Projekte

Projektbeschreibung

Der heutige Schienengüterverkehr in Europa, und hier insbesondere der Wagenladungsverkehr, leiden unter den komplizierten Kupplungs- und Verschubvorgängen, die ganz wesentlich von der technisch veralteten Schraubenkupplung geprägt sind. Derzeit laufen im Rahmen des Projektes DAC4EU, dem daran anschließenden „European DAC Delivery Program“ (EDDP) und dem „Europe’s Rail Joint Undertaking“ (ER-JU), insbesondere dessen Flagship Project 5 „TRANS4M-R“, sehr intensive Bemühungen, eine neuartige digitale automatische Kupplung (DAK) einzuführen. Die DAK soll einen Technologie- und Produktivitätsschub im Bereich des Schienengüterverkehrs, analog der Entwicklung Richtung Industrie 4.0 ermöglichen.

Für eine erfolgreiche Einführung der DAK braucht es aber auch noch viele ergänzende Untersuchungen, insbesondere im Bereich der Verschubprozesse. Das automatische Entkuppeln und die damit im Zusammenhang stehenden Prozesse, wie z.B. das Entlüften der Bremsen sowie die Bremsprobe nach dem Abrollen im Verschiebebahnhof müssen in Bezug auf eine Automatisierung untersucht werden.

Ziele

Das Projekt „Digital Automatic Coupling in Infrastructure Operations – DACIO“ hat sich daher folgende Ziele gesetzt:

• Untersuchung der Auswirkungen der DAK auf die Prozesse im Verschiebebahnhof und bei der Flächenbedienung bzw. des Fahrverschubs aus der Sicht des Infrastrukturbetreibers und Verschub-Dienstleisters
• Wissenschaftliche Begleitung des DAK-Testprogramms unter Berücksichtigung der Verschubprozesse im Bahnhof und in der Fläche.
• Suche von Lösungsansätzen für zusätzliche Automatisierungsschritte im Verschiebebahnhof und Entwicklung entsprechender Funktionsmuster bzw. Labordemonstratoren. Dazu zählen insbesondere das Entkuppeln am Rollberg und das Bremshandling, also das Entlüften und anschließend wieder Befüllen der Bremsluftbehälter, Durchführung der Bremsprobe sowie die Frage der Wagen- und Gleisabschlusssicherung.
• Suche von Lösungsansätzen für zusätzliche Automatisierungsschritte im Bereich der Wagen. Dazu zählen insbesondere die Einführung von für die Güterverkehr neuartigen Bremssystemen sowie eine wagenintegrierte Annäherungssensorik.
• Die Untersuchung der möglichen Auswirkungen der DAK-Einführung auf die Struktur und den Umfang der Verschubinfrastruktur, um die Effizienz und vor allem Effektivität im Schienengüterverkehr durch Redimensionierung nachhaltig steigern zu können.

Das Projekt DACIO soll einen wichtigen Beitrag zu den europäischen Projekten EDDP und TRANS4M-R liefern, gleichzeitig aber auf dessen Grundlagen auch konkrete Vorschläge für die Pilotierung weitergehender Automatisierungslösungen bereitstellen.

Projektkoordinator

ÖBB-Infrastruktur Aktiengesellschaft

Partner

Technische Universität Graz

ULBRICH Maschinenbau- und Export-Import Betriebs GmbH.

