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

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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

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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