Problemstellung

Eine hochgenaue Lokalisierung von Schienenfahrzeugen ist essenziell für den sicheren und effektiven Zugverkehr vom morgen. Sie erlaubt eine effizientere Taktung und bildet die Grundlage für einen automatischen Zugbetrieb, etwa zum Einhalten der Haltegenauigkeiten. Hierfür fehlt es aber an zuverlässigen und wirtschaftlichen Lösungen, insbesondere für den Nahverkehr (S-, U-Bahnen). Derzeitige Systeme erfüllen die Anforderungen nur unzureichend, optische Systeme wie Kameras unterliegen Witterungs- und Umwelteinflüssen, und Satellitennavigation kann nicht in Bahnhöfen oder Tunneln eingesetzt werden. Eine mögliche Alternative ist die Positionsbestimmung anhand des magnetischen Untergrundprofils durch fahrzeugseitig montierte Magnetfeldsensorik. Zurzeit fehlen jedoch Langzeitanalysen zur Evaluierung der Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Verfügbarkeit solcher Verfahren.

Projektziel

Ziel dieser Machbarkeitsstudie ist die Erstellung einer Karte der magnetischen Untergrundsignatur eines Teilabschnitts des deutschen Schienennetzes, mit der die Genauigkeit und Zuverlässigkeit einer magnetischen Lokalisierung evaluiert werden kann. Dazu werden Streckendaten aus der mCloud mit magnetischen Messdaten kombiniert, um die magnetische Signatur des Schienennetzes mit örtlichen Koordinaten und der Position von Weichen oder Bahnübergängenzu verknüpfen.

Durchführung

Aufgrund der umfangreichen Datenbasis werden zu Beginn der Machbarkeitsstudie die vorhandenen Magnetfeld- und Satellitennavigationsdaten gesichtet, um eine repräsentative Selektion von Streckenabschnitten zu erhalten. Anschließend werden die Messdaten aufbereitet und in einer geeigneten Datenstruktur abgelegt. Aus der Kombination der Positionsinformationen und der magnetischen Messdaten soll dann eine magnetische Karte für eine repräsentative Auswahl an Strecken erstellt werden. Mithilfe dieser Streckenkarte sollen verschiedene Algorithmen zur Lokalisierung evaluiert werden. Durch Realtests werden die Verfahren iterativ verbessert und abschließend hinsichtlich Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit untersucht.

Verbundkoordinator	PhySens Rail GmbH, Braunschweig 19F1128A
Projektvolumen (zum Bewilligungszeitpunkt)	107.666,10 €, davon 79,4 % Förderung durch BMDV
Projektlaufzeit (zum Bewilligungszeitpunkt)	02/2023 – 01/2024
Projektpartner	Universität Hamburg, Fachbereich Mathematik, Hamburg 19F1128B
Ansprechpartner	PhySens Rail GmbH Henriette Struckmann Tel. +49-531-1805546 h.struckmann@physens.de