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DB RegioNetz Verkehr GmbH | Claus Werner, Sören Claus | Technologiemanagement- und entwicklung | 15.09.2016
Erhöhung Effizienz und Nachhaltigkeit des Schienenverkehrs
Innovationen bei der Erzgebirgsbahn
DB RegioNetz Verkehrs GmbH, IFB GmbH
Wolfgang Leibiger, Martin Ufert
Das Regio-Netz-Modell erleichtert
Entwicklungen im Eisenbahn-Systemverbund
Pilotierung neuer
Stellwerksgene-
rationen
Fahrplanassistenzsystem
FASSI
Hybrid-Triebwagen EcoTrain
Automatisiertes Fahren 2017
Bei der Erzgebirgsbahn haben Einführung und
Weiterentwicklung von Innovationen eine Tradition
2
2008
2015
2005
und
2015
2016
Vernetzung Zug/Infrastruktur
(5G, big data)
…
Claus Werner, Sören Claus | Technologiemanagement und -entwicklung
Auf Basis der Erkenntnisse des Erprobungsträgers wird ein
EcoTrain entwickelt und zur Serienreife geführt werden
Neudimensionierung der Radsatz- und
Drehgestelllasten >16t
Erhöhung des Rekuperationspotenzials
Innovationen am Hybridantrieb
- serieller, dieselelektrischer Antrieb
- Reduzierung Dieselantriebsleistung
- modularer Aufbau der Antriebsanlage
Elektrifizierung der Nebenverbraucher
Entwicklung intelligente Steuereinheit
- Einbindung Nebenverbraucher ins
Energiemanagementsystem
- Verknüpfung Fahrplanassistenzsystem
Entwicklung modulares Speicherkonzept
–Zuschnitt auf Lastanforderungen
–Kombispeicher aus Supercap u. Li-Ionen
Einsatz umweltfreundliche Klimaanlage
Umsetzung Nachladekonzept
Projektziele ... Projektpartner ...
DB
Konsortialführer: DB RegioNetz
Engineering: DB Systemtechnik
Hersteller: DB RegioNetz
Umbau: DB Erzgebirgsbahn Chemnitz
Simulation und
Systemauslegung
Dimensionierung Li-
Ionenspeicher
TU Chemnitz
Nachweisführung
wirtschaftlicher und
ökologischer
Vorteilhaftigkeit
Fraunhofer
Institut Dresden
neu
TU Dresden
Konduktive o. Induktive
Nachladung
neu
neu
neu
neu
neu
Claus Werner, Sören Claus | Technologiemanagement und -entwicklung
Durch die entwickelten Anpassungen des Bestandsfahrzeuges
wird der EcoTrain effizienter und nutzt Primärenergie nachhaltiger
4
Verknüpfung
Fahrzeugsteuerung mit
Hybridsteuerung und
Energiemanagement
Entwicklung
modulares
Speichersystem
Anpassung
Bremssystem
Neukonstruktion
Drehgestell
Entwicklung
umweltfreundliche
Klimaanlage
Weiterentwicklung
Motorsteuerung
Ersatz Bestandsmotoren
durch dieselelektrischen
Antrieb
Umweltfreundliches Fahren durch intelligenten Energiesplit
Reduzierung der Lärmemissionen
Reduzierung des CO2-Ausstoßes
Reduzierung des Dieselverbrauchs
Nutzung erneuerbarer Energien
Flexibler Fahrzeugeinsatz durch partiell emissionsfreies Fahren
Senkung der Betriebs- und Instandhaltungskosten
Schaffung
Nachlademöglichkeit
Claus Werner, Sören Claus | Technologiemanagement und -entwicklung
Mit seinem innovativen Nachlade- und Einspeisekonzept wird
der EcoTrain viele Strecken rein elektrisch bedienen können
5 Claus Werner, Sören Claus | Technologiemanagement und -entwicklung
Das digitalisierte Triebfahrzeug der Zukunft
ist ein vernetztes Produktionsmittel
6
Automatisiertes Fahren Triebfahrzeugführer wird unterstützt, indem Fahrzeug Streckeninformationen
aufnimmt (z. B. Signalbegriffe, Hinderniserkennung) und strukturiert verarbeitet
EcoTrain: Systeme im Fahrzeug (Fahrzeugsteuerung, Hybridsteuerung,
