETSI-ITS-G5):

• Diese Technik ermöglicht einen Datenaustausch in Echtzeit, ohne auf ein bestehendes Mobilfunknetz angewiesen zu sein. Dies ist besonders kritisch für unmittelbare Sicherheitswarnungen.
• Die Reichweite und Signalstärke (RSSI) dieses Signals hängen stark von der Bebauung, dem Straßentyp und der Sichtlinie ab.

Virtuelle Planung als Hilfsmittel: Für die Dimensionierung einer benötigten PKI-Lösung (Public-Key-Infrastruktur zu Sicherstellung der Vertrauenswürdigkeit der Nachrichten) ist die Abschätzung der Anzahl stationärer und mobiler C-ITS-Stationen entscheidend. Da die Platzierung der C-ITS-Stationen, der Road Side Units (RSU), von Faktoren wie Bebauung und Straßentyp abhängt (es handelt sich um WLAN Signale), unterstützen Tools wie die CartoX API die Stakeholder dabei, die Signalreichweite vorherzusagen und so die Anzahl benötigter Stationen bereits vor der Installation virtuell zu ermitteln.

CartoX API als virtuelles Planungstool: Simulation statt Spekulation

Die CartoX API ist eine Schnittstelle zur Vorhersage der C-ITS-Konnektivität. Sie wurde im Rahmen des BMVI Forschungsprojekts CartoX² mit real gemessenen Car-2-X Daten mit KI Technologie trainiert und kann Vorhersagen zur Ausbreitung von WLANp Signalstärken rund um Fahrzeug-Kommunikationsinfrastruktur (RSUs) machen. Dabei prädiziert sie die zu erwartende Signalstärke (RSSI) in Abhängigkeit von Bebauung und örtlichen Gegebenheiten. Wissenschaftlich fundiert, datenbasiert und validiert: Simulieren statt spekulieren.

Die CartoX API liefert Antwort auf die Fragen:

• Wie sind die Funksignale der C-ITS Infrastruktur an diesem Ort?
• Wo platziert man die Infrastruktur am besten?
• Hat man ausreichende Funkabdeckung für C-ITS erreicht?
• Welche Anzahl RSUs sind für eine C-ITS PKI Infrastruktur notwendig?
• Hätten Unfälle verhindert werden können mit Car-2-X Kommunikation?

Skalierbar und maschinenlesbar

Während Visualisierungen wie Karten und Dashboards wichtig für menschliche Entscheidungsträger sind, ermöglichen APIs die automatisierte Verarbeitung von Daten in großem Maßstab. Eine maschinenlesbare Schnittstelle erlaubt es Systemen, direkt auf Vorhersagedaten zuzugreifen und diese in automatisierte Workflows zu integrieren – sei es für die Optimierung von RSU-Platzierungen, die Integration in Planungssoftware oder die Echtzeitanalyse von Netzwerkabdeckung. Dies ersetzt manuelle, zeitaufwändige Analysen durch skalierbare, reproduzierbare Prozesse und ermöglicht es, komplexe Infrastrukturplanungen effizient und datengetrieben umzusetzen.

Beispiel Visualisierung

Die CartoX API liefert auf ein GET Request standardisierte GeoJSON als Response, welche entsprechend visualisiert werden können. Beispielhaft könnten zwei Road Side Units, welche virtuell an einer Straße platziert wurden, wie in nachfolgender Abbildung visualisiert werden:

Hierbei stellt dunkelblau eine hohe Signalstärke dar, die Fahrzeuge werden die WLANp Nachrichten mit hoher Wahrscheinlichkeit empfangen. Umso heller die farbliche Darstellung wird, desto geringer ist die Signalstärke und ein fehlerfreier Empfang der Informationen wird immer unwahrscheinlicher.

Zusammenfassung

CartoX API Endpunkte

Eine API ist eine standardisierte Schnittstelle, die es Anwendungen ermöglicht, über HTTP-Anfragen miteinander zu kommunizieren. Diese maschinenlesbare und standardisierte Kommunikation ermöglicht es, die CartoX API in bestehende Softwarelösungen, Planungstools oder Automatisierungsprozesse zu integrieren. Dadurch lassen sich große Mengen an Anfragen effizient und reproduzierbar verarbeiten – ideal für die skalierbare Dimensionierung von C-ITS-Infrastruktur über mehrere Standorte hinweg.

Verfügbare Endpunkte der CartoX API sind:

• /cartox/api/v1.0/c2c: Tensorflow Modell mit Abstand, Straßentyp und Line of Sight von Gebäuden als Features für die Vorhersage von 5.9 GHz WLANp (ETSI-ITS-G5) Car2Car Kommunikation
• /cartox/api/v2.0/rssi: SciKit-Learn Modell mit Abstand, Straßentyp und Line of Sight durch Gebäude als Feature zur Vorhersage von 5.9 GHz WLANp (ETSI-ITS-G5) Car2Car Kommunikation zu einer Road Side Unit
• /cartox/api/v2.0/rssi/mesh: Hexgrid Rückgabe ringsum eine Road Side Unit zur Abschätzung der Signalstärke einer Road Side Unit (C-ITS Infrastruktur)

CartoX API Lizenz

Die CartoX API bietet flexible Lizenzierungsmodelle für verschiedene Anwendungsfälle: Von der privaten Nutzung bis zur unternehmensweiten Integration. Die maschinenlesbare REST-API mit standardisierter GeoJSON-Antwort ermöglicht eine nahtlose Integration in bestehende IT-Systeme, Planungssoftware und automatisierte Workflows. Eine Swagger-Definition dokumentiert alle verfügbaren Endpunkte und ermöglicht schnelle Implementierung in gängigen Programmiersprachen und Frameworks. Bei der Enterprise-Lizenz steht zusätzlich ein dedizierter Docker-Container zur Verfügung, der On-Premise Deployments und höchste Datensicherheit gewährleistet.

Die API wird, bis auf Enterprise Lizenz, auf unseren Servern in Deutschland gehostet und steht online zur Verfügung. Eine Swagger Definition der API ist verfügbar. Die API Rückgabe ist eine standardisierte GeoJSON Feature Collection mit Point Features.

Für weitere technische Rückfragen nehmen Sie bitte Kontakt auf.