BerDiBa - Berliner Digitaler Bahnbetrieb
Der Schlüssel zu einer nachhaltigen und umweltfreundlichen Mobilität ist die Digitalisierung des Schienenverkehrs. Mit BerDiBa ("Berliner Digitaler Bahnbetrieb") arbeitet das Fachgebiet MDT an einem innovativen Forschungsprojekt, das sich mit diesem Thema beschäftigt. Das Projekt umfasst 12 Projektpartner und wird durch das Innovationsförderprogramm ProFIT gefördert.
Schwerpunkt des Projekts ist die Erforschung und Erprobung von Technologien für das automatisierte Fahren auf der Schiene. Ein Hauptthema der autonomen Züge ist die Fähigkeit, ihren Gesundheitszustand und ebenso den Gesundheitszustand ihrer Umgebung zu überwachen. Darüber hinaus müssen diese Gesundheitszustände in der Zukunft vorhergesagt werden, um sichere und optimale Betriebsbedingungen zu gewährleisten.
Projektziel
Die Abteilung Elektronische Mess- und Diagnosetechnik arbeitet an mehreren Themen.
Gemeinsam mit unseren Projektpartnern haben wir einen Algorithmus zur Optimierung der Wartung entwickelt, um den Arbeitsplan zu verbessern. Unser Fachgebiet hat ein Multibody-Simulink-Modell für eine mechanische Zugtür entwickelt. In das Modell haben wir den Verschleiß verschiedener mechanischer Komponenten integriert. Mit diesem Verschleißmodell werden Türöffnungen simuliert und verschiedene Bahnhöfe, Strecken und Fahrgäste berücksichtigt. Diese Daten können dann verwendet werden, um den Ausfall der Türen so genau wie möglich vorherzusagen. Dies bietet unserem Projektpartner, dem Zuse-Institut Berlin, die Möglichkeit, die Instandhaltung und damit den Arbeitsplan zu optimieren.
Für die Simulation des Bahnbetriebs haben wir einen Szenensimulator entwickelt. Der Simulator bildet den mechanischen Zug, die Schiene und die Steuerung des Zuges nach. Dieser Simulator wurde als Simulink-Bibliothek entwickelt und ermöglicht die Zusammenstellung individueller Strecken. Die Streckenprofile können Kurven, Steigungen und Gefälle sowie beschädigte Abschnitte enthalten. Darüber hinaus können Weichen und Signale konfiguriert werden, um ein Schienennetz genau abzubilden.
Für den Betrieb des Zuges in der Simulation ist eine Steuerung erforderlich. Diese Regelung des Modells und damit die Anpassung der Sollgeschwindigkeit erfolgt über 2 PID-Regler für Motordrehzahl und Bremslast. Mit dieser Simulation können nun die Geschwindigkeits- und Beschleunigungsdaten des Zuges entlang der Strecke generiert werden. Noch wichtiger ist jedoch, dass sie zur Simulation verschiedener Kräfte verwendet werden kann.
Nächstes Jahr (2023) werden wir die 2. Phase des Projekts beginnen. Wir werden dann auch an neuen Themen im Forschungsbereich der Überwachung der Eisenbahninfrastruktur arbeiten.
Das erste Thema ist die Diagnose von Schwellenabsenkungen. Dazu sollen die Auswirkungen von Schwellenabsenkungen auf den Zug simulativ untersucht werden. Daraus sollen die Restnutzungsdauer und der Gesundheitszustand ermittelt werden. Dieses Belastungsmodell der Schiene soll dann auch in den Szenensimulator integriert werden und verschiedene Bahnhöfe, Strecken und Fahrgäste können simuliert werden.
Mitarbeitende