Energiemanagement, Fahrplanassistenzsystem) treten miteinander
in Austausch und optimieren intelligent den Energieeinsatz
Perspektive: Fahrzeug interagiert mit
Bahnsteig (Bedarfshalt/Ansagen) und
Infrastrukturanlagen
Die Komponenten des Triebfahrzeuges miteinander sowie das Tfz mit seiner Umgebung kommunizieren
Claus Werner, Sören Claus | Technologiemanagement und -entwicklung
In der Bahntechnik existieren bereits definierte Stufen für
automatisierte Bahnsysteme
7 Claus Werner, Sören Claus | Technologiemanagement und -entwicklung
Grad der
Automatisierung Betriebsart Fahrtbeginn
Fahren
Bremsen
Anhalten
Türen
Schließen Störfallbetrieb
GoA 1 Zugbeeinflussung mit Fahrer Fahrer Fahrer Fahrer Fahrer
GoA 2
Zugbeeinflussung und
automatisierter Zugbetrieb mit
Fahrer
automatisiert automatisiert Fahrer Fahrer
GoA 3 Fahrerloser Zugbetrieb automatisiert automatisiert Zugbegleiter Zugbegleiter
GoA 4 Unbemannter Zugbetrieb automatisiert automatisiert automatisiert automatisiert
unterschiedliche Automatisierungsgrade gemäß UITP
(Internationaler Verband für Verkehrswesen)
Das Pilotprojekt „vollautomatisiertes Fahren“ wird bei der
Erzgebirgsbahn gemeinsam mit der IAV GmbH entwickelt
8 Claus Werner, Sören Claus | Technologiemanagement und -entwicklung
Entwicklung einer Automation für Zugfahrten auf
Regionalstrecken und Rangierfahrten in Zusammenarbeit mit der
Automobilindustrie (IAV GmbH)
zu automatisierende Grundfunktionen:
– Signal- und Hinderniserkennung
– Generierung der Ansteuersignale für Fahr- und Bremssteuerung
Konzeptphase Entwicklungs-
phase
Aufbau
Erprobungsträger
Technologie-
erprobung Show
Case
09/2016 02/2017 06/2017 06/2017 – 06/2019
GoA 2 GoA 3 / GoA 4
Die ATO-Box ist das zentrale Element der Automation
9 Claus Werner, Sören Claus | Technologiemanagement und -entwicklung
Signal- und Hinderniserkennung
Kameras
Laser Scanner
ATO-Box
Fahr- und Bremssteuerung
Fahrtbeginn
Fahren und Bremsen
Zielhalt
Aufgaben der ATO-Box
– Verarbeitung Informationen der Signal- und
Hinderniserkennung
– Auswertung fahrzeuginterner Messgrößen und
Informationen
– Generierung der Ansteuersignale für die Fahr- und
Bremssteuerung
Testfeld im Erzgebirge – Technologieerprobung findet auf
öffentlicher Infrastruktur statt
10 Claus Werner, Sören Claus | Technologiemanagement und -entwicklung
Testfeldstrecke im Erzgebirge
– Strecke zwischen Schwarzenberg
und Annaberg/Buchholz
– ideale Testfeldbedingungen, da kein
regulärer Bahnbetrieb auf dieser
Strecke stattfindet
– Technologieerprobung zunächst im
Rangierbetrieb mit dem Ziel auto-
matisierter Bereitstellungsfahrten
Ausblick – Das System wird zu einem serienreifen
Produkt entwickelt
11 Claus Werner, Sören Claus | Technologiemanagement und -entwicklung
Entwicklung hin zu einem serienreifen Produkt mit dem Ziel einer allgemeingültigen
Zulassung
nach erfolgreicher Zulassung ist die Integration in den EcoTrain möglich
Fazit
Unterstützung und Entlastung des Triebfahrzeugführers bei Zugfahrten und Rangierfahrten
durch neuartiges Fahrerassistenzsystem
Umsetzung energieoptimaler Fahrprofile
– Steigerung Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit
– Reduzierung des Primärenergieverbrauchs und der CO2 Emissionen
12 Claus Werner, Sören Claus | Technologiemanagement und -entwicklung
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit