Aspekte zur Innovationen der Bahn

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1 Mastertitelformat bearbeiten Aspekte zur Innovationen der Bahn Burkhard Stadlmann, Wien GSV-Forum, März 2018 FH OÖ, Fakultät für Technik, Wels

2 Inhalt Mastertitelformat bearbeiten Teil 1 > Zweite Automatisiertes Ebene Fahren (ATO) Teil 2 Kupplungsprozess Teil 3 Weitere Innovationen PAGE 2

3 Mastertitelformat bearbeiten Teil 1 Automatisiertes Fahren / Autonomes Fahren PAGE 3

4 Applications for ATO Mastertitelformat bearbeiten Underground Long distance People Mover Mastertextformat (Passenger bearbeiten / Freight) State of the art> Vierte Track Ebenewith Open Acces Closed tracks ETCS - ATO Regional Trains Light Rail Track with Open Acces Tramway Track with Open Acces Mixed traffic Freight traffic Marshalling / Last Mile / Mining Special operating situations Goals Flexibility of traffic management Easier handling of peak traffic Goals Quality of traffic management Energy saving Goals Reduced train intervalls Improving economic situation Goals Reduced train intervalls Improving economic situation Goals Reduction of cost Higher Speed GoA3 / GoA4 GoA2 / GoA3 PAGE 4 GoA3 / GoA4 GoA3 / GoA4 GoA3 / GoA4

5 Automatisiertes Fahren Mastertitelformat auf Schienen - Herausforderungen bearbeiten Anforderungen > Hinderniserkennung auf weite Entfernungen (keine Dritte Hinderniserkennung Ebene bei geschlossenem Fahrweg) > Hohe Sicherheitsanforderungen > Allwettertauglichkeit > Zulassungshürde > Behandlung von Störfällen PAGE 5

6 Mastertitelformat bearbeiten Projekt autobahn (autobahn = autonom fahrende Bahn) Vision > Dichter Takt auf Regional-/Nebenbahnen > Fahrerloser Betrieb auf offener (frei zugänglicher) Strecke > Betrieb mit GoA 3 oder GoA 4 PAGE 6

7 Demonstratorfahrzeug autobahn Verwendung eines Altbaufahrzeuges der Strecke Gmunden Vorchdorf für Versuchsfahrten [Quelle: FH OÖ] 7

8 Zugeigenortung Fusion aller Sensordaten mittels Extended Kalman Filter (EKF) liefert > Position in Weltkoordinaten > Orientierung in Roll-, Nick- und Kurswinkel Fehler wächst mit der Entfernung hohe Genauigkeitsanforderungen > lineare und Winkelgeschwindigkeiten Designziele: > Berücksichtigung der unterschiedlichen Latenzen der Sensoren > Redundanzen, um kurze Ausfälle zu überbrücken (z.b. kein GPS Signal) [Quelle: AIT] 8

9 LiDAR - Laserscanner Gute Abtastung der Umgebung <100 m [Quelle: FH OÖ] 9

10 Radar Gute Performance bei schlechter Witterung Nur metallische Objekte [Quelle: FH OÖ] 10

11 Tageslicht Stereo AIT Stereo Matching Engine S3E für 3D- Rekonstruktion der Szene Asymmetrische 3-Kamera Anordnung für großen Abstandsbereich Gute Winkelauflösung > keine Lücken im Erfassungsbereich > Unterscheidung innerhalb/außerhalb des Lichtraumes Bilddaten für weitere Auswertungen geeignet > Schienenverlauf > Objektklassifizierung > Objekttracking Rechenleistung als limitierender Faktor verbesserte (zukünftige) Prozessoren: > höhere Bildauflösung > Messgenauigkeit > Reaktionsgeschwindigkeit [Quelle: AIT] 11

12 Sensorfusion Objekte Sensor 1 Objekte Sensor 2 Objekte Sensor N Objektfusion + Tracking Objektklassierung Risikoabschätzung 12

13 Mastertitelformat bearbeiten Teil 2 Kupplungsprozess [Quelle: ÖBB] PAGE 13

14 Mastertitelformat bearbeiten Projekt EntKuRo (EntKuRo = Entkupplungsroboter) Vision > Automatisierung des Entkupplungsprozesses bei der Schraubenkupplung PAGE 14

15 EntKuRo - Arbeit im Vbhf Mastertitelformat bearbeiten Langmacher: Arbeit in der Einfahrgruppe des Vbhf Öffnen der Bremsschläuche Positionieren des Kupplungsschwengels und Aufschrauben der Kupplung Entkuppler: Entkuppeln während der Fahrt zum Abrollberg Aushängen der Kupplung [Quelle: FH OÖ] PAGE 15 D:\doc-burk\FH\Forschung\Projekte\EntKuRo_Kupplungsroboter_BaKuRo\Bilder\Filme_EntKuRo\Film_EntKuRo_Kurzfassung.mp4

16 Mastertitelformat bearbeiten Teil 3 Weitere Innovationen PAGE 16

17 Weitere Innovationen (Auswahl) Mastertitelformat bearbeiten ATO mit GoA2 für Energieeinsparung und Betriebsoptimierung RFID-Tags zur Identifikation Digitalisierung des Güterwagens Ortung und Sensorik Energy Harvesting Automatisierte Bremsprobe: Digitaler Güterzug der SNCF PAGE 17

18 Weitere Innovationen im Güterverkehr Mastertitelformat bearbeiten Automatisierte und digitalisierte Rangierprozesse Pilotprojekt der DB in München Nord Automatische Kupplung PAGE 18

19 Mastertitelformat bearbeiten Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Forschungsgruppe für Bahnautomatisierung und Verkehrstelematik PAGE 19