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

50
Schienenverkehr – effizient
bezogen auf den gesamten Lebenszyklus des Produkts,
erbracht wird und wie die Anforderungen an
die Zuverlässigkeit im Kontext der Anforderungen
des Bahnbetriebs definiert werden. Wirtschaftliche
Lösungen werden auf der Basis von Antriebssystemen
für innovative schwere Straßenfahrzeuge (Hybridbus)
erwartet.
Das elektrische Speichersystem ist neben der
Frage der sicheren lokalen Steuerung der Fahrzeuge
die technologisch höchste Hürde im FCR-System. In
Voruntersuchungen wurden verschiedene Speichersysteme
auf ihre Leistungsfähigkeit und ihre Betriebsfestigkeit
hin untersucht. Sinnvolle Lösungen
scheinen auf der Grundlage der Ni-MH-Technologie
oder der Li-Ion-Technologie erreichbar. Auch eine
Kombination mit Superkondensatoren kann zu
sinnvollen Lösungen führen.
Von den Fahrzeugen wird erwartet, dass sie
bezüglich der Fahrdynamik und der Bremstechnik
keine Besonderheiten aufweisen, die z. B. eine
besondere Reihung der Wagen im Zug erforderlich
machen. Des Weiteren sollen die Fahrzeuge so
gestaltet werden, dass sie über Ablaufberge umgestellt
werden können, woraus Einschränkungen des
Bauraums, aber auch erhöhte Anforderungen an die
Stoßfestigkeit der Komponenten resultieren.
Bahnbetriebliche Aspekte
Bei Besuchen bei Eisenbahnverkehrsunternehmen, in
Häfen und in Chemieparks, wurden die Merkmale der
Anschlusssituationen systematisch erfasst. Dabei
wurden Kriterien wie Distanzen zu den Ladestellen,
Steigungen, Krümmungsradien etc. katalogisiert. Ziel
ist es, die für einen sinnvollen Einsatz von FlexCargo-
Rail-Nutzlastträgern (FCR-NLT) erforderlichen
Leistungsparameter sinnvoll abschätzen zu können.
Ein weiterer Schwerpunkt der bahnbetrieblichen
Untersuchungen ist die Prozessmodellierung für
Rangiervorgänge in einer so detaillierten Art, dass die
Zeiteinsparung durch den Einsatz von FCR-NLT
differenziert auf die verschiedenen Personalgruppen
wie Lokrangierführer und Ladestellenbedienpersonal
ermittelt werden kann. Es wurden Einsatzszenarien
für FCR-NLT unter den Aspekten der Erhöhung der
zeitlichen Effizienz, aber auch der Einsparung
sonstiger Ressourcen (Lokomotiven, Gleise, Weichen)
untersucht.
Im Grenzgebiet zwischen Fahrzeugtechnik und
Bahnbetrieb steht die Frage nach der sicheren
Steuerung von Antrieben und Bremsen der FlexCargoRail-Nutzlastträger
in jeder der drei grundsätzlichen
Betriebsarten, nämlich Zugbetrieb, gruppenweise
selbstangetrieben und einzeln selbstangetrie-
ben. Der Zugbetrieb erfordert eine in jeder Hinsicht
„normale“ Güterwagenbremse, deren pneumatisches
System durch die FCR-Komponenten nicht beeinflusst
werden darf. In dieser Betriebsart besteht die Notwendigkeit,
mechanische Energie mithilfe der Antriebe
im generatorischen Betrieb in elektrische Energie zu
wandeln und zu speichern. Auch dieser Vorgang
muss so gestaltet werden, dass er das Fahrverhalten
des Güterwagens nur im Rahmen der lauftechnischen
Toleranzen beeinflusst. Lediglich während Betriebsbremsungen
darf das regenerative Bremsen verstärkt
stattfinden.
Die beiden anderen Betriebsarten erfordern die
Möglichkeit, auf den Antrieb und auf eine Bremse
einzuwirken. Überlegungen gehen in die Richtung,
die Fahrzeuge mit einem Kompressor auszustatten,
um die Druckluftbremse auch im Rangierbetrieb
nutzen zu können. Ein pneumatisches Steuerventil,
welches durch ein handbetätigtes Absperrorgan für
den Zugbetrieb komplett abgetrennt werden kann,
erscheint auch zulassungstechnisch ein sinnvoller Ansatz
zu sein. Darüber hinaus bietet das Rangieren mit
wirksamer Druckluftbremse auch betriebliche Vor-
teile bei der Zugbildung.
Einen erheblichen Kostenfaktor stellt aus heutiger
Sicht die Realisierung einer Funksteuerung für FCR-
Fahrzeuge dar. Wegen des sehr hohen Gefährdungspotenzials
bewegter Eisenbahnfahrzeuge wird die
Sicherheitsanforderungsstufe SIL 3 für Funksteuerungen
im Lokrangierführerbetrieb verlangt, das heißt,
eine zweikanalige Lösung und ein sicherheitsgerichteter
Softwareerstellungsprozess ist gefordert.
Besonders kritisch erscheint in diesem Zusammenhang
die Gruppensteuerung. Es soll möglich sein,
gekuppelte Fahrzeugverbände mit eingestreuten
FCR-Nutzlastträgern mit einem einzigen Sender zu
steuern. Zentrale Frage ist, wie sicher ausgeschlossen
werden kann, dass nicht im Zugverband befindliche