Red Hat stellt Referenzarchitektur für das Connected Vehicle vor
Das softwaredefinierte Fahrzeug wird Realität. Es ist ein komplexes Thema, das viele Aspekte wie Fahrzeug-Onboard und -Offboard oder Cloud umfasst. Harald Ruckriegel, Global Automotive Industry Lead mit Fokus Software Defined Vehicle bei Red Hat, und Ortwin Schneider, Principal Technical Marketing Manager bei Red Hat, beleuchten die Möglichkeiten, die eine Connected Vehicle Architecture als Fundament und Referenzarchitektur (Solution Pattern) einer Automotive Cloud bietet.
Die mit der Entwicklung von softwaregesteuerten und vernetzten Fahrzeugen verbundenen Herausforderungen sind weitreichend. Sie können nur mit einer umfassenden digitalen Vernetzung und neuen Architekturkonzepten bewältigt werden. Die Unterstützung des digitalen Lifecycles des softwaredefinierten Fahrzeugs erfordert einen ganzheitlichen Ansatz, der sowohl den Onboard- als auch den Offboard-Bereich umfasst. Das heißt, bei softwaredefinierten Fahrzeugen geht es nicht nur um die Komponenten und Architektur im Fahrzeug selbst, sondern vor allem auch um die Verbindung des Fahrzeugs mit einer Cloud-Umgebung, die die Vorgänge im Auto unterstützt. Eine konsistente Hybrid-Cloud-Umgebung schlägt dabei die Brücke von der Cloud-nativen Backend-Entwicklung bis zur Fahrzeug-Software. Damit können OEMs während des gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs OTA (Over-the-Air)-Updates bereitstellen, etwa kontinuierliche Funktionsaktualisierungen oder Sicherheitsupdates.
Im Hinblick auf die Offboard- und Cloud-Thematik hat Red Hat nun eine Connected Vehicle Architecture für den Aufbau einer Automotive-Hybrid-Cloud-Umgebung konzipiert. Sie setzt als verteilte Cloud-native Applikation viele zentrale Architektur-Konzepte von IoT- und Edge-Szenarien um. Das Solution Pattern basiert auf Red Hat OpenShift und verschiedenen Komponenten der Red Hat Middleware, die für eine Cloud-native Nutzung optimiert sind. Prinzipiell kann die Architektur als Grundlage einer Hybrid-Cloud-Umgebung für softwaredefinierte Fahrzeuge fungieren, die verschiedene Anwendungsfälle wie OTA-Bereitstellungen, das Fahrer-Monitoring oder KI und ML unterstützt.
Das Echtzeit-Streaming von Fahrzeugdaten ermöglicht etwa eine Identifizierung von Kollisionsrisiken, die entsprechende Warnungen auslösen können, oder eine Ermittlung von Durchschnittsgeschwindigkeiten, die für die Festlegung einer optimalen Geschwindigkeit für eine Fahrzeugflotte nutzbar ist.
Die Connected Vehicle Architecture zielt darauf ab, einen End-to-End-Workflow abzubilden. Sie umfasst Anwendungsfälle wie
- die Verbindung des Red Hat In-Vehicle Operating System mit dem Cloud-Backend
- die Verarbeitung von Telemetriedaten im Batch oder als Stream
- das Training von KI- und ML-Modellen
- die Bereitstellung von Containern über eine DevSecOps-Pipeline
- die Nutzung von GitOps bis zum Edge.
Die zwei Kernelemente der Referenzarchitektur “Connected Vehicle Architecture” sind die simulierten Fahrzeuge und die Fahrzeugzonen. Für jedes simulierte Fahrzeug wird zu Beginn eine Route aus einem Pool von Routen zufällig ausgewählt. Das Fahren dieser Route vom Start zum Ziel wird simuliert und es werden dabei aktuelle Telemetriedaten an eine regionale IoT-Cloud-Backend-Infrastruktur gesendet. Dazu gehören unter anderem die GPS-Position, die Geschwindigkeit, die Drehzahl, der Kraftstoffverbrauch oder der CO2-Ausstoß.
Eine Fahrzeugzone entspricht einem geografischen Gebiet. Hier können dann zonenspezifische, ortsabhängige Aktionen und Aktualisierungen ausgelöst werden, zum Beispiel Software-Updates bei einer optimalen Netzabdeckung oder bei einem kostengünstigen mobilen Netz. Darüber hinaus dient eine solche Zone etwa für die Lokalisierung und Auflistung verschiedener Mobility Services wie Informationen zu Parkplätzen oder Tankstellen und Ladestationen.
Die vielfältigen Aufgaben bei der Weiterentwicklung eines herkömmlichen Autos hin zu einem intelligenten, vernetzten und softwaredefinierten Fahrzeug erfordern eine enge Kooperation von Fahrzeugherstellern, Integrationsdienstleistern, Application-Providern und Open-Source-Lösungsanbietern. Red Hat arbeitet hier bereits seit Längerem mit großen deutschen OEMs wie Audi, BMW, Porsche oder VW an der Bewältigung aktueller technologischer Herausforderungen. Dabei geht es zum Beispiel um das Autonome Fahren, automatisierte Testumgebungen für Technologien rund um das vernetzte Fahrzeug oder die Nutzung einer Enterprise-Kubernetes-Plattform für die schnelle Anwendungsentwicklung und -bereitstellung. Zudem forcieren Red Hat und GM (General Motors) im Rahmen einer Kooperation die Entwicklung von softwaredefinierten Fahrzeugen.
Red Hat ist auch in etlichen Gremien, Initiativen, Communities und Projektgruppen vertreten, die derzeit die Entwicklungen im Automotive-Segment aktiv vorantreiben. Dazu zählen etwa SOAFEE (Scalable Open Architecture for Embedded Edge), SDV.edge (Software-Defined Vehicle) der Eclipse Foundation oder ELISA (Enabling Linux In Safety Applications).
Mit der Connected Vehicle Architecture will Red Hat jetzt einen weiteren Beitrag leisten, um das softwaredefinierte Fahrzeug schnell Realität werden zu lassen.
Weitere Informationen zur Connected Vehicle Architecture von Red Hat sind verfügbar unter https://hybrid-cloud-patterns.io/patterns/connected-vehicle-architecture/.
Veranstaltungshinweis:
Red Hat ist auch auf der Konferenz „Automotive Software Strategies“ im SZ Tower in München vom 26. bis 27. April 2023 vertreten. Hier referiert Harald Ruckriegel, Global Automotive Industry Lead bei Red Hat, zum Thema „How Open Source fuels the future of software-defined vehicle“.
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