Mithilfe von Lidar-Sensoren kann ein Zug seine Umgebung „sehen“.

Bild: Ibeo

Pilotprojekt im Zugverkehr Lidar-Sensoren sollen S-Bahnen pünktlicher machen

16.12.2020

Die Deutsche Bahn will den Schienenverkehr mithilfe von Sensoren zuverlässiger gestalten. In einem Pilotprojekt wird die S-Bahn Hamburg hierzu mit Technologien verschiedener Industriepartner ausgerüstet. Unter anderem sollen Lidar-Sensoren dabei helfen, Züge in kürzeren Abständen fahren zu lassen.

Mit smarter Technik soll die Bahninfrastruktur in Deutschland robuster gegen Störungen werden. So investiert die Deutsche Bahn (DB) auf stark befahrenen Strecken unter anderem 15 Millionen Euro in intelligente Weichen, die dem Instandhaltungspersonal automatisch melden, wenn eine Störung bevorsteht.

Bei über 28.000 Weichen checken Sensoren bereits seit Mitte des Jahres durchgehend, ob deren elektrischer Antrieb reibungslos funktioniert. Rund 4.600 Defekte ließen sich damit laut der DB schon verhindern.

Auch ist ein Drittel der fernüberwachten Weichenheizungen an die bahneigene Diagnoseplattform Diana angeschlossen. Neu dabei ist, dass digitale Technik nun auch die Lage und das Material überwacht.

„Wir machen Tempo bei der Digitalen Schiene Deutschland und sorgen damit für mehr Kapazität im Netz“, sagt DB-Infrastrukturvorstand Ronald Pofalla. „Ein echtes Plus für unsere Kundinnen und Kunden sowie den gesamten Sektor. So sichern wir gemeinsam mit unseren Industriepartnern das Verkehrswachstum auf der klimafreundlichen Schiene.“

Umfeld per Lidar-Technologie wahrnehmen

Als eines der ersten Pilotprojekte ist bei der S-Bahn Hamburg in diesem Rahmen nun „Sensors4Rail“ gestartet. Gemeinsam mit Industriepartnern stattet die Deutsche Bahn hier ein Fahrzeug der Baureihe 472 mit digitaler Technik aus.

Zu den Industriepartnern zählt neben Unternehmen wie Bosch und Siemens auch die Firma Ibeo Automotive Systems. Sie stellt den neuen Real-Solid-State-Lidar-Sensor IbeoNext zur Verfügung, der es dem Fahrzeug erlaubt, sein Umfeld präzise wahrzunehmen.

Der Sensor basiert auf einer neuartigen Photonenlasermesstechnik und kommt vollkommen ohne bewegliche Teile aus. Er erzeugt ein zusätzliches Schwarz-Weiß-Bild, ähnlich dem einer Kamera. Ibeo hat ihn seriennah nach Automotive-Standards konstruiert.

Die Lidar-Technologie ermöglicht in der S-Bahn eine sogenannte landmarkenbasierte Lokalisierung. Somit können Züge in Zukunft enger hintereinander fahren. DB-Kunden sollen von einer deutlichen Kapazitätssteigerung profitieren, zusätzliche Installationen in der Schieneninfrastruktur sind nicht notwendig.

Die Umrüstung am Fahrzeug hat nun begonnen; erste Testfahrten sind für Anfang 2021 geplant.

Aufgabenverteilung im „Sensors4Rail“-Projekt

Das „Sensors4Rail“-Projekt hat zum Ziel, die Reisendenzahl auf der Schiene zu verdoppeln. Folgende Kooperationspartner arbeiten an dem Vorhaben mit:

  • Die DB ist verantwortlich für Projektmanagement, Fahrzeug-Engineering, Zulassung und Safety.

  • Siemens unterstützt bei der Fahrzeugintegration, verantwortet die Systemtests und die Lokalisierung der Zugfrontposition mittels einer modernen Odometrie-Einheit unter Einbindung von GNSS-Satellitenortung.

  • Für die Realisierung der Umfeldwahrnehmung sind Bosch (Radar, Infrarot-Long-Range-, -Mid-Range- und -Stereokamera) und Ibeo (Lidar-Sensoren) zuständig. Sie kümmern sich auch um die Lokalisierung der Zugfrontpositionen, indem die bei der Umfeldwahrnehmung detektierten Landmarken mit den in der HD-Karte hinterlegten Landmarken abgeglichen werden.

  • Die HD-Karte liefert der Online-Geodatendienst Here. Sie enthält Objekte im Streckenverlauf wie Gebäude, Brücken oder Bahnsteigkanten, die als Referenz dienen, um kontinuierlich den Ist- mit dem Soll-Zustand abzugleichen.

Vorstellung der Ergebnisse

Die Projektpartner wollen ihre Ergebnisse auf dem ITS-Weltkongress in Hamburg vom 11. bis 15. Oktober 2021 vorstellen. Geplant sind Live-Demonstrationen im und an einem umgebauten Zug im Rahmen von Sonderfahrten sowie die Übertragung der Fahrten auf Terminals in Bahnhöfen oder anderen zentralen Orten der Messe. Messebesucher sollen das Zusammenspiel der Sensorik so hautnah erleben können.

Bildergalerie

  • Eine Hamburger S-Bahn wird im Projekt „Sensors4Rail“ mit verschiedenen Technologien digitalisiert.

    Bild: Deutsche Bahn

  • Zu der verwendeten Sensorik zählt auch der Real-Solid-State-Lidar-Sensor IbeoNext.

    Bild: Ibeo

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