Modellierung von Data Loops in Connected-Car-Umgebungen

Abstract

Moderne Autos enthalten immer mehr Elektronik. Durch diese Veränderung können heutzutage nicht nur interne Komponenten der Autos miteinander kommunizieren, sondern auch unterschiedliche Autos untereinander Daten austauschen. Fahrzeuge, welche miteinander kommunizieren, werden Connected Cars genannt. Diese Vernetzung soll es ermöglichen, dass Autos in der Zukunft autonom agieren und fahren. Die vielen Sensoren und Steuergeräte können in diesem Zusammenhang als Things in einem Internet of Things-Szenario betrachtet werden. Dies nennt sich in diesem Fall Internet of Vehicles. Um ein solches Konzept zu realisieren, wird eine Edge-, Fog- oder Cloud-Infrastruktur benötigt, mithilfe derer die gesammelten Daten gespeichert und verarbeitet werden sollen. Diese Struktur wird im Laufe der Arbeit modelliert und im Weiteren als Data Loop bezeichnet. Dabei spielt der Datenfluss eine große Rolle. Die Daten sollen zunächst gesammelt, dann gespeichert und weiterverarbeitet werden. Da die Menge an Daten nicht nur sehr groß ist, sondern diese auch heterogen sind, sollen sie in ihrer Rohform in einem Data Lake abgespeichert werden. Anschließend findet die Verarbeitung der Informationen statt. Für diese ist der sogenannte Digitale Zwilling von großer Bedeutung, welcher genau ein physisches Produkt, in diesem Fall ein Fahrzeug, in der digitalen Welt widerspiegelt. Dieser verändert sich zusammen mit dem physischen Gegenstück, durch die gesammelten Daten. Gleichzeitig sollen Veränderungen am Digitalen Zwilling auch Auswirkungen auf den physischen Zwilling haben. Dieser gesamte Ablauf wird als Data Loop bezeichnet. Im Laufe der Arbeit werden zunächst einige Anforderungen an das Konzept der Data Loop gestellt, woraufhin der Entwurf des Konzeptes folgt. Auf dessen Basis wird eine prototypische Implementierung durchgeführt und modelliert. Das daraus resultierende Modell wird anschließend dazu verwendet alle Komponenten der Data Loop automatisch zu installieren und auszuführen. Für die Modellierung wird dabei der OASIS-Standard TOSCA herangezogen. Abschließend wird die Implementierung anhand der zuvor definierten Anforderungen evaluiert.