Untersuchung von komplexen Problemstellungen bei der Bahn Einführung zur Präsentation von Diplomarbeiten der FHNW, 22. August 2013
1. Einführung Verkehr als komplexes System Die Systemelemente sind nicht oder nur bedingt prognostizier- und berechenbar; Faktor Mensch an den Schnittstellen; Wechselwirkungen zwischen den Systemelementen müssen berücksichtigt werden.
1. Einführung Systemik Problemstellung als vernetze dynamische Gesamtheit auffassen, die mit ihrer Umwelt in Wechselbeziehung steht.
1. Einführung Beispiel: Signalfall Vorbeifahrt an einem Halt zeigenden Signal ohne Berechtigung; Komplexe Wechselbeziehungen zwischen Mensch und Maschine; Kann nicht auf linearem Weg untersucht werden.
1. Einführung Vernetzung der Systemelemente Infrastruktur Zuverlässigkeit der Betriebsführung Sicherungsanlagen Umwelteinflüsse Halt zeigendes Signal Zuverlässigkeit Rollmaterial Zugsdichte / Fahrplan Betrieb Wahrnehmung der Signale Signalfall (SPAD) Fahrplanstabilität Ergonomie Arbeitsplatz Belastung am Arbeitsplatz Arbeitsplatz verstärkend Fehlhandlung Personal Falscher Entschluss durch Personal Aufmerksamkeit Routine / Monotonie Erfahrung des Personals Wohlbefinden Personal abschwächend Personal
Daten erheben Daten modellieren Anwendung Simulatoren 1. Einführung Untersuchung der Modellierung
1. Einführung Praktische Untersuchungen Labor für den Test von Lösungsansätzen
1. Einführung Bewegungssystem für die Simulation der Fahrdynamik Detaillierte Modellierung: erhöht die Möglichkeiten für die Untersuchungen
Daten erheben Daten modellieren Anwendung Simulatoren 1. Einführung Laufende Projekte im Labor RailML Standard für XL Modelle Partizipativer Lösungsansatz System ZUSI 3D- Geländemodell Zusammenarbeit mit SBB und BLS Hypothesentest DESM RailQScan ETHZ: Photogrammetrie LOCSIM: Videobasierter Ansatz Fachhochschule Nordwestschweiz Verarbeitung bestehender Daten Vor- und Nachteile LOCSIM
1. Einführung Zusammenarbeit mit FHNW Ausschreibung im Oktober 2012 zu untersuchende Problemstellungen Situation Awareness Kommunikation Lokführer Zugverkehrsleiter
1. Einführung Fallstudien und Versuchsfahrten Zusammenarbeit mit Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW 20 freiwillige Lokführer: drei Szenarien 1060 Kilometer auf Simulatoren Datenerhebung: Fragebogen FASI: ca. 50 000 Daten pro Lokführer
1. Einführung Fallstudien und Versuchsfahrten Spezielle Versuchsübungen angelegt Jeder Proband fährt zwei Szenarien auf der Strecke Olten Zürich Messung des Verhaltens durch Ausführen/Unterlassen von Manipulationen und Meldungen Fahr- und Reaktionszeiten v/s-diagramm Erhebung von Messwerten (V, Zug-/Bremskraft, Druck der Bremsanlage) Inhalt der Kommunikation
Güterverkehr 1. Einführung 35 Verteilung der Berufserfahrung 30 25 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Personenverkehr
2. Ergebnisse aus den Versuchen
2. Ergebnisse aus den Versuchen 100% Baden - Zürich ohne Zeitdruck: Verteilung der Fehler 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% nicht erfüllt teilweise erfüllt
2. Ergebnisse aus den Versuchen 100% Baden - Zürich mit Zeitdruck: Verteilung der Fehler 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% nicht erfüllt teilweise erfüllt
2. Ergebnisse aus den Versuchen
Geschwindigkeit (km/h) 2. Ergebnisse aus den Versuchen Fehler ohne Zeitdruck: V max beim Anfangssignal 80 km/h 130 120 110 100 90 80 70 60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Versuchszüge
Geschwindigkeit (km/h) 2. Ergebnisse aus den Versuchen Fehler mit Zeitdruck: V max beim Anfangssignal 80 km/h 130 120 110 100 90 80 70 60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Versuchszüge
2. Ergebnisse aus den Versuchen
-20-17 -14-11 -8-5 -2 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100 103 106 109 112 115 118 Geschwindigkeit (km/h) 2. Ergebnisse aus den Versuchen 140 120 Einfahrvorsignal Däniken: Warnstellung 100 80 60 40 20 0 Sekunden vor und nach dem Ausfahrvorsignal in Däniken
2. Ergebnisse aus den Versuchen
33.3 33.25 33.2 33.15 33.1 33.05 33 32.95 32.9 32.85 32.8 32.75 32.7 32.65 32.6 32.55 32.5 32.45 32.4 32.35 32.3 32.25 32.2 32.15 32.1 32.05 32 31.95 31.9 31.85 31.8 31.75 31.7 31.65 31.6 31.55 31.5 31.45 31.4 31.35 31.3 31.25 31.2 31.15 31.1 Geschwindigkeit (km/h) 2. Ergebnisse aus den Versuchen 120 100 Einfahrsignal Brugg (Km 32.297): 40 km/h 80 60 40 Einfahrvorsignal 20 Brugg (Km 32.8): dunkel 0 Streckenkilometer (km), Einfahrt Brugg
-30-23 -16-9 -2 5 12 19 26 33 40 47 54 61 68 75 82 89 96 103 110 117 124 131 138 145 152 159 166 173 180 187 194 201 208 215 222 229 236 243 250 257 264 271 278 285 292 299 Geschwindigkeit (km/h) 2. Ergebnisse aus den Versuchen 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Sekunden vor und nach dem Einfahrvorsignal Rupperswil
2. Ergebnisse aus den Versuchen
2. Ergebnisse aus den Versuchen Beurteilung von Führerständen 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% mangelhaft............ sehr gut
2. Ergebnisse aus den Versuchen Eigenschaften von Simulatoren 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% stimmt............ stimmt nicht
2. Ergebnisse aus den Versuchen Einsatz von Simulatoren Erkenntnisse über die Anforderungen an Simulatoren (Detaillierung, Bewegungssystem, Auflösung der Streckendarstellung); Aufzeigen der Bedürfnisse nach integrierten Simulatoren (Lokführer und Zugverkehrsleiter); Ableiten von Konsequenzen auf die Methoden der Datenerhebung und Modellierung.
Danke für die Aufmerksamkeit www.desm.ch