PJ Monitoring GmbH

m.ZERO OG

Fachhochschule St. Pölten Forschungs GmbH

FH OÖ Forschungs & Entwicklungs GmbH

AIT Austrian Institute of Technology GmbH

Fördergeber

Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie

www.bmk.gv.at

Projektbeschreibung

Das Ziel von Flagship Project 5 (FP5) TRANS4M-R ist es, den Schienengüterverkehr als Rückgrat einer emissionsarmen, widerstandsfähigen europäischen Logistikkette zu etablieren, die die Anforderungen der Endnutzer zur vollen Zufriedenheit erfüllt. Zwei Technologiecluster, 'Full Digital Freight Train Operation (FDFTO)' und 'Seamless Freight Operation', werden im Rahmen des TRANS4M-R Technologien entwickeln, validieren und demonstrieren, die einem integrierten, sektorübergreifenden Systemansatz entsprechen. Die Integration von Lösungen, die die Digitale Automatische Kupplung (DAK) ermöglicht, mit softwaredefinierten Systemen und digitalen Bahndiensten wird eine höhere Kapazität, einen höheren Durchsatz und einen schnelleren Transport gewährleisten. Es wird die grenzüberschreitende Koordinierung und Zusammenarbeit zwischen den Betreibern der Schieneninfrastruktur stärken und ein optimiertes Schienennetzmanagement ermöglichen. Die nahtlosen, integrierten, interoperablen, validierten und EU-weit zugelassenen Lösungen von TRANS4M-R zielen darauf ab, einen einheitlichen EU-Rahmen für Schienengüterverkehrstechnologie mit streng verwalteten Schnittstellen für eine effektive Systemintegration und einen nahtlosen Betrieb über Grenzen, Akteure und Verkehrsträger hinweg zu schaffen. Diese Ziele bilden die Grundlage, den Rahmen und die Motivation für das Projekt, das erhebliche Auswirkungen auf den Verkehrs- und Logistiksektor der EU haben wird.

Das FP5-Projekt TRANS4M-R innerhalb des Programms „Horizon Europe“ bringt 71 Partner aus dem gesamten europäischen Eisenbahnsektor zusammen, darunter Endnutzer, Industriepartner, Eisenbahnunternehmen, Betreiber, Waggonhalter, KMU und Hochschulen. Das Projekt wird die Verpflichtung des Schienengüterverkehrssektors unterstützen, den Anteil des Modal Split bis 2030 auf 50 % zu erhöhen, die Kausalität zwischen dem Wirtschaftswachstum in Europa und der Umweltverschmutzung aufzuheben und positive Auswirkungen auf die Lebensqualität der europäischen Bürger zu haben.

Das Projekt ist finanziert durch das HORIZON-ER-JU-2022-01 der Europäischen Union.

Projektbeschreibung

Das österreichische Mobilitätssystem steht vor komplexen Herausforderungen: steigende Verkehrsleistungen und Emissionen, gesellschaftlich relevanten Trends wie der demographische Wandel und die Pluralisierung von Lebensstilen. Zudem existieren zahlreiche Barrieren (z.B. ungünstige Preisbildungsmechanismen, monopolartige Marktstrukturen, fehlendes Vertrauen zwischen den AkteurInnen oder mangelnde intersektorale Verschränkung von Politikbereichen) die der erwünschten Integration von innovativen Mobilitätsangeboten auf Systemebene sehr oft im Wege stehen.

Integrative Gesamtlösungen im Bereich Mobilität können entscheidend zu Erreichung gesellschaftlicher, ökologischer und wirtschaftlicher Ziele beitragen. ULTIMOB verfolgt einen umfassenden, offenen und innovativen Ansatz in einer breiten Konsortialzusammensetzung, die die Struktur des österreichischen Mobilitätssystems sehr gut widerspiegelt. Damit ermöglicht ULTIMOB, dass im Projekt entwickelte Lösungen unmittelbar ins gesamte Mobilitätsystem diffundieren und damit eine große Hebelwirkung i.S. einer verkehrlichen Wirksamkeit erreicht wird.

ULTIMOB wird damit die Nutzbarkeit des Verkehrssystems steigern, nachhaltiges Mobilitätsverhalten (ressourceneffizient und gesundheitsfördernd) incentivieren und die Rahmenbedingungen für neue Entwicklungen verbessern. Damit wird die Wettbewerbsfähigkeit des Verkehrssektors (und anderer Sektoren) gestärkt und eine langfristige Wachstumsperspektive für Technologien, Produkte, Verfahren und Dienstleistungen im Mobilitätsbereich geschaffen.

Ziele

Das erste übergeordnete Ziel ist das Erreichen von (über das begleitende Wirkungsmonitoring) messbaren, verkehrlichen Wirkungen bereits in der Projektlaufzeit von ULTIMOB. Dazu werden in den vier Pilotregionen bislang fehlende Mobilitätslösungen mit hohem Innovationsgehalt in einem Bottom-Up-Ansatz pilothaft umgesetzt, begleitet von einer großflächig sichtbaren Verbreitung über einen umfassenden Follower-Prozess (>20 Gemeinden in der Kerngruppe, >1.000 Gemeinden in der Erweiterungsgruppe).

Das zweite übergeordnete Ziel ist die Überwindung von Umsetzungsbarrieren im Spannungsfeld zwischen Technologie, NutzerInnenverhalten und Governance. Dazu wird in ULTIMOB in einem transdisziplinären Ansatz ein praxisrelevantes Toolset entwickelt, mit dem Lösungswege in allen Bereichen des Mobilitätssystems aufgezeigt werden (TNG-Leitprozess).

Das dritte übergeordnete Ziel von ULTIMOB besteht daher darin, im kontinuierlichen Austausch (Systemlernen) mit der Initiative ‚MaaS made in Austria‘ einen wesentlichen Beitrag zu leisten, das Thema ‚MaaS‘ in Österreich nachhaltig und im Sinne eines gesellschaftlichen Mehrwerts zu positionieren. Als projektspezifisches Instrument und in optimaler Ergänzung zu dem „MaaS made in Austria“-Prozess wird dazu in ULTIMOB die „Experimentier- und Lernplattform MaaS“ (ELM) als neutrale, offene und diskriminierungsfreie Testumgebung konzipiert, aufgebaut und betrieben bzw. die daraus gewonnenen Lernerfahrungen sowie spezifische Anforderungen aus den Regionen in den ‚MaaS made in Austria‘-Prozess zurückgespielt.

Ein weiteres wichtiges Ziel von ULTIMOB ist es, anhand von vier Pilotregionen in Österreich spezielle Mobilitätsangebote für touristische Verkehre (Ötztal) und Pendlerverkehre in verschiedenen Regionen (z.B. Graz – Feldkirchen und Tullnerfeld) zu entwickeln.

Projektkoordinator

tbw research GesmbH

Partner

Universität Innsbruck

FH OÖ Forschungs- & Entwicklungs GmbH

Technische Universität Graz

Technische Universität Wien

Wirtschaftsuniversität Wien

Universität für Bodenkultur Wien

Marktgemeinde Feldkirchen bei Graz

SDC Smart Digital Concepts GmbH

ummadum Service GmbH

Nikolaus Schinagl Bakk.

netwiss OG

Salzburger Verkehrsverbund Gesellschaft m.b.H.

Ötztaler Verkehrsgesellschaft m.b.H.

Klimabündnis Österreich gemeinnützige Förderungs- und Beratungsgesellschaft mbH

Verkehrsverbund Tirol GesmbH.

Research Studios Austria Forschungsgesellschaft mbH

PLANUM Fallast & Partner GmbH

Fördergeber

Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie

www.bmk.gv.at

Beschreibung und Projektziele:

Das Projekt autoSHUNTING soll einen Beitrag für den Verschub der Zukunft leisten, um damit die Attraktivität des Schienengüterverkehrs zu erhöhen.

Im Rahmen des Projektes sollen insbesondere für zwei Szenarien automatisierte Lösungen erarbeitet werden. Die wichtigsten Projektziele sind (1) Demonstrator für autonomes Abdrücken und Zurückfahren am Rollberg eines Verschiebebahnhofs, (2) Demonstrator für automatisierte Verschubbewegungen und (3) Definition von Prozessen und deren Simulation für automatisierte Verschubbewegungen.

Zur Umsetzung der Demonstratoren soll eine Verschublok prototypisch ausgestattet werden, um eine automatisierte Abwicklung von Verschubfahrten testen zu können.

Um die Möglichkeit zu schaffen, den automatisierten Betrieb ohne digitalen Streckenatlas abwickeln zu können, wird eine Gleiserkennung implementiert.

Testfahrzeug mit Sensorik

Ein Teilschwerpunkt im Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung und dem Aufbau und Umbau eines Testfahrzeuges. Als Testfahrzeug wurde ein Turmwagen Baureihe X534 ausgewählt. Zusätzlich wird intensiv an einer Evaluierung einer innovativen Fahrzeugumfeldsensorik, mit dem Ziel der signifikanten Erhöhung der Zuverlässigkeit der Hinderniserkennung gearbeitet.

Es wurden zwei Varianten erarbeiten, die es ermöglichen mittels Sensorik im Feld autonom zu fahren. Die Varianten unterscheiden sich in der Ausstattung der Sensorik, die am Fahrzeug installiert wird.

Hinderniserkennung

Um von Sensorrohdaten auf eine zuverlässige Kollisionsanalyse zu kommen, wird auf das Softwarekonzept des Vorgängerprojektes autoBAHN2020 aufgebaut. Dabei detektiert jeder Sensor unabhängig vom Gesamtsystem Hindernisse auf der Strecke. Eine eigens entwickelte Multi-Sensor / Multi Objekt Fusion führt diese Informationen zusammen und erlaubt zudem ein Tracking einzelner Objekte über die Zeit. Wird ein Objekt von vielen Sensoren detektiert, steigt auch die Zuverlässigkeit der fusionierten Information.

Durch Tracking werden weitere Informationen wie Geschwindigkeit und zurückgelegte Wegstrecke ermittelt und es können Annahmen für das zukünftige Objektverhalten getroffen werden. In einem weiteren Schritt wird ein Wahrscheinlichkeitswert für eine mögliche Kollision zwischen Fahrzeug und Hindernis ermittelt um abschließend eine entsprechende Reaktion des Systems zu initiieren. Je nach Situation kann dies ein einfacher Warnton mit Zielbremsung oder Notbremsung sein.

Gleiserkennung

Zur autonomen Navigation wird in einem Arbeitspaket zum Projekt autoSHUNTING, die sensorbasierte Navigation und Orientierung am Gleis implementiert. Das Ziel ist es, ohne systeminterne Information über die Gleistopologie auszukommen. Die speziell entwickelte Gleisverfolgungssoftware ermöglicht somit die Detektion der Gleistopologie inklusive der Weichenstellung.

Partner

AIT Austrian Institute of Technology GmbH

Fachhochschule St.Pölten Forschungs GesmbH

ÖBB Infrastruktur AG

ÖBB Produktion GmbH

Rail Cargo Austria AG

Fördergeber

Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie

https://www.bmvit.gv.at/

Um die Energiedienstleistung „Transport von Personen mit Schienenfahrzeugen“ auf Nebenstrecken attraktiver und energieeffizienter zu machen, soll ein autoBAHN-System eine kurze Taktzeit von selbstfahrenden, autonomen, kleinen Triebwagen auf bestehenden, frei zugänglichen und einspurigen Regionalbahnstrecken ermöglichen. Ohne physische Absperrung der Gleise ist eine zuverlässig funktionierende, IT-basierte Hindernis- und Gefahrenerkennung für jedes Fahrzeug und eine Fahrzeug-Koordinationskomponente erforderlich.

Sensorik

Ein großer Teilbereich des Projektes beschäftigt sich mit der Entwicklung, dem Aufbau und der Evaluierung einer innovativen Fahrzeugumfeldsensorik, mit dem Ziel der signifikanten Erhöhung der Zuverlässigkeit der Hinderniserkennung.

Erreicht werden soll das durch Erforschung von kamerabasierten Methoden der 3D-Umfeldrekonstruktion, u.a. durch Verwendung neuartiger Nachtsicht IR-Stereovision-Sensorik, Verbesserungen der Sensorfusionsalgorithmen und Aufbau eines modularen Sensorframeworks bestehend aus mehreren unterschiedlichen Sensormodalitäten (Tageslichtkameras, IR-Kameras, Laserscanner, Radar, Ultraschall).

