Kategorie-Archive: FuE

Zuordnung zu laufenden Projekten

Exakte Lokalisierung und Fahrregelung für autonome Eisenbahnfahrzeuge

ELFE

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Projektbeschreibung:

Für einen automatisierten Betrieb ist es notwendig, dass sich der Zug zuverlässig selbst lokalisieren kann und daraus Steueranweisungen für das Beschleunigen bzw. Bremsen ableitet – dies ist vor allem beim Übergang von Außenbereichen in Innenbereiche technisch anspruchsvoll. Die Fusion von Messdaten aus verschiedenen Quellen ist ein zentraler Punkt des Projektes. Das Ziel in Frage kommender Lokalisierungsvarianten ist eine flexible Positionserkennung mit einer Abweichung von weniger als 10 Zentimetern. Diese Genauigkeit ist erforderlich, da im Betriebshof abhängig vom konkreten Triebfahrzeug verschiedene Haltepositionen an den technischen Geräten in einer hochvolatilen Umgebung mit entsprechenden die Lokalisierung beeinflussenden Hindernissen anzufahren sind. Die programmierbaren Anhaltepunkte, welche durch die sich aus dem Projekt ergebende kontinuierliche Lokalisierung dynamisch definiert werden können, erfordern zudem flexible auf den Bedarf angepasste Fahrprofilvorgabe. Die Folge des Fahrprofils kann durch geeignete Regler realisiert werden, welche zusätzliche Anforderungen wie Witterungen und Schienenbeschaffenheiten in der Ansteuerung der Antriebseinheiten und der Bremsen berücksichtigen.

Projektinformationen:

Status: in Bearbeitung

Laufzeit: 08/2023 – 07/2025

Partner:

  • Technische Universität Chemnitz mit den Professuren für Schaltkreis- und Systementwurf, für Regelungstechnik und Systemdynamik sowie dem Zentrum für Wissens- und Technologietransfer
  • Naventik GmbH
  • Pinpoint GmbH
  • Smart Rail Connectivity Campus e. V. Annaberg-Buchholz

Förderprogramm: Gefördert durch das BMBF im Rahmen des WIR! Förderprogramms

50-Hz-Nachladestation mit Symmetrierumrichter für batterieelektrische Züge in Annaberg-Buchholz Süd

50-Hz-Nachladestation

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Projektbeschreibung:

Das stationäre Ladesystem soll zur punktuellen Energieversorgung von batteriebetriebenen Zügen genutzt werden, welche auf nicht elektrifizierten Bahnstrecken eingesetzt werden. Diese Ladestationen sollen perspektivisch an den strategisch wichtigen Punkten entlang einer Bahnstrecke im Bahnhofsbereich positioniert werden, um die notwendige Streckenabdeckung mit der begrenzten Batteriekapazität der Züge zu gewährleisten. Die Stromzuführung wird durch eine dafür errichtete, Oberleitungsstromschiene realisiert, die Rückstromführung erfolgt über die Schiene. Als Versorgungsspannung werden die in Deutschland üblichen 15 kV gewählt. Da ein Stromabnehmer im Stand maximal 80 A führen darf, ist die maximale Leistung pro Stromabnehmer auf 1,2 MVA begrenzt. Diese technischen Parameter bieten sich an, da alle batteriebetriebenen Triebwagen serienmäßig mit Pantographen ausgestattet sind. An den Zügen ist demnach keine technische Änderung mehr nötig und das Andocken funktioniert schnell und unkompliziert. Zudem lässt sich über eine Oberleitungsstromschiene eine wesentlich höhere Leistung als z.B. über Steckerverbindungen, die nur 1 kV führen können, übertragen. Batterieelektrische Triebwagen können prinzipiell eine Frequenz von 16,7 Hz als auch von 50 Hz beherrschen, das stationäre Ladesystem soll mit der unüblichen Frequenz von 50 Hz arbeiten. Dies widerspricht der Norm für Fahrdrahtspannungen (EN 50163), ist aber zugleich die große Innovation des Projekts und Kern der Entwicklung, da das Beibehalten der Frequenz des vorgelagerten Mittelspannungsnetzes eine Reihe technischer und wirtschaftlicher Vorteile bietet. Die einphasige Last der Triebwagen wird mit Hilfe eines speziellen Symmetrierumrichters und eines Spezialtransformators gleichmäßig auf die drei Phasen des speisenden Netzes aufgeteilt, sodass die Anforderungen des Netzbetreibers hinsichtlich der Netzsymmetrie erfüllt werden. Die Ladevorgänge erfolgen nur im Stillstand. Für diese Technologie wird ein Prototyp entwickelt, der in Annaberg-Buchholz Süd zunächst in einer Pilotphase erprobt und anschließend in den regulären Betrieb überführt werden soll.

Partner:

  • Smart Rail Connectivity Campus gGmbH
  • Technische Universität Dresden, Professur Elektrische Bahnen
  • F&S PROZESSAUTOMATION GmbH
  • DB Energie GmbH
  • Rail Power Systems GmbH
  • Verkehrsverbund Mittelsachsen GmbH
  • DB RegioNetz Infrastruktur GmbH Erzgebirgsbahn
Leckwellenleiter (LCX) für linienförmige breitbandige Funkversorgung, hochverfügbare Fahrzeugortung und radarähnliche Hindernisdetektion im automatisierten SRCC-Bahnbetrieb

LCX4Rail

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Projektbeschreibung:

Ziel des Vorhabens ist die Untersuchung der Anwendbarkeit von Leckwellenleiterkabeln (LCX) im Bahnverkehr. Zu diesem Zweck werden entsprechende Kabel verlegt und Funktechnologien eingespeist. Zu den zu untersuchenden Technologien zählen Mobilfunk (5G), Ultrabreitband (UWB) sowie Broadcastdienste (DAB+). Aufbauend darauf werden folgende Teilanwendungen dieser Technologie untersucht:

  1. Breitbandige Funkversorgung
  2. Funkbasierte Fahrzeugortung und Sicherstellung der Ortungsintegrität
  3. Passives Objekt-Sensing zur Hinderniserkennung

Zusätzlich wird eine Infrastruktur zur kontinuierlichen Erhebung von Messdaten für statistische Auswertungen geschaffen. Des Weiteren erfolgen Betrachtungen der rechtlichen Rahmenbedingungen des weiteren Einsatzes von LCX-Kabeln im Bahnumfeld.

Projektinformationen:

Status: in Bearbeitung

Laufzeit: 03/2023 – 02/2025

Partner:

  • Technische Universität Chemnitz mit der Professur für Nachrichtentechnik und dem Zentrum für Wissens- und Technologietransfer
  • Technische Universität Dresden
  • ibes AG
  • MRK Media AG

Förderprogramm: Gefördert durch das BMBF im Rahmen des WIR! Förderprogramms

Smart Sensor for Human Factors in Railway Systems

HMI4Rail

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Projektbeschreibung:

Ziel des Vorhabens ist die Untersuchung von technologischen Ansätzen für mobile, körpergetragene Systeme zur Überwachung der Handlungsfähigkeit des Triebfahrzeugführers. Neben der technischen Gestaltung der Funktionen entsprechender autonomer Systeme sind Fragestellungen zu Auswirkungen auf die Einbindung des Bahnpersonals und dessen Interaktion mit dem technischen Automatisierungssystem zu beantworten.

Projektinformationen:

Status: in Bearbeitung

Laufzeit: 03/2023 – 12/2025

Partner:

  • Technische Universität Chemnitz mit der Professur Sportgeräte sowie dem Zentrum für Wissens- und Technologietransfer
  • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
  • Saralon GmbH
  • Core Mountains GmbH
  • Fusion Systems GmbH
  • Sieber Sport Strumpffabrik GmbH
  • Smart Rail Connectivity Campus e. V.

Gefördert durch das BMBF im Rahmen des WIR! Förderprogramms

Erweiterung und Verfeinerung der Strategie des SRCC

StrategieII

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Projektbeschreibung:

Das Vorhaben dient der Fortschreibung, Ergänzung, Verfeinerung und systematischen Anpassung der im erweiterten WIR!-Konzept formulierten SRCC-Strategie, um den Forschungscampus in Annaberg-Buchholz über das Ende der Förderperiode hinaus nachhaltig zu etablieren. Das Vorhaben legt damit einen weiteren Grundstein für die Innovationsaktivitäten im gesamten SRCC-Projekt mit seinen F&E-/Innovationsvorhaben, mit denen dann die F&E-Kompetenzen und -kapazitäten der Unternehmen in der WIR!-Region gestärkt und über die Steigerung der Wertschöpfungspotentiale durch neue Technologien, Produkte, Services und Geschäftsmodelle ein wesentlicher Beitrag für einen regionalen Strukturwandel in der Region Chemnitz-Erzgebirge geleistet wird.

Projektinformationen:

Status: in Bearbeitung

Laufzeit: 01/2023 – 12/2025

Partner:

  • Technische Universität Chemnitz mit der Professur für Unternehmensrechnung und Controlling
  • Smart Rail Connectivity Campus e. V. Annaberg-Buchholz

Förderprogramm: Gefördert durch das BMBF im Rahmen des WIR! Förderprogramms

5G-RACOM

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Projektbeschreibung:

Die fortschreitende Digitalisierung des Bahnbetriebs bringt höchste Anforderungen an die Konnektivität, z. B. in Bezug auf Bandbreite und Zuverlässigkeit, mit sich. Da das aktuelle 2G-basierte Bahnmobilfunksystem GSM-R diese Anforderungen nicht erfüllt, wird das 5G-basierte Future Railway Mobile Communication System (FRMCS) eingeführt werden. Ausgehend von diversen Aktivitäten zur Entwicklung und Standardisierung von FRMCS müssen weitere technische Herausforderungen bewältigt werden, um FRMCS für den digitalisierten Bahnbetrieb einsatzfähig zu machen. Im Projekt werden daher Schlüsseltechnologien untersucht, entwickelt und demonstriert, um ein grünes, widerstandsfähiges und zukunftssicheres FRMCS-System über zwei Pfade zu erreichen:

  1. Effiziente Nutzung des verfügbaren RMR-Frequenzspektrums
  2. Ausweitung von FRMCS auf zusätzliches öffentliches Frequenzspektrum über eine hybride Netzwerkarchitektur

Innerhalb des Projektes 5G-RACOM bearbeitet die TU Chemnitz das Teilvorhaben „Hybrides 5G-Funknetz“. Ziel ist es, ein übergreifendes Kommunikationsnetzwerk zwischen dem privaten, bahnseitigen 5G-Funknetz und dem öffentlichen 5G-Funknetz zu spezifizieren, zu implementieren und zu testen. Die Kopplung soll für die Applikation eine mehrkanalige Kommunikation mit nahtlosen Wechseln der Kanäle in Echtzeit und mit definierten Qualitätsparametern ermöglichen. Die sich mit dem hybriden 5G-Funknetz ergebenden Potenziale sollen mit Demonstrator-Anwendungen innerhalb des Projektes vorgestellt werden.

Projektinformationen:

Status: in Bearbeitung

Laufzeit: 12/2022 – 11/2025

Partner:

Förderprogramm: Gefördert durch: Internationale Kooperationsprojekte (Bilaterale deutsch-französische Kooperationen) zum Thema „Private 5G-Netzwerke für die Industrie“

EnviSys-FC

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Projektbeschreibung:

Im Eisenbahnsektor gilt wie auch in anderen Sektoren das verkehrspolitische Ziel, Dieseltriebfahrzeuge durch Fahrzeuge mit alternativen Antriebstechnologien zu ersetzen. Dies hätte zur Folge, dass prinzipiell mehr regenerative Primärenergieträger genutzt werden können, dass der Bedarf fossiler Energiequellen sinkt und weniger lokale Emissionen anfallen. Eine vollständige Elektrifizierung aller Bahnstrecken ist in diesem Zusammenhang als äußerst unwahrscheinlich anzunehmen, da diese mit sehr hohen Kosten und (Personal-)Aufwand verbunden wäre und somit kurz- und mittelfristig nicht umsetzbar ist. Hauptgrund ist, dass eine Elektrifizierung auf schwach ausgelasteten Strecken in der Regel nicht wirtschaftlich ist. Die Antriebstopologien von Hybridtriebfahrzeugen unterscheiden sich mehr oder weniger stark von den etablierten Topologien. Das bedeutet, dass zusätzliche Komponenten hinzukommen (z. B. Brennstoffzellen, Akkumulatoren) und andere entfallen (z. B. Dieselmotoren, Getriebe mit veränderbarer Übersetzung). Die Topologien von Wasserstofftriebzügen und Dieseltriebzügen unterscheiden sich somit grundlegend, während der einzige Unterschied zwischen einem herkömmlichen elektrischen Triebzug und einem Oberleitungs-Batterie-Hybridzug lediglich der zusätzliche Akkumulator am Gleichspannungszwischenkreis ist. Daher benötigen alternative Triebfahrzeuge abhängig von ihrer Topologie speziell zugeschnittene Energiemanagementsysteme. Dieses Projekt befasst sich mit Wasserstofftriebzügen. Ziel ist es, ein Energiemanagement-System zu entwickeln, das im Zusammenspiel mit Fahrerassistenzsystemen, die bereits jetzt Soll-Geschwindigkeitsprofile ermitteln, eine optimale Strategie zum Zusammenwirken der Komponenten (v. a. Brennstoffzelle und Puffer-Akkumulator) ausgibt. Hierbei werden insbesondere Aspekte der energetischen Effizienz, aber auch Aspekte der Degradation und somit der Lebensdauer der Komponenten in Abhängigkeit von der Betriebsstrategie betrachtet.

Projektinformationen:

Status: beendet

Laufzeit: 01/2021 – 12/2023

Partner:

  • Smart Rail Connectivity Campus gGmbH
  • Ident.tec GmbH
  • TU Chemnitz mit der Professur für alternative Fahrzeugantriebe

Förderprogramm: ZIM – Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

ViMimo

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Projektbeschreibung:

Die Region Erzgebirge ist traditionell sehr stark von kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) im fertigenden Bereich geprägt. Durch die häufige Abhängigkeit von Großunternehmen sind die regionalen Unternehmen für potenzielle Nachwuchskräfte als Arbeitgeber aber nicht attraktiv. Der Fachkräftemangel für das Erzgebirge wird sich somit in den kommenden Jahren weiter verschärfen. Es gilt, insbesondere in den mathematischen, technischen und naturwissenschaftlichen Bereichen (MINT) Kinder und Jugendliche frühzeitig für die Aufgabenbereiche und Unternehmen in der Region zu begeistern. Dafür soll im Rahmen des Vorhabens ein Vermittlungskonzept entwickelt werden, das modular aufgebaut ist und in das bereits bestehende, schulische Bildungsangebot integriert werden kann. Es soll konkret auf verschiedene Bildungsphasen (Primärstufe, Sekundärstufe) und -wege (Oberschule, Gymnasium) zugeschnittene Inhalte umfassen, mit denen unter Schüler*innen der Region eine stärkere Begeisterung für MINT-Fächer und Themen geweckt werden kann. Als “Anschauungsobjekte” dienen der Mobilitätssektor sowie die vor dem Hintergrund der zunehmenden Digitalisierung und Automatisierung, aber auch der Ausrichtung auf alternative, nachhaltigere Antriebe in der Region vorhandenen und entstehenden Wertschöpfungszweige. Innerhalb des Mobilitätssektors eignet sich der Schienenverkehr für die erlebnisorientierte Vermittlung von Inhalten und Schwerpunkten.

Projektinformationen:

Status: beendet

Laufzeit: 09/2022 – 01/2023

Partner:

  • Smart Rail Connectivity Campus e. V.
  • neovendi GmbH

Förderprogramm:

Fachkräfterichtlinie zur Fachkräftesicherung im Freistaat Sachsen (Diese Maßnahme wird mitfinanziert mit Steuer-mitteln auf Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes​)

5G4Rail

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Projektbeschreibung:

Das Projekt soll definieren, wie der 5G-Mobilfunkstandard künftig im Bahnbereich das bisherige System „GSM-R“ (Global System for Mobile Communication – Rail) ablösen und darüber hinaus für weitergehende, zukünftige Anwendungsgebiete im Bahnsystem der Zukunft genutzt werden kann. Die Motivation liegt darin begründet, dass einerseits die Verfügbarkeit von Komponenten des alten GSM-R stets schwieriger wird und GSM-R absehbar dem Ende seiner wirtschaftlichen Nutzungsdauer entgegengeht. Andererseits ist die Bandbreite der Datenübertragung bei GSM-R auf einen niedrigen Wert beschränkt.

Projektinformationen:

Status: beendet

Laufzeit: 07/2021 – 10/2024

Partner:

  • Technische Universität Chemnitz mit den Professuren Nachrichtentechnik und Kommunikationsnetze

Förderprogramm: Gefördert durch das BMBF im Rahmen des WIR! Förderprogramms

ReViCaT

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Projektbeschreibung:

Mit dem Projekt soll die technische Machbarkeit untersucht werden, um zu evaluieren, welche Möglichkeiten mit einer Videoübertragung basierend auf den derzeit im Projekt DAC4EU getesteten Datenübertragungssystemen möglich sind, aber auch wo die Grenzen liegen. Im Rahmen dieses Projektes soll untersucht werden, welche technischen Möglichkeiten für die Realisierung einer solchen Videoübertragung bestehen, hier insbesondere, ob die favorisierten Datenübertragungssysteme (SPE, PLC und Wifi) für die Videoübertragung verwendet werden können.

Projektinformationen:

Status: beendet

Laufzeit: 01/2023 – 12/2024

Partner:

  • Technische Universität Chemnitz mit der Professur für Digital- und Schaltungstechnik
  • CE Cideon Engineering GmbH & Co. KG
  • SYS TEC electronic AG
  • OWITA GmbH

Förderprogramm: Gefördert durch das BMBF im Rahmen des WIR! Förderprogramms