Projektbeschreibung:
Übergeordnetes Ziel ist es, Beiträge zur Innovation, Automatisierung und Digitalisierung im Schienenverkehr zu leisten. Das Projekt besteht dazu aus drei Teilprojekten:
Teilprojekt 1: Testmanager, Forschungskoordinator und Netzwerkmanager
Ziel des Teilprojektes ist die Unterstützung des operativen Funktionierens des SRCC als gesamthaftes Innovationssystem durch die Schaffung zentraler Innovationsstellen für die Wahrnehmung koordinierender Managementaufgaben. Dies betrifft einen Testmanager (zur Koordination des Einsatzes der Forschungsinfrastruktur im Rahmen von Forschungsprojekten), einen Forschungskoordinator (Koordination der Forschungspartner und -aktivitäten) und einen Netzwerkmanager (Ausbau des institutionalierten SRCC-Netzwerks, Verstetigung und Intensivierung der Zusammenarbeit der Netzwerkpartner).
Teilprojekt 2: Mensch-Technik Interaktion im Bahnbetrieb – Untersuchung Train Monitoring and Control psychologisch und technisch (TMC PT)
Überblick Teilprojekt 2 als PDF
Ziel dieses Teilprojektes ist die interdisziplinäre Untersuchung und prototypische Umsetzung der Mensch-Technik-Interaktion (Teleoperation) im Bahnbetrieb (mit Fokus auf Kognition, Usability, Ende-zu-Ende-Latenz und Echtzeitverhalten sowie Ereignisidentifikation und -anzeige), um zur Automatisierung des Schienenverkehrs beizutragen.
Das Projekt erfasst systematisch die Aufgaben eines Teleoperateurs und leitet die Anforderungen an Teleoperationsarbeitsplätze aus Sicht der Operateure ab.
Das Ziel des Projektes besteht im Aufbau eines prototypischen Teleoperationsarbeitsplatzes, der empirisch und menschzentriert nach DIN 9241-210:2019 entworfen und evaluiert wird.
- Konzepte für Teleoperationsarbeitsplätze gibt es bisher für automatisierte U-Bahnen und im Straßenverkehr, sie können jedoch nicht auf das offene Schienenverkehrsnetz der Bahn übertragen werden.
- Eine Forschungslücke stellt die Entwicklung von Mensch-Maschine Schnittstellen für die Fernsteuerung von Zügen im Kontext von automatisierten Bahnlösungen dar. Bisher sind diese nicht auf die die Bedürfnisse und Anforderungen von Operateuren in diesen Bereichen zugeschnitten.
- Die technischen Herausforderungen liegen insbesondere in der Erstellung eines echtzeitfähigen Rechnersystems für die Verarbeitung der (Video-)Daten und im Aufbau einer Kommunikation zwischen Zug und Infrastruktur sowie einer komplementären, funksystembasierten Umfelderkennung.
- Durch eine hierarchische Aufgabenanalyse der aktuellen Aufgaben eines Triebfahrzeugführers durch Testfahrten und Interviews werden die Automatisierungsgrade des zugseitigen Systems entwickelt.
- Die zukünftigen Aufgaben des Teleoperateurs wurden in einem Expertenworkshop abgeleitet.
- Die Bedienoberfläche des Teleoperationsarbeitsplatzes wird durch Methoden der Human Factors Forschung (Anforderungsanalysen, Prototypenerstellung) menschzentriert entwickelt und in Usability-Testungen iterativ evaluiert und angepasst (nach DIN 9241-210:2019) sowie technisch umgesetzt.
- Die Analysen identifizierten Kommunikationsprozesse als einen der zentralen Aufgabenbereiche eines Operateurs für eine effiziente Systemumsetzung.
- Durch die Teleoperation von Rangierfahrten von Zugdepot bis Bahnhofsgleis kann die Fahrzeiteffizienz von Triebfahrzeugführenden erhöht werden.
Teilprojekt 3: Virtualisierung von Balisen(teil-)funktionen durch Fiber Optic Sensing (VdFOS)
Überblick Teilprojekt 3 als PDF
Mit der Virtualisierung von Balisen(teil-)funktionen auf Basis des Fiber Optic Sensing wird in diesem Teilprojekt ein Ansatz zur Digitalisierung der Leit- und Sicherungstechnik erforscht (inkl. Schnittstellendefinition, Algorithmenentwicklung und -implementierung), um langfristig die Streckenkapazitäten erhöhen zu können.
- Das Projekt verfolgt das Ziel der Entwicklung und Erprobung eines alternativen Ortungsverfahrens zur Ergänzung der konventionellen Balisentechnik im Bahnbetrieb.
- Durch den Einsatz der Technologie Fiber Optic Sensing (FOS) soll eine präzise, robuste und infrastrukturbasierte Lokalisierung von Zügen ermöglicht werden, die eine höhere Flexibilität und Skalierbarkeit im Rahmen digitaler Leit- und Sicherungstechnik erlaubt.
- Die herkömmliche Ortung mittels Eurobalisen ist bei Blockverdichtungen mit erheblichem Ausrüstungs- und Planungsaufwand verbunden und weist strukturelle Einschränkungen hinsichtlich Flexibilität und Anpassungsfähigkeit auf.
- Um die angestrebten Kapazitätssteigerungen und Systemrobustheit zu erreichen, ist ein alternatives, weniger starr ausgelegtes Ortungssystem erforderlich.
- Die technischen Herausforderungen liegen insbesondere in der Genauigkeit der Positionsermittlung, welche maßgeblich durch die Gleisinfrastruktur und baulichen Gegebenheiten beeinflusst wird, sowie der eineindeutigen Identifikation der Fahrzeuge.
- Im Projekt wird untersucht, wie Züge durch gezielte akustische Emissionen eindeutig lokalisiert werden können, wobei die Signale über FOS-Systeme entlang bestehender Glasfaserkabel detektiert werden.
- Verschiedene Emissions- und Codierungsverfahren sowie deren algorithmische Auswertung werden analysiert, prototypisch implementiert und unter realen Bedingungen getestet.
- Die Ergebnisse sollen zeigen, ob virtuelle Balisen zuverlässig erzeugt und in bestehende ETCS-Systeme integriert werden können, ohne massive Änderungen an der primären Fahrzeugausrüstung.
- Das Ziel ist die Bereitstellung einer praxistauglichen, sicheren und zukunftsfähigen Ortungstechnologie, die den Anforderungen moderner Bahninfrastrukturen gerecht wird.
Projektinformationen:
Status: in Bearbeitung
Laufzeit: 01/2024 – 12/2026
Partner:
- Technische Universität Chemnitz mit der Professur für Allgemeine Psychologie und Human Factors (Teilprojekt 2), Betriebssysteme (Teilprojekt 3), Mensch und Technik (Teilprojekt 2), Nachrichtentechnik (Teilprojekte 2 und 3), Rechnerarchitekturen und -systeme (Teilprojekt 2), Unternehmensrechnung und Controlling (Teilprojekt 2) sowie dem Zentrum für Wissens- und Technologietransfer (Teilprojekte 1 und 2)
- Smart Rail Connectivity Campus e. V.
- Frauscher Sensortechnik Deutschland GmbH
- DB InfraGO AG
Förderprogramm: Deutsches Zentrum Mobilität der Zukunft, DZM – 1. Förderphase
