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Technologietransfer der TH Nürnberg in Kooperation mit DB Cargo, DB Systemtechnik und AAIT aus Nürnberg leistet den ersten Schritt zum automatisierten Rangierverkehr
Ein wichtiger Schritt in der Automation der Transportlogistik zur automatisch fahrenden Rangierlok: Das Team um Prof. Dr. -Ing. Martin Cichon und Prof. Dr. Stefan May hat in Kooperation mit der Deutschen Bahn AG und AAIT diesen Innovationsschub mit einem ersten Demonstrator ermöglicht. Das autonome Steuergerät als Denkzentrale und die Sensorik als Sinneswahrnehmung der Lok sind die Herzstücke der Rangierlok. Der Center for Transportation & Logistics Neuer Adler e.V. (CNA e.V.) hat das Team für diese Leistung mit dem CNA Sonderpreis ausgezeichnet.
Nürnberg, 25. Juli 2018. Der CNA Sonderpreis wurde heute am 25. Juli durch Ilse Aigner, Staatsministerin für Wohnen, Bau und Verkehr zusammen mit dem Vorstandsvorsitzenden des CNA e.V., Norbert Schäfer, für die Entwicklung einer automatisch fahrenden Rangierlok an Vertreter der Deutschen Bahn und an Prof. Dr.-Ing. Martin Cichon und Prof. Dr. Stefan May von der TH Nürnberg übergeben.
Von der Idee zum erfolgreichen Demonstrator – die TH Nürnberg hat mit der ausgezeichneten Forschungsarbeit im Kooperationsprojekt zur Entwicklung einer automatisch fahrenden Rangierlok eine Innovation mit hohem Transferpotenzial auf die Schienen gebracht. Das Forschungsteam an der TH Nürnberg hat im Projekt ‚vollautomatische Abdrücklokomotive VAL2020‘ gemeinsam mit DB Cargo, DB Systemtechnik und dem Kooperationsunternehmen AAIT aus der Metropolregion Nürnberg die Steuerung und Sensorik zum automatischen Betrieb von Rangierloks im Güterverkehr entwickelt.
Prof. Dr.-Ing. Martin Cichon: „Mit der Sensorbox haben wir der Lok ‚digitale Augen‘ gegeben. GPS-Signale ermöglichen der autonom fahrenden Rangierlok die Orientierung im geografischen Raum. Ein zentraler Leit- und Steuerrechner verbindet die Sensordaten mit dem digitalen Streckenatlas und der geplanten Fahrtstrecke. Daraus errechnet die autonome Steuerung die nächsten Aktionen. Die Rangierlok muss drei Aktionen autonom ausführen können: Anfahren – statische und bewegte Hindernisse erkennen können – und den Güterwagen über den Ablaufberg abdrücken können. Die dazu benötigte Fahrtstrecke der Rangierlok ist in der Anfahrt auf einen Güterwagen in drei Abschnitte gegliedert: Der Gefahrenbereich – der Sicherheitsbereich zum Anhalten sowie das Ansetzen und Abdrücken des Güterwagens. Für die Rückfahrt zum Ausgangspunkt wird die baugleiche Sensorik am anderen Ende der Lok aktiviert.“
Prof. Dr. Stefan May: „Das Labor für mobile Robotik an der TH Nürnberg hat die Sensorbox zur Umfelderkennung und Zentralsteuerung entwickelt. Die Sensorbox erzeugt aus Videobild, Wärmebild und Laserscanner ein gemeinsames Bild, das mit den GPS-Daten zur Errechnung der Aktionen auf dem Fahrweg führt. Aus dieser zusammengeführten Information werden die Steuerbefehle zur Umsetzung der Fahraufträge errechnet.“
Das Projekt wurde in einem sehr engen Zeitrahmen realisiert. Erste Versuche absolvierte die für das Projekt umgerüstete Rangierlok im Nürnberger Rangierbahnhof. Die Deutsche Bahn plant, den Münchner Rangierbahnhof als ersten Bahnhof vollautomatisiert zu betreiben. Daher war eines der Projektziele, dass die Lok auch in München das Potenzial der neuen Technik im laufenden Betrieb unter Beweis stellen kann. Prof. Dr.-Ing. Martin Cichon: „Mit dem aktuellen Projekt knüpfen wir an die Forschungsergebnisse von früheren Projekten an. Den Forschungsteams haben wir in der Realisierung der Projektziele viel Freiheit gelassen. Das Ziel, einen 80 Tonnen schweren Koloss mit selbst erdachten Algorithmen fahren zu lassen, war Motivation genug.“
Die Sensorik definiert die Sichtweite der Lok und überwacht das Umfeld der Lok innerhalb eines digitalen Gleisplans in einem festgelegten Sicherheitsabstand. Der Fahrtauftrag definiert die Route über Weichen und Gleise. Der errechnete Bremsweg ist abhängig von der Fahrgeschwindigkeit. Somit sind alle Daten in einer Karte fusioniert. Die Sensorik erkennt in der Anfahrt zum jeweiligen Ziel ein Hindernis im Lichtraumprofil vor der Rangierlok. Die Lok hält nun in einem Sicherheitsabstand vor dem Hindernis. Erkennt die Lok Personen im Gleis, so löst sie zusätzlich ein akustisches Warnsignal aus. Die autonome Steuerung kann bei einem erkannten Objekt zwischen einem Hindernis und einem Güterwagen als Rangierziel unterscheiden. Handelt es sich bei dem erkannten Objekt um einen Güterwagen, setzt die Lok an den Wagen an und gibt damit den Hemmschuh, eine mechanische Sicherung gegen das Wegrollen des Wagens, frei. Nach der Entfernung des Hemmschuhs durch einen Rangierer ist die Lok bereit zum Abdrücken des Zuges über den Ablaufberg und wartet auf den per Funk übertragenen Auftrag durch den Bergmeister. Ist der gesamte Zug abgedrückt, fährt die Lok zurück zum Ausgangspunkt. Sie wartet auf einen neuen Fahrtauftrag und das Spiel beginnt von neuem.
Die beiden Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Martin Cichon und Prof. Dr. Stefan May sehen den Transfererfolg des Projekts in der interdisziplinären Zusammenarbeit mit den entscheidenden Playern. Prof. Dr.-Ing. Martin Cichon: „In Nürnberg entsteht ein ‚hot spot‘ für die Entwicklung innovativer digitaler Lösungen für den Schienenverkehr. Der erfolgreiche Transfer braucht die enge Zusammenarbeit aus der angewandten Forschung der TH Nürnberg, der Bahn und der Industrie. Mit diesem Projekt bieten wir der Bahn einen Einstieg in den automatisierten Rangierverkehr und stärken damit die Wettbewerbsfähigkeit der Bahn im Transportsektor. Im nächsten Schritt geht es darum, in der Metropolregion ein Testfeld für den digitalen Schienengüterverkehr zu etablieren.“
Der Präsident der TH Nürnberg, Prof. Dr. Michael Braun: „Die Verleihung des CNA Sonderpreises 2018 bestätigt unsere Stärke an der TH Nürnberg: Die hohe Forschungsqualität in einem interdisziplinären Wissens- und Technologietransfer zu regionalen Playern in der Industrie. Ein toller Erfolg für die TH Nürnberg!“
Der CNA e.V. Sonderpreis
Der CNA e. V. zeichnet jährlich Unternehmen, Projekte oder Dienstleistungen für unternehmerische oder wissenschaftliche Leistungen aus, die einen besonderen Beitrag zu nachhaltigen Wirtschaftswachstum, zur Sicherung von Arbeitsplätzen sowie zum Erhalt der Wettbewerbsfähig der bayerischen Wirtschaft leisten.
Weitere Informationen finden Sie in unseren Mitteilungen und Videos zur autonom fahrenden Rangierlok: https://www.th-nuernberg.de/news/th-nuernberg-zeigt-in-einer-mac/
https://www.youtube.com/watch?v=-LV8ziEcBSY
Weitere Informationen zum Institut für Fahrzeugtechnik der TH Nürnberg (IFZN):
https://www.th-nuernberg.de/einrichtungen-gesamt/in-institute/institut-fuer-fahr...
Weitere Informationen zum Forschungsbereich AutonOHM:
https://www.th-nuernberg.de/fakultaeten/efi/forschung/forschungsaktive-labore/mo...
Hinweis für Redaktionen: Kontakt: Hochschulkommunikation, Tel. 0911/5880-4101, E-Mail: presse@th-nuernberg.de
Staatsministerin Ilse Aigner mit den Preisträgern
Lucas Brisco
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Criteria of this press release:
Business and commerce, Journalists, Scientists and scholars
Electrical engineering, Information technology, Mechanical engineering, Traffic / transport
transregional, national
Contests / awards, Transfer of Science or Research
German
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