Satellitennavigation revolutioniert den Schienenverkehr

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Digitalisierung des Schienenverkehrs schreitet mit großen Schritten voran, und ein entscheidender Faktor dabei ist die präzise Lokalisierung von Zügen. Das EU-Projekt RailGap, an dem das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) maßgeblich beteiligt ist, untersucht die Nutzung von Satellitennavigation zur Verbesserung der Zugsteuerung und des automatisierten Fahrens.

Die präzise Bestimmung der Position von Zügen ist eine wesentliche Voraussetzung für die Digitalisierung des Schienenverkehrs. Diese Genauigkeit ermöglicht es, die Kapazität und Effizienz des bestehenden Netzes erheblich zu steigern. Besonders im Fokus steht dabei das europäische Zugsteuerungssystem ETCS, das auf eine exakte Lokalisierung angewiesen ist, um den Bahnverkehr intelligent zu managen.

Im Rahmen des EU-Projekts RailGap haben europäische Forschungseinrichtungen und Unternehmen, darunter das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), intensiv daran gearbeitet, die Möglichkeiten der Satellitennavigation für den Schienenverkehr zu erforschen. Die Wissenschaftler des DLR-Instituts für Kommunikation und Navigation in Oberpfaffenhofen haben die Qualität der empfangenen Satellitensignale untersucht, um deren Zuverlässigkeit und Sicherheit für den Bahnverkehr zu gewährleisten.

Ein zentrales Problem bei der Nutzung von Satellitennavigation im Schienenverkehr ist die Empfangsumgebung. Bahnstrecken verlaufen oft durch Wälder, Städte oder Tunnel, was die Signale stören kann. Diese Mehrwegