Automatisierung und Digitalisierung bahnbetrieblicher Funktionen

AuDiBaF

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)

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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)

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.

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

BMV
Smart Sensor for Human Factors in Railway Systems

HMI4Rail

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