Schienenverkehr – sicher, leise, effizient - (IRT) der RWTH Aachen

DemoOrt – Chancen und Risiken einer satellitengestützten Ortung im Eisenbahnverkehr
DemoOrt – Chancen und Risiken einer satellitengestützten
Ortung im Eisenbahnverkehr
Prof. Karsten Lemmer,
Dr. Michael Meyer zu Hörste, Matthias Grimm
DLR
Einleitung: Ortung bei Zügen
Wozu braucht man eigentlich Ortung für Züge, wo sie
doch auf einem Schienenstrang fahren und wo doch
nicht, wie im Straßen-, Flug- oder Seeverkehr, vom
Fahrer selbst navigiert wird?
Die Antwort ist in den Eigenschaften des Systems
Eisenbahn zu finden. Das System Schiene beruht auf
dem Zusammenspiel von Stahlschiene und Stahlrad,
wodurch nur sehr geringe Reibungswiderstände
vorhanden sind. Auf der einen Seite bedeutet dies
einen Vorteil für den Energieverbrauch. Auf der
anderen Seite jedoch stellt es einen gravierenden
Nachteil der Eisenbahn dar, da der Bremsweg sich in
einem extremen Maße verlängert. So erfordert das
Abbremsen eines Eisenbahnfahrzeugs einen achtmal
längeren Weg als bei einem Straßenfahrzeug!
Zur Verdeutlichung eine kleine Beispielrechnung:
Ein Pkw benötigt aus einer Geschwindigkeit von 160
km/h einen Bremsweg von etwa 125 Metern, also eine
Distanz, die der Fahrer noch überblicken kann. Ein
Zug dagegen kommt aus der gleichen Geschwindigkeit
erst nach etwa 1000 Meter zum Stehen – ein
Bremsweg, der unter Umständen länger ist als das
Sichtfeld des Triebfahrzeugführers.
Der Triebfahrzeugführer ist also darauf angewiesen,
dass ihm das Freisein des Abschnittes vor ihm
mitgeteilt wird. Dies geschieht mithilfe von Signalen.
Für die Gleisfreimeldung muss die Position der
einzelnen Züge in einem Streckenabschnitt bekannt
sein, die mithilfe von Ortungssystemen ermittelt
wird. Zurzeit werden Züge durch an den Gleisen
befestigte Kontakte, sogenannten Achszähler,
geortet.
Die Räder der Züge werden durch den Achszähler
erkannt und gezählt. Für die Gewinnung der Positionsinformation
genügt jedoch das Erkennen der
Räder. Im Stellwerk ist die genaue Lage der Achszähler
bekannt, wodurch der Ort des Zuges bestimmt
werden kann. Diese Bestimmung ist aber nur an den
Punkten möglich, wo ein Achszähler im Gleis liegt.
Der Zug kann also nur abschnittsweise geortet
werden.
Achszähler sind seit vielen Jahren bewährte
Technik, die der rauen Umgebung im Eisenbahnbereich
hervorragend gewachsen ist. Allerdings sind
diese streckenseitigen Einrichtungen gerade für
schwach genutzte Strecken im hohen Grade unwirtschaftlich.
Daneben bestimmt der Zug seine Geschwindigkeit
und den zurückgelegten Weg selber. Mit einem
Sensor, die mit jeder Radumdrehung eine feste Zahl
an Impulsen liefern, und einem Radar, das ebenfalls
den zurückgelegten Weg und die Geschwindigkeit
misst, werden die Systeme auf dem Fahrzeug mit
diesen Informationen versorgt.
In der Zukunft werden Systeme benötigt, die eine
höhere Wirtschaftlichkeit aufweisen, insbesondere
hinsichtlich der Wartungskosten, gleichzeitig aber
das heutige Niveau an Sicherheit und Zuverlässigkeit
halten. Nur so kann die Wettbewerbsfähigkeit der
Eisenbahn, besonders auch im regionalen Bereich,
gesteigert werden.
Ein solches zukunftweisendes System zur Fahrzeugortung
wird derzeit im Rahmen des Projektes
„DemoOrt“ durch ein Konsortium aus vier wissenschaftlichen
Partnern und einem Industriepartner
entwickelt.
Gefördert wird das Vorhaben durch das Bundesministerium
für Wirtschaft und Technologie (BMWi).
Die DemoOrt-Plattform
Das DemoOrt-Konsortium, bestehend aus:
3 dem Institut für Verkehrssystemtechnik des
Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in
Braunschweig,
3 dem Institut für Verkehrssicherheit und Automatisierungstechnik
der TU Braunschweig,
3 dem Institut für Mess- und Regelungstechnik der
Universität Karlsruhe (TH) und
3 Bombardier Transport in Mannheim,
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