Hinderniserkennung

Weitere Zielsetzungen sind die Evaluierung des Hinderniserkennungssystems hinsichtlich variierender Umgebungsbedingungen (Licht- u. Wetterverhältnisse) und Ausstattung des Hinderniserkennungssystems mit der Fähigkeit Objekte zu klassifizieren und zu verfolgen damit Aussagen sowie Vorhersagen über das Objektverhalten gemacht werden können.

Fördergeber:
Klima- und Energiefonds

Die zur Verbindung von Eisenbahnwaggons verwendete Schraubenkupplung stammt bereits aus dem 19. Jahrhundert und wird trotz neuerer (automatischen) Alternativen, aufgrund der hohen Umrüstungskosten, in Europa bis heute verwendet. Daher müssen die Schraubenkupplungen am Verschiebebahnhof, bei jeder Witterung, von Hand aufgeschraubt (=Langmachen) und entkuppelt (Aushängen der Kupplung) werden. Dazu werden in einem ersten Schritt am stehenden Zug zuerst der Lösezug betätigt, die Absperrhähne geschlossen, die Bremsschläuche geöffnet, um anschließend die Kupplung aufzuschrauben. Nach dem Langmachen werden die Waggons über den Abrollberg gefahren. Dort erfolgt am fahrenden Zug (ca. 1.6 m/s) das Entkuppeln.

Diese schweren, mechanischen Tätigkeiten sollen in Zukunft mit Hilfe einer speziell angepassten Mechanik, unterstützt von einer entsprechenden hochqualitativen Sensorik, automatisiert werden.

Lösungskonzept Langmachen

Durch einen offenen Zahnkranz ist es möglich, den Mechanismus über die Kupplung zu stülpen. Der Zahnkranz wird in weiterer Folge in eine Drehbewegung versetzt, nimmt durch eine Schaufel den Kupplungsschwengel mit und schraubt so die Kupplung auf.

Lösungskonzept Entkuppeln

Basierend auf einem Scherenhub bzw. Kniehebelprinzip ist es möglich, mit 2 Zahnriemenantrieben, zuerst unterhalb der Schienenoberkante den Mechanismus auf Zuggeschwindigkeit zu beschleunigen und dann aufzurichten, bis die Kupplung aus dem Haken gehoben ist. Das Herausheben wird erst durch die charakteristische Form der Kontaktplatte möglich.

Sensorik

Für eine automatische Trennung der Wagen ist eine Vielzahl an unterschiedlichen Sensoren notwendig, die jeweils unterschiedliche Aufgaben, beziehungsweise verschiedene Stärken / Schwächen aufweisen und sich so im Gesamten hervorragend ergänzen. Eine fertige Lösung gibt es in diesem Anwendungsbereich nicht, wodurch eine ausgedehnte Recherche und Softwareentwicklung notwendig ist.

Ziel des Projekts ist die Minimierung der Anreisezeit zu Flügen durch die Verlagerung von Tätigkeiten, die am Flughafen notwendig sind, in den Zug. Vor allem Möglichkeiten für den Check-In Vorgang und die Gepäckabgabe im Zug sollen untersucht werden. Diese zeitintensiven Prozesse können dann für Passagiere am Flughafen entfallen und so die Übergangszeit von Zug auf Flug stark reduziert werden. Es wird ein technisch-logistisches Gesamtsystem für den Einsatz im Zug inklusive Schnittstelle zum Gepäcklogistiksystem des Flughafens konzipiert. Auch die Gepäckrückgabe nach Flugreisen im Zug soll betrachtet werden.

Insgesamt sollen so Zugverbindungen als Zubringerverkehre zu Flughäfen attraktiver gestaltet werden und als ökologische Alternative zu Kurzstreckenflügen als Hub-Zubringer dienen.

Als Umsetzungsbeispiel wird die Integration eins TerminalAufSchiene in ÖBB Railjet-Garnituren betrachtet, die als Zubringer über die Westachse direkt zum Flughafen Wien fahren. Parallel werden Konzepte entwickelt, die in neu konstruierte Zugwaggons integriert werden können, und so nicht an die gegebenen Rahmenbedingungen in Railjet-Garnituren gebunden sind. Das entwickelte TerminalAufSchiene System soll so auf unterschiedlichen Zugstrecken für die Anbindung an verschiedenste Flughäfen einsetzbar sein.

Fördergeber:
BMVIT / FFG

Programm:
TAKE OFF - Das österreichische FTI-Programm für Luftfahrt

Projektpartner:

• Flughafen Wien AG
• Austrian Airlines AG
• ÖBB Personenverkehr AG
• Siemens AG Österreich
• FH JOANNEUM Graz
• TU-Wien, Institut für Verkehrswissenschaften
• FH-St.Pölten Forschungs GesmbH
• Netwiss OG
• Promotion&co

Beschreibung:

CargoPV hat zum Ziel Maßnahmen zu konzipieren, welche es erlauben, das dichte Netz des öffentlichen Personenverkehrs, insbesondere des hochrangigen Schienenverkehrs, für den Transport von Kleingütern zu nutzen. Ökonomische und technische Chancen von Kleinguttransporten werden zusammengefasst und in Hinblick einer raschen Umsetzbarkeit bewertet.

Problemstellung:

Bedingt durch den zunehmenden Onlinehandel und durch die immer enger werdende Vernetzung der Geschäftswelt nehmen sowohl im privaten als auch im Business-Bereich die Transportbedürfnisse an Kleingütern zu. Eine wichtige Rolle spielen dabei im B2B-Bereich zeitnahe Transporte, oftmals auch über längere Distanzen. Beispiele dafür betreffen dringende Ersatzteil-Lieferungen, Vertragsoriginale, Warenmuster oder sonstige Eilsendungen. Da derzeit keine standardisierten hochfrequenten KEP-Services existieren, werden dringende Sendungen mit Einzelfahrten auf der Straße teuer und umweltbelastend durchgeführt.

Auch im privaten Bereich besteht eine Nachfrage nach Möglichkeiten des zeitnahen aber dennoch kostengünstigen Versands über längere Distanzen.

In Österreich sowie in weiten Teilen Europas gibt es ein dichtes Netz des öffentlichen Personenverkehrs. Insbesondere das System Bahn bietet einen regelmäßigen Verkehr sowie hohe Geschwindigkeiten über längere Distanzen, welches synergetisch für den Transport (zeitsensibler) Sendungen genutzt werden könnte. Im Vergleich zu früheren Jahren, als nahezu jeder Zug eigene Gepäck-/Paketwagen führte, gibt es heute an Bord der meisten Züge jedoch keine geeignete (räumliche und technische) Infrastruktur, welche den gesicherten Transport von Kleingütern erlaubt.

Ziel des Projektes CargoPV ist es, zu analysieren, ob und unter welchen Voraussetzungen das dichte Netz des öffentlichen Personenverkehrs, insbesondere des hochrangigen Schienenverkehrs, zum Transport von Kleingütern genutzt werden kann. Um die fehlende Infrastruktur in den Fahrzeugen zu kompensieren, werden drei mögliche Transportszenarien näher betrachtet:

1) Variable Nutzung allgemein zugänglicher Räume in Bahnhöfen und Mehrzweckabteile in den Waggons, beispielsweise durch andockbare Transportboxen.

2) Reisende als mögliche "PaketträgerInnen“ im Sinne von „Crowd Logistics“.

3) Eine Kombination der beiden Szenarien zur Erschließung flexibler Transportketten.

Fördergeber:
BMVIT / FFG

Programm:
Mobilität der Zukunft

Projektpartner:

• TU-Wien, Institut für Verkehrswissenschaften
• ÖBB Personenverkehrs AG
• Netwiss OG
• promotion&co