RailPos Präzise Lage und Position von Zügen DB Systel GmbH Konrad Winkler und Maurice Bergander I.LPA Berlin 14./15.04.2016
Warum benötigen wir ein autonomes System zur Bestimmung der Lage und Position unseres rollenden Materials? Automatisierte, hochoptimierte Prozesse erfordern in steigendem Maße präzise Informationen über die beteiligten Komponenten Die Kommunikation Maschine zu Maschine setzt einen lückenlosen Informationsaustausch in einem einheitlichen Modell voraus Die Synchronität von Ort und Zeit gewinnt dabei einen immer höheren Stellenwert 2
Fragestellungen Wo genau befinden sich unsere Triebfahrzeuge, Züge und Wagons? An welcher Position in einem Bahnhof oder Abstellung befindet sich das rollende Material (gleisscharfe Ortung, türgenauer Wagenstand) Wie ist die aktuelle Wagenreihung und Orientierung von Wagons innerhalb eines Zuges? 3
Herausforderungen Positionsdaten müssen präzise und zuverlässig jederzeit abrufbar sein Das Datenaufkommen muss beherrschbar bleiben (Skalierbarkeit) Der Datenaustausch muss unter schwierigsten Bedingungen funktionieren (Verbindungsabbrüche, schmalbandige Kommunikation) GPS als einzige Ortungsinfrastruktur genügt nicht (ungenau und unzuverlässig, Abschattungen in Abstellungen, Totalausfall in Tunneln) GPS gibt zwar Auskunft über die Position, nicht aber über die Lage des Fahrzeuges (Ausrichtung, Kurswinkel, Neigung etc.) 4
Funktionsdiagramm RTK SAPOS, ASCOS, RTCM via UMTS, GPRS WLAN/BT/NFC Positioning/Locating Visuelle Odometrie Optical Positioning Pattern detection Speedsensors Radar, Odometer, Pedometer SBAS WAAS, EGNOS, Omnistar via SAT GPS Receiver L1, L1+L2 (+L5) IMU Accelerometer, Gyroskope, Pressure Magnetometer Data Infrastructure Mapping Recalibration, plausibility check Positioning Multisensor algorithms Infrastrukturbasierte Ortung: WLAN, Bluetooth (BT), NFC GPS, Differentielles GPS (RTK, SBAS) Optische Verfahren zur Mustererkennung Infrastrukturlose Ortung: IMU, Magnetometer, Barometer etc. Radar, Ultraschall, Odo- und Pedometer visuelle Odometrie 5
Servicestruktur GPS-Korrektur Service (Web) Viewer Track Analyse Gleis-Geometrie Service Message Broker Vehicle Analyse Bordrechner Gateway FlexFit, DVS MIB Predictive Maintenance Funk-Ortungs Service RailPos Sensorik 6
Beispiel Neigetechnik Monitoring 7
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl.-Ing. Konrad Winkler Projektleiter, Berater (I.LPA 33) Tel. 069 265-50815 Mobil 01523 750 4861 Konrad.K.Winkler@deutschebahn.com DB Systel GmbH Jürgen-Ponto-Platz 1 60329 Frankfurt am Main www.dbsystel.de Dipl.-Ing. Maurice Bergander Entwicklung (I.LPD) Mobil 01523 750 4861 Maurice.Bergander@deutschebahn.com DB Systel GmbH Jürgen-Ponto-Platz 1 60329 Frankfurt am Main www.dbsystel.de
Glossar ASCOS Anbieter von GPS Korrekturdatendiensten SAPOS Satelliten Positionierungs Service (der Bundesländer, kostenpflichtiger Korrekturdatendienst), Ausstrahlung via UMTS SBAS Satellitengestützte Korrekturdatendienste, direkt vom GPS Empfänger RTK RealTimeKinematik, Messmodus bei GPS (in der Regel hoher Genauigkeit) RTCM normiertes Format für Satellitenkorrekturdaten MEMS microelectromechanical systems IMU Inertialsensoren (inertial measurment unit) BLE Bluetooth low energie (Bluetooth V4.0) 9