BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden

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1 Berner Fachhochschule Technik und Informatik BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden Dozierende der Berner FH Technik und Informatik Forschungsbericht der BFH-TI Nr. 2 vom 01. November 2007

2 Die Reihe Forschungsberichte der Berner Fachhochschule, Technik und Informatik gibt Einblicke in Ergebnisse der Forschung und Entwicklung an der BFH-TI. Zuletzt erschienene Forschungsberichte Nr. 1 Action Cyphers A new core component for E/D similar block ciphers. Dr. David- Olivier Jaquet-Chiffelle. Mars Herausgeber Berner Fachhochschule, Technik und Informatik, Postfach, CH-2501 Biel/Bienne Forschung und Entwicklung, Seevorstadt 103b T +41 (0) , F +41 (0) ti.bfh.ch/forschung Konzept und Realisation Jens Geisel Lektorat Autoren und Jens Geisel Redaktion Jens Geisel

3 Berner Fachhochschule Technik und Informatik BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden Dozierende der Berner FH Technik und Informatik Forschungsbericht der BFH-TI Nr. 2 vom 01. November 2007 Zusammenfassung Dozenten an der Berner FH Technik und Informatik können einen Forschungsauftrag des Departements über in der Regel 390 Stunden per annum erhalten. Über 60 mehrseitige Kurzberichte geben Auskunft über die Forschungstätigkeiten in dieser Zeit. Der vorliegende Bericht aus der Reihe Forschungsberichte der BFH-TI enthält eine jeweils einseitige Zusammenfassung dieser Kurzberichte, geordnet nach den Forschungsschwerpunkten der BFH-TI. Forschungsberichte BFH-TI, Forschungsauftrag 2005/2006, Berner Fachhochschule, Technik und Informatik Biel, 01. November 2007

4 Autoren Dozierende der Berner Fachhochschule Technik und Informatik Herausgeber Jens Geisel, wissenschaftlicher Mitarbeiter Forschung und Entwicklung Berner Fachhochschule, Technik und Informatik, Quellgasse 21, Postfach, CH-2501 Biel / Bienne +41 (0) , ti.bfh.ch/forschung

5 Inhaltsverzeichnis Forschungsschwerpunkt Energie, Verkehr, Mobilität Point fort de recherche Energie, Transport, Mobilité Daniel Debrunner 2 Hansueli Feldmann 3 Dr. Kurt Marcel Graf 4 Dr. Heinrich Häberlin 5 Michael Höckel 6 Markus Moser 7 Dr. Hansjürg Rohrer 8 Jean-François Urwyler 9 Dr. Andrea Vezzini 10 Forschungsschwerpunkt Mobile Informationsgesellschaft Point fort de recherche Société mobile de l information Bernhard Anrig 12 Dr. Emmanuel Benoist 13 Dr. Olivier Biberstein 14 Claude Brielmann 15 Roland Brun 16 Walter Businger 17 Fritz Dellsperger 18 Eric Dubuis 19 Albert Fässler 20 Rolf Gasenzer 21 David-Olivier Jaquet-Chiffelle 22 Rolf Jufer 23 Hansjörg Keller 24 Marcel Pfahrer 25 Peter Raemy 26 Michael Röthlin 27 Urs Sauter 28 Arno Schmidhauser 29 Ngoc-An Tran 30 BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden I

6 Forschungsschwerpunkt Produktionstechnik Point fort de recherche Technique de production Marcel Baak 32 Daniel Bättig 33 Fritz Bircher 34 Max Felser 35 Hans Köppel 36 Alexander Leu 37 Christoph Meier 38 Beat Neuenschwander 39 Peter Walther 40 Roger Weber 41 Dr. Erich Wyler 42 Forschungsschwerpunkt Technologie am Menschen Point fort de recherche Technologie appliquée à l être humain Beatrice Amrhein 44 Werner Bäni 45 Dr. Jürgen Burger 46 Roger Cattin 47 Jürgen Eckerle 48 Stephan Fischli 49 Claude Fuhrer 50 Dr. Josef Goette 51 Dr. Marcel Jacomet 52 Urs Josi 53 Urs Künzler 54 Yves Mussard 55 Heinrich Schwarzenbach 56 Andreas Stahel 57 Martin Züger 58 II BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden

7 Forschungsschwerpunkt Energie, Verkehr, Mobilität Point fort de recherche Energie, Transport, Mobilité Die Versorgung mit Energie und die Mobilität nachhaltig zu sichern ist eine zentrale Aufgabe unserer Gesellschaft. Drei Wege führen zum Ziel: Es gilt mit den fossilen Energieträgern sorgfältig umzugehen; neue, umweltfreundliche Energieformen bereit zu stellen und das Optimierungspotenzial auf der Seite der Verbraucher auszuschöpfen. Unsere Forschung trägt dazu bei mit zukunftsweisenden Technologien für energieeffiziente und abgasarme Antriebssysteme, sichere Strassen- und Schienenfahrzeuge, erneuerbare Energien und für ein effektives Energiemangement. Il incombe à notre société de trouver des solutions durables en matière d approvisionnement énergétique et de mobilité. Pour ce faire, il faudra agir sur trois volets: gérer les ressources d énergies fossiles avec parcimonie, trouver de nouvelles formes d énergie respectueuses de l environnement et optimiser le potentiel d économie du côté de la consommation. Notre unité de recherche y contribue, grâce à des technologies d avant-garde visant à améliorer le rendement énergétique et à réduire les gaz d échappement dans les systèmes motorisés, rendre les véhicules (routiers et ferroviaires) plus sûrs, développer les énergies renouvelables et améliorer l efficacité énergétique. Zwei Studien-Vertiefungen stehen zur Wahl: Transportation mit Forschung in den Bereichen Fahrzeugsicherheit und Mechanik sowie Verbrennungsmotoren und Abgastechnik; Energy Systems mit Forschung in den Bereichen dezentrale und mobile Energiesysteme sowie energieeffiziente Permanentmagnetantriebe. Beide stützen sich auf das Wissen unserer Ingenieure und eine in der Schweiz einzigartige Infrastruktur mit Abgasprüfstelle und Dynamic Test Center (DTC) sowie PEM- Brennstoffzellenprüflabor, Photovoltaik- Systemtechniklabor und Hochspannungslabor. Kontakt: Nous offrons deux spécialisations: «Transportation», qui couvre la recherche sur la sécurité des véhicules et la mécanique ainsi que sur les moteurs à combustion et la technique des gaz d échappement; «Energy Systems» qui comporte la recherche dans les domaines des systèmes énergétiques décentralisés et mobiles, ainsi que des moteurs à aimants permanents consommant moins d énergie. Ces deux spécialisations s appuient sur le savoir-faire de nos ingénieurs et sur une infrastructure unique en Suisse: laboratoires de contrôle de gaz d échappement, d essai de piles à combustible PEM et de photovoltaïque ainsi qu un Dynamic Test Center (DTC) et un laboratoire haute tension. Contact: BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden 1

8 Daniel Debrunner Forschungsschwerpunkt(e) TAM / EVM Forschungsfeld(er) Fahrzeugbau/Medizintechnik Forschungsauftrag 368h Joysteer, Gaitanalysis, embedded networking EVM-Fahrzeugbau Joysteer ist ein Lenksystem in Drive-by-Wire Lösung für Behinderte. Es wird durch Behindertenverbände und die KTI (Projektleiter Bernhard Gerster) gefördert. Das System wird in Serienfahrzeuge eingebaut und mit Einzelzulassung in Verkehr gesetzt. An joysteer entwickelt ein Teamarbeit von 8 Ingenieuren der BFH-TI. TAM-Medizintechnik Das Projekt Gaitanalysis ermöglicht die Diagnose und Therapie von sturzgefährdeten Personen in der Rehabilitation oder bei sich abzeichnenden, spezifischen Krankheiten wie Parkinson. Die Ganganalyse ist Teamarbeit von 4 beteiligten Ingenieuren der BFH-TI. Es wird finanziert mit einem KTI Projekt (Leiter Jürgen Burger) und einem BFH Projekt. Ich war ursprünglich als Mitglied des HOVISSE- Projekts eingeplant: Joysteer Der A-Prototyp des Fahrzeuges wurde in Betrieb genommen. Erfolgreiche Fahrversuche mit einem Testfahrer (Jack Sigrist) sowie behinderten Lenkern wurden durchgeführt. An verschiedenen einschlägigen Anlässen wurde das System vorgeführt. Die Homologationsvorbereitungen liefen parallel zur Entwicklung. Joysteer erfüllt die Grundfunktionalitäten der Spezifikation. Gait-Analysis Es wurde ein multi-modales Feedback-Device entwickelt, in mehreren Schritten verfeinert und zum Patent angemeldet. Eine erste klinische Studie brachte gute. In Folgeschritten wird die Integration mit dem Sensorsystem (SwayStar) vollzogen und die Produktionsreife angestrebt werden. 2 BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden

9 Hansueli Feldmann Forschungsschwerpunkt(e) EVM Forschungsfeld(er) Stabilitätsuntersuchungen an Zahnradbahnen: Die Berechnung der Stabilität von Zahnradbahnen wurden früher durch SLM den Hersteller der Fahrzeuge durchgeführt. Wir haben nun das anerkannte Verfahren von Borgeaud und Pribnow auf ein Mathcad File umgeschrieben und ergänzt um die sehr aufwendige Rechnung mit allen Einflüssen leichter durchführen zu können. Es ist nun möglich die Berechnung auch Hersteller Unabhängig durchzuführen und mit weniger Aufwand Varianten zu rechnen. Die Stabilitätsrechnung basiert auf dem quasistatischen Kräftegleichgewicht und es werden die Reaktionen auf die Radsätze berechnet. Kritisch ist es wenn die Entlastung der Radsätze zu gross wird was faktisch zu einem Abheben mit der Gefahr der Entgleisung führen würde Die Berechnung wurde laufend verbessert und weitere Fahrzeuge wurden durchgerechnet. Mit der Untersuchung der Stellung des Drehgestelles infolge der Reibverhältnisse im Geleise und der Feststellung Spiessgang Freilauf oder Sehnenstellung können auch die Kurvenfahrten untersucht werden. Diese Rechnung war vorher nur durch Handeingriff und Korrektur durchführbar und kann jetzt weitgehend automatisch vollzogen werden. Damit ist das Ziel dieser Rechnung erreicht. Eine Verbesserung der Rechnung wäre heute durch Simulationssoftware der Eisenbahnindustrie möglich. Die Rechnung müsste dann dynamisch durchgeführt werden. Dazu fanden Gespräche mit der Firma Stadler statt um das Projekt fortzusetzen. Das Projekt konnte leider nicht auf die Dynamik erweitert werden, da die Firma Stadler durch die Laufenden Aufträge keinerlei Kapazität für eine Weiterführung des Projektes mehr hat. BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden 3

10 Dr. Kurt Marcel Graf Forschungsschwerpunkt(e) EVM Forschungsfeld(er) Energie aus Biomasse und Innovative Trennverfahren Biogas, Aufbereitung, Entspannungsdestillation, Membrantrenntechnik, Gastankstelle Die heute installierten Biogasaufbereitungsanlagen sind aufgrund der aufwändigen Aufbereitungstechnologie relativ gross und teuer. Mit solchen Grossanlagen kann das Biogaspotential von landwirtschaftlichen Betrieben oder kleineren Kläranlagen nicht für Treibstoffzwecke genutzt werden. Ziel ist es eine einfache kostengünstige Aufbereitungsanlage zu entwickeln. Die eigentliche Innovation liegt in der Zusammenführung der Biogasaufbereitung und der Gasverdichtung im selben Anlagenmodul. Danach steht aufbereitetes Biogas für die Fahrzeugbetankung zur Verfügung. Diese Kombination von Aufbereitung und Verdichtung birgt grosses Potential zur Kostenreduktion im Vergleich zur üblichen Trennung der beiden Verfahrensschritte in industriellen Grossanlagen. Damit können kleinere Anlagen (in Bauernhöfen, Kläranlagen, etc.) ökonomisch sinnvoll betrieben werden. In Serie produzierte, standardisierte Kleinanlagen können kostengünstig hergestellt werden. Diese Vorteile und die Synergien mit Erdgastankstellen gilt es zu nutzen. In der ersten Projektphase wurde der theoretische Nachweis für die Funktionsfähigkeit der Entspannungsdestillation erbracht. Dazu wurden die neusten Simulationstechniken für die Stoffdatenbestimmung und Berechnung der Wärmeund Stofftransportprozesse eingesetzt. Der Energiebedarf für die Aufbereitung beträgt ca. 4-5 % vom mechanisch nutzbaren Energieinhalt des Gases. Im laufenden vom BFE geförderten Folgeprojekt wird eine Pilotanlage erstellt und getestet. Für das Membrantrennverfahren war es uns in der Berichtsperiode noch nicht möglich eine geeignete Membrane zu beschaffen. Für Frühjahr 2007 wurde uns, von einem deutschen Forschungsinstitut, eine neue selektivere Membran mit genügend grossem Fluss in Aussicht gestellt. Wir werden also auch dieses Verfahren weiter vorantreiben. Bei einem Erfolg könnte der Energiebedarf für die Reinigung halbiert und das Anlagenkonzept wesentlich vereinfacht werden. In einer Vorstudie Biogasaufbereitung wurden verschiedene Möglichkeiten zur Trennung von CO 2 und Methan untersucht. Als viel versprechende Verfahren werden von uns die Entspannungsdestillation und das Membrantrennverfahren weiterentwickelt. Gesucht wird ein Anlagenkonzept, das für die Aufbereitung von kleineren Biogasquellen, wirtschaftlich eingesetzt werden kann. Das gereinigte Biogas wird für den Gebrauch als Fahrzeugtreibstoff in Tankstellen aufbereitet und bei 200 bar gelagert. Das Gas wird also, unabhängig vom Aufbereitungsverfahren, auf diesen Enddruck verdichtet. Für diese Verdichtung wird ein 4- Stufiger Kolbenverdichter verwendet, der von der Firma Apex zur Verfügung gestellt wird. 4 BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden

11 Dr. Heinrich Häberlin Forschungsschwerpunkt(e) EVM Forschungsfeld(er) Dezentrale und mobile Energiesysteme Photovoltaik, Wechselrichtertests, PV-Anlagen, Blitzschutz, Solargenerator-Simulatoren Das PV-Labor der BFH hat sich eine international anerkannte Kompetenz auf dem Gebiet der PV-Systemtechnik erarbeitet. Da im Rahmen der neuen Energiegesetz-gebung ab 2007/2008 vermutlich auch in der Schweiz eine landesweite PV-Förderung vorgesehen ist, wird es wertvolle Beiträge zur Sicherung der Qualität und der technischen Weiterentwicklung solcher Anlagen leisten können. Im Rahmen des vorliegenden Projektes wurden insbesondere Tätigkeiten im Umfeld dieser Forschungsprojekte durchgeführt, die nicht direkt diesen Projekten belastet werden können (allgemeine Arbeiten auf dem Gebiet PV, wie Projektakquisition, Publikationen, Tätigkeiten in Normenkommissionen). Im Rahmen des erwähnten Projektes wurden die allgemeinen Arbeiten auf dem Gebiet PV- Systemtechnik im Umfeld des BFE- Rahmenprojektes Photovoltaik-Systemtechnik im Auftrag des BFE, der Gesellschaft Mont Soleil, der Localnet AG und der Elektra Baselland durchgeführt, die nicht direkt diesem Projekt belastet werden konnten. Im Laufe von 2005 wurde im Rahmen eines BFH- Projektes die PV-Anlage von 855 kw auf dem Dach des Stade des Suisse ins Langzeit- Messprogramm im Rahmen des oben genannten Projektes integriert. Messdaten dieser Anlage und weiterer Anlagen sind unter verfügbar. In der Berichtsperiode wurden die halbautomatischen Tests von Solarwechselrichtern im PV- Labor weitergeführt und neue Geräte mit noch höherer Messgenauigkeit in die Mess- Infrastruktur und -Software integriert. Es wurde auch versucht, neben den Messungen der statischen MPP-Trackings auch das dynamische MPPT-Tracking-Verhalten von Wechselrichtern durch die Grösse dynamischer MPP- Tracking-Wirkungsgrad besser zu charakterisieren. Dank der publizistischen Tätigkeit und der guten Infrastruktur stieg in der Berichtsperiode auch die Nachfrage nach bezahlten Tests für Firmen in Deutschland beträchtlich. Es wurde auch ein Antrag für ein BFH-Projekt eingereicht und bewilligt, der den Bau eines neuen Solargenerator-Simulators von 60 kw vorsieht. Im August 2006 wurde bekannt, dass in den letzten Jahren an vielen PV-Anlagen in Deutschland durch Lichtbögen auf der Gleichstromseite verursachte Schwelbrände aufgetreten sind. Am PV-Labor wurde bereits in den 1990er Jahren ein Lichtbogendetektor entwickelt. Damals war das Interesse der Industrie damals jedoch nicht vorhanden. Deshalb wurde das Projekt auf Eis gelegt und ein damals eingereichter Patentantrag nicht mehr weiter verfolgt. Da diese Problematik wieder aktuell geworden ist, wurden einige noch vorhandene Lichtbogendetektoren reaktiviert, mit einigen neuen Ideen verbessert und für diese neuen Ideen ein neuer Patentantrag eingereicht. Inzwischen hat sich auch die EMV-Situation bei Wechselrichtern stark verbessert, so dass ein solcher Lichtbogendetektor nun zu relativ geringen Kosten als zusätzliches Sicherheitselement in einen PV-Wechselrichter eingebaut werden könnte. Es ist geplant, im nächsten Jahr durch Konferenzbeiträge und Publikationen auf diesen Lösungsansatz aufmerksam zu machen. Im November 2005 bereiste eine 6-köpfige Delegation aus China Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien in Europa und besuchte dabei auch das Photovoltaiklabor der BFH. Am fand dort zudem eine Tagung der VDE- Normensubkommission PV-Wechselrichter statt. BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden 5

12 Michael Höckel Forschungsschwerpunkt(e) EVM Forschungsfeld(er) Dezentrale Energiesysteme FC-SAM und IHPoS musste aus Kapazitätsengpässe und aus Lieferproblemen der Partner gestreckt werden. Der Abschluss der Projekte wird sich um ¼ bis ½ Jahr verzögern. Die Ergebnisse der Projekte fliessen in die Vertiefungsmodule neue Energietechnologien und Elektrizitätsversorgung ein. Brennstoffzellen, Elektrizitätsversorgung, Netzanalysen Im Forschungsgebiet Brennstoffzelle wurden im Berichtsjahr 2005/06 folgende Projekte initiiert, weiterverfolgt bzw abgeschlossen werden: I15FCS: Entwicklung eines hybriden Antriebstranges mit einer 6 kw PEM-Brennstoffzelle und Lithium-Polymerbatterien und Integration des Systems in das Leichtelektromobil SAM. IHPoS: Entwicklung eines luftgekühlten fortschrittlichen PEM-Brennstoffzellenstapels im Leistungsbereich bis 500W, welcher aus kostengünstigen Materialen und mit einfachen Prozessen hergestellt werden kann. PemPac: Tragbare Stromversorgung von Elektrowerkzeugen mit einem IHPoS-System und SuperCaps PemScoot: Einbau eines Brennstoffzellensystem in einen Scoot elec der Firma Peugeot Im Forschungsbereich Elektriziätsnetze wurden weitere Forschungsprojekte durchgeführt: Dynasim II: Erstellung eines Dynamikmodells des schweizerischen Hochspannungsnetzes sowie der wesentlichen Kraftwerke. EFEN: Entwicklung neuer Netzkonzepte für das elektrische Verteilnetz zur Verringerung der Energieverluste und zur Erhöhung der Verfügbarkeit. VN-Speicher: Ermittlung von Auslegungsgrundlagen für gesteuerte Speicher im Verteilnetz. Energiemanager.ch: Aufbau eines Ausbildungsprogrammes zum Energiemanager in Zusammenarbeit mit der Uni St.Gallen, Swisspower und Trianel. Im Oktober 05 wurde das KTI-Projekt IHPoS mit einem Gesamtvolumen von über 1 Mio.Fr. gestartet, in welchem in Zusammenarbeit mit dem Paul Scherer Institut (PSI) der luftgekühlte low-cost Brennstoffzellen-Stack der HTI mit dem Ziel der Kommerzialisierung durch den Industriepartner CEKA weiterentwickelt wird. Die Ziele in den diversen Projekten wurden weitgehend erreicht. Der Zeitplan beim Projekt 6 BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden

13 Markus Moser Forschungsschwerpunkt(e) EVM Forschungsfeld(er) Die Eisenbahntechnik hat in den letzten Jahren an unserer Schule einen festen Platz erhalten. Durch eine Reihe von Vorzeigeprojekten vor allem auch im Bereich des Fahrzeug-Refit konnte bei den Bahnbetreibern und der Bahnindustrie ein guter Ruf aufgebaut werden, den wir erhalten wollen. Mit dem Ausbau der Kompetenzen und der Weiterführung der laufenden Projekte im Eisenbahnbereich, das bedeutet im speziellen: Leittechnik für Neubauten und Refit von Triebfahrzeugen Einsatz von Funkfernsteuerungen für Loks im Rangier- und Streckenbetrieb Fahrzeugleittechnik mit der Erweiterung in die Umrichtertechnik ist dieses Ziel erreichbar. Leittechnik für Neubauten und Refit von Triebfahrzeugen: Leittechnikprojekt MOB, Pendelzüge Serie 5000 ist mit der Inbetriebnahme der Doppeltraktion abgeschlossen worden. Das Projekt FB, Triebwagen B8/8 ist bis auf Optimierungen im Betrieb abgeschlossen. Einsatz von Funkfernsteuerungen für Loks im Rangier- und Streckenbetrieb: Das Projekt OC, Rangierlok E2/2 wurde erfolgreich abgeschlossen. Fahrzeugleittechnik mit der Erweiterung in die Umrichtertechnik: Das Projekt TN Tram ist abgeschlossen und steht vor der Abnahme durch das Bundesamt für Verkehr. Know how in der Umrichtertechnik wurde über Literaturstudien erweitert. Ein Fachvortrag im Rahmen der ACN wurde abgehalten. BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden 7

14 Dr. Hansjürg Rohrer Forschungsschwerpunkt(e) EVM Forschungsfeld(er) Fahrzeugtechnik Eisenbahnsimulation, Triebfahrzeug, Zuglaufrechnung - Retrofit Verkehrshaus Luzern (3 Simulatoren) - zweiter Ausstellungssimulator in Bussoleno (Niederflurzug Minuetto von FS Trenitalia) - Ausstellungssimulator für Eisenbahnmuseum Chambéry (F) [Bestellung erfolgt, 2.07] - Nachbildung der Gotthardsüdrampe für 125-Jahr-Jubiläum Eichung des Zuglaufprogrammes aus Messfahrtenbeantragt. Die Eisenbahntechnik hat in den letzten Jahren an unserer Schule einen festen Platz erhalten. Dazu gehören schwergewichtig auch Simulationen von Triebfahrzeugen (Lokomotiven, Triebwagen). Die Simulationen dienen technischen Berechnungen im Zusammenhang mit Steuerungsumbauten, Störfällen und Neudimensionierungen, Ausbildungszwecken (Bedienung eines Fahrzeuges, Störfallbehebung, Nachbildung von betrieblichen Spezialfällen). Die vorhandene Simulationssoftware wird weiterentwickelt und durch Messfahrten verifiziert. Die Hardware wird weiter ausgebaut, um das Fahrgefühl zu verbessern und Störfälle nachbilden zu können. Die hervorstechenden Ergebnisse der Berichtsperiode sind neue Unterlagen für Zuglaufrechnungen (zusammen mit SBB und Stadler Rail) sowie die Bestellung eines Ausbildungssimulators durch Railplus AG (Verband der schweizerischen Schmalspurbahnen wie RhB, RBS, ASm usw.) Bestellung eines Ausbildungssimulators durch Railplus (Verband der schweizerischen Schmalspurbahnen) und Beginn von dessen Entwicklung (Inbetriebnahme im Jan.2007). Aufbau eines Bewegungssystems für den Führerstandsimulator im Labor in Biel Einführung von Videofilmen als Alternative zu gerechneten 3D-Bildern mit ersten Umsetzungen in einer Diplomarbeit Ende 2006 für Chemins de fer du Jura. Bestellung von solchartigen Streckennachbildungen der Strecke Turin- Chambéry für die EURREG-finanzierten Museen in Bussoleno (I) und Chambéry (F). Einführung von Fahrzeuggeräuschen im Führerstandsimulator. Voruntersuchungen zur Entwicklung folgender Projekte, für welche wir 2007 Bestellung rechnen: 8 BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden

15 Jean-François Urwyler Point fort(s) de recherche EVM Champ(s) de recherche Transmission Mandat de recherche 390h Mot clés Robotisation boîte de vitesses, banc de test boîte de vitesses, transmission hybride Description bref du projet L objectif du travail est de construire et mettre au point un banc de test de boîte de vitesses de véhicule. Ce banc de test est formé de quatre moteurs électriques qui sont réglé de manière individuelle ou par groupe de eux. Les moteurs sont capables de travailler également en mode frein. L énergie récupérée en mode frein est remise au réseau électrique qui alimente le système. Ce système permet de tester des solutions de robotisation de boîte de vitesses existante. Rappelons que la robotisation de boîte à vitesses mécaniques est une des solutions qui permet de réduire la consommation des véhicules et d améliorer le confort des usagers. Ce banc de test doit également offrir la possibilité de vérifier des concepts et des performances de système de transmission hybride de petite puissance. Actuellement ce système est disponible, à été étalonné et fonctionne. Des travaux de diplôme sur le thème de la robotisation de boîte de vitesses ont été réalisés. Un concept de base relatif à la méthode de fixation des entités à mesurer est disponible. Une méthode de réalisation et d adaptation à moindre coût des fixateurs est établie et à été utilisée. La sécurité des utilisateurs et des spectateurs était un souci. La disposition du banc d essais ainsi que mise en place de protections assurent une sécurité active. Une procédure de formation des utilisateurs par un assistent expérimenté assure la sécurité passive. L installation en fonction a été présentée au public à l occasion de l exposition des travaux de diplôme début Un travail de diplôme sur le sujet de la robotisation d une boîte de vitesses de moto est mis en route pour la période des travaux de diplôme fin Resultats La mise à disposition de l installation est terminée. Les étudiants ont tous le nécessaire à disposition pour être en mesure de prendre en main cette dernière. Les travaux d étalonnage ont mis en évidence la précision et la résolution de la commande de l installation. Les courbes d étalonnage permettent la conversion entre valeurs de consigne et valeurs réelles. Un travail de diplôme a été mené avec cette installation. Un système de mesure et de comparaison des vitesses des arbres primaire et secondaire a pu être testé et mis au point sur une boîte de vitesses de voiture. La validation de l appareil développé a pu être faite sur toute la plage de vitesse de rotation. BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden 9

16 Dr. Andrea Vezzini Forschungsschwerpunkt(e) EVM Forschungsfeld(er) Dezentrale und Mobile Energiesysteme Batteriemanagement, Lithium-Ionen Batterien, Elektrofahrzeuge Der ursprüngliche Antrag hatte den Aufbau eines Kompetenzbereiches Automobilelektronik im Visier. Diese Tätigkeit hat sich aufgrund verschiedener Veränderungen verschoben: Einerseits sind auf ihren eigenen Wunsch die Herren Fuchs und Blatter, beides eigentliche Leistungsträger des Bereichs Antriebstechnik für Leichtbaufahrzeuge, aus dem Dienst an der BFH ausgeschieden. Der zwischenzeitlich ebenfalls zum Team gehörende Kurt Wenger verliess auf Ende 2005 ebenfalls das Team, so dass trotz eines markanten Umsatzes von über 200kFr im Jahre 2005 nun nichts mehr von dieser Kompetenzgruppe an der HTI existiert. Dafür gewannen die Tätigkeiten rund um das Batteriemanagement von Li-Ionen Batterien zunehmend an Bedeutung. Zusammen mit den wissenschaftlichen Mitarbeitern Stefan Brönnimann und René Vollenwieder hat man beachtliche erzielt. Namhafte Kooperationen und Kunden im In- und Ausland konnten gewonnen werden. Insbesondere entstand Anfangs eine Kollaboration mit Leclanché, welche bis heute noch bestens funktioniert. Ende 2006 sollte dieses Projekt auslaufen und durch ein neues Projekt ersetzt werden, welches zum Ziel hat eine Kompetenzgruppe im Bereich Berechnung und Konstruktion Elektrischer Maschinen aufzubauen. Dabei wird die Zusammenarbeit mit anderen Dozenten im Vordergrund stehen, um langfristig den Kompetenzaufbau zu gewährleisten Erhöhen der Gesamtspannung des Systems durch galvanische Abkopplung der Einzelzellen Verminderung des Energieverbrauchs auf wenige Mikroampere durch Stromsparmassnahmen Implementierung eines CiA - konformen CAN- Open Protokolls Auf der kommerziellen/projektplanerischen Seite konnte folgendes erreicht werden: Patent am Europäischen Patentamt: Nr Device for improving the charging or discharging process of a battery. / Inventor: A. Vezzini; St. Brönnimann Spin-off Firma nutech gmbh zur Kommerzialisierung des BMS gegründet Partner zur Kommerzialisierung, Vertrag abgeschlossen. Verkauf von 10 Prototypen an Leclanché SA, tägliches Einsatz in den Zügen der SBB Beta-Testphase mit Impact Automotive Technologies in Warsaw, Poland vereinbart. Beta-Testphase Hybrid Technologies in Mooresville, USA vereinbart. Teilnahme im Namen des BFE an 2 Workshops der Internationalen Energieagentuer (IEA) zum Thema Sicherheit bei Lithium- Ionen Batterien Auftragsreisen nach China, Besuch bei verschiedenen Batterieherstellern Teilnahme im Auftrag des CCEM (PSI/ETH/FHNW) am Workshop Roadmap for automotive power electronics des ECPE (European Center for Power Electronics) Workshop im Auftrag der SBB zum Thema Wartungsfreie Bleibatterien in SBB Zügen geplant für Mai/Juni 10 Komplette Batteriesysteme im Einsatz in Elektrofahrzeugen in Polen Lizenzvereinbarung mit Power4You in Vorbereitung als logische Konsequenz des Partnervertrags aus dem Jahre 2006 Auf der Wissenschaftlichen Seite konnten folgende Punkte verbessert werden: Erhöhte Genauigkeit des Energiemanagements durch Einführung eines adaptiven Models Verbesserung der Messgenauigkeit durch Offsetabgleich 10 BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden

17 Forschungsschwerpunkt Mobile Informationsgesellschaft Point fort de recherche Société mobile de l information Dienste und Anwendungen, welche Informatik und Kommunikationstechnik (ICT) verbinden, prägen zunehmend unser berufliches und privates Umfeld. Hier, im Handlungsfeld zwischen Technologien der Mobilkommunikation, Applikationen und (mobilen) Anwendern liegen unsere Kernkompetenzen. Les services et les applications faisant appel aux technologies de l information et de la communication (TIC) sont de plus en plus présents dans nos vies professionnelles et privées: notre compétence réside justement dans ce champ d action entre technologies de la communication mobile, applications et utilisateurs. In der Vertiefung "Mobile ICT" erarbeiten wir Konzepte und Lösungen für mobile Applikationen mit Hard- und Softwarekomponenten. Sie fliessen in Syteme und Alltagsgüter ein, die im Sinne eines `ubiquitous and pervasive Computing` laufend Informationen digital austauschen und verarbeiten, sei es in Geschäftsprozessen oder im privaten Alltag. In der Vertiefung ICTbased Management befassen wir uns mit der fortschreitenden und vermehrt auch mobilen Informatik-Unterstützung entlang der Wertschöpfungskette. Diese schafft neue Produktivitätspotentiale in Unternehmen und Institutionen, welche mit informatikgestützter Unternehmensführung realisiert werden können. In der Vertiefung Identity, Security und Privacy behandeln und lösen wir Fragen und Problemstellungen der Sicherheit. Diese schafft bei den Anwendern das Vertrauen, das notwendig ist, damit die mobile Informationsgesellschaft ihre Aktivitäten erfolgreich entfalten kann. Kontakt: Dans le cadre de la spécialisation «Mobile ICT», nous élaborons des concepts et des solutions pour des applications mobiles à l aide de composants matériels et logiciels. Ces derniers s intègrent dans les systèmes et objets usuels, dans la logique de l «informatique omniprésente», échangent et traitent des données numériques en continu, tant pour un usage professionnel que privé. Dans le cadre de la spécialisation «ICT-based Management», nous nous consacrons à l assistance informatique (mobile) sans cesse croissante dans la chaîne d approvisionnement. Cette dernière génère un potentiel de gain de productivité dans les entreprises et les institutions, à exploiter en informatisant la gestion d entreprise. La troisième spécialisation «Identity, Security and Privacy» englobe le traitement et la résolution des questions et des problématiques liées à la sécurité. Le but est d instaurer un climat de confiance avec les utilisateurs, nécessaire pour assurer le succès des activités de la société de l information mobile. Contact: BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden 11

18 Bernhard Anrig des effets sociopolitiques de l'e-government en Suisse dans le contexte actuel Domaine principal de recherche MIG Champ de recherche Identity, Security and Privacy Forschungsauftrag 312h Projet européen, identité virtuelle, profiling, anonymat Die Forschungsarbeit von VIP konzentrierte sich im vergangenen Jahre vor allem auf die Mitarbeit in FIDIS (Future of Identity in the Information Society), einem NoE (Network of Excellence) unterstützt durch die EU im 6th Framework Programme for Research and Technological Development weitere Kontakte mit anderen EU-Projekten und Initiativen Vorbereitung von FP7 (EU 7. Framework Program) die Zusammenarbeit mit dem MEM Research Center der Universität Bern und dem Fachbereich Mikro- und Medizinaltechnik im Projekt MEMdoc. MEMdoc ist eine internationale Plattform für klinische Dokumentation. weitergehende Forschung im Themenbereich von Virtual Identities Die folgenden konkreten wurden erarbeitet: B. Anrig, E. Benoist, D.-O. Jaquet-Chiffelle: Mitarbeit an verschiedenen FIDIS-Deliverables, die z.t. noch unveröffentlicht sind, insbesondere dem Buch Profiling the European Citizen (Springer-Verlag, Veröffentlichung geplant 2007). Siehe B. Anrig partizipierte an der Security-Zone'05 (Messe zum Thema Informationssicherheit) in Zürich, in Zusammenarbeit mit dem Kompetenz-Schwerpunkt Security & Privacy des ICTnet. D.-O. Jaquet-Chiffelle, E. Benoist, B. Anrig: Präsentation der Gruppe VIP und der Forschungsarbeitenen zum Thema Virtual Identities am Seminar of the Computer Science Departement an der HTI Unter der Leitung von B. Anrig wurden zwei Diplomarbeiten am Post-Grad-Lehrgang des Departements für Informatik der Universität Freiburg i.ü. fertiggestellt unter den Titeln Electronic Government Schweiz von der offline zur online Verwaltung und Une analyse 12 BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden

19 Dr. Emmanuel Benoist Forschungsschwerpunkt(e) MIG Forschungsfeld(er) Identity, Security and Privacy / Techniques Médicales Forschungsauftrag 389h Mot clés Projet européen, identité virtuelle, profiling, anonymaisation Description bref du projet Ma recherche s'est concentrée autour des thèmes suivants: Travail dans le projet FIDIS (Future of Identity in the Information Society) un NoE (Network of the Excellence) financé par l'union Européenne dans le cadre du 6ième programme cadre pour la recherche et le dévelopement technologique. Préparation du Programme Cadre 7 de l'union Européenne. Travail avec le Centre de Recherche MEM (MEM-Center/IEFO) de l'université de Berne et avec la section de Microtechnique et techniques médicales dans le projet MEM-Doc. MEM-Doc est une platteforme pour la collection sur internet de données médicales (principalement orthopédiques) à but scientifique. Nous devons fournir aux médecins un service pratique, efficace rapide, assurant tout à la fois la sécurité et la confidentialité des données médicales. Ce but nécessitant une anonymisation des données saisies sur le web, qui soit transparente pour le médecin. Virtuelle au Seminar of the Computer Science Departement à la BFH-TI. E. Benoist, J.Burger: Encadrement de 4 assistants (2 HTI+ 2 Université) et developpement du projet Memdoc. Memdoc est un projet de collection de données médicales pour des études scientifiques portant principalement sur des données orthopédiques. - Maintenance et résolution de Bugs sur le serveur - Développement d'un système d'acquisition de données provenant du système de gestion des stocks des hopitaux. - Développement d'une stratégie en vue d'une anonymisation des données des patients, - Amélioration drastique de la qualité de service (temps d'attente pour la validation d'un formulaire passant de 5 minutes à quelques secondes). - Mise en place d'une politique de sécurité de niveau professionnel. Resultats Nos travaux de recherche ont produit les résultats suivants: B. Anrig, E. Benoist, D.-O. Jaquet-Chiffelle: - Travail sur différents deliverables Fidis, en particulier: - Participation à l'écriture du livre Profiling the European Citizen (publication prévue en 2007 chez Springer-Verlag) - Edition de la brochure: Identity in a Networked World Use Cases and Scenarios - Traduction en Français de la Declaration de Budapest sur les documents d'identité à lecture automatique. Cette déclaration a eu un retentissement très grand au niveau européen. D.-O. Jaquet-Chiffelle, E. Benoist, B. Anrig: Présentation du groupe VIP et des travaux de recherche en cours sur le thème de l'identité BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden 13

20 Dr. Olivier Biberstein Domaine principal de recherche MIG Champ de recherche Ubiquitous and Pervasive Computing Pensum de recherche 390h Mots clés Description bref du projet La recherche proposée à deux objectifs. L'odjectif principal consiste à acquérir une solide expertise dans l'ubiquitous computing, en particulier l'utilisation de la technologie "Radio Frequency IDentification" (RFID). Cette acquisition de connaissances se fera de différentes manières: 1. Lectures d'articles et d'ouvrages spécialisés 2. Participations à des conférences et workshops dans la mesure du possible 3. Contacts avec différents départements de notre institution concernés par l'ubiquitous computing, en particulier les chercheurs du département d'informatique travaillant dans le domaine du mobile computing et du département d'électricité. L'objectif secondaire de ce travail concerne l'utilisation des Web-services dans le applications ubiquitous. Les Web-services semblent être une réponse adéquate au besoin croissant de ressources informatiques ainsi qu'aux aspects adaptatifs de ce type d'applications. Une collaboration avec les professeurs M. Claude Brielman et Hug Kurt HUG (professeurs au département d'electricité de BFH/TI) a été initiée. Le projet de cette collaboration vise exactement le sujet la présente recherche, c'est-à-dire l'utilisation de la technologie RFID et informatique mobile pour le monitoring de d'animaux. Une collaboration avec "Schweizerische Horschule für Langdwirtschaft" a été également établie. Ce projet vise la mise sur pied d'un projet CTI et un dépot de brevet. Nous sortons aujourd'hui même ( ) d'une réunion chez une entreprise (leader mondial dans l'rfid) qui serait intéressée à une participation dans un projet CTI. Présentation au colloques du département d'informatique de la BFH/TI. Le talk présenté a résumé une partie de la présente recherche, il s'intitulait "Ubiquitous and Pervasive Computing: State of the Art". J'en étais le conférencier. Resultats De nombreux articles et surtout des revues spécialisées ont été lues afin d'acquérir des connaissances dans le domaine concerné. J'ai suivi une conférence très intéressante concernant la technologie RFID à l'université de Fribourg "RFID - Radio Frequency Identification Applications, Outils Logiciels et Vision Future" A travers cette conférence j'ai noué des contacts avec deux personnes de l'université de Fribourg et un senior architect de la companie SUN-Microsystems toutes trois travaillant dans le domaine RFID. Par la suite, l'équipe de Fribourg s'est déplacée dans nos locaux. Autre conférence spécialisée dans le domaine de l'ubiquitous et RFID: "RFID Radio Frequency Identification - Journées techniques de l'itg (HES-SO Yverdon)". Contacts établis la Haute Ecole Valaisanne (HEV) et une entreprise leader dans la fabrication de chips RFID. 14 BFH-TI Forschungsauftrag 2005/2006 Berichte der Forschenden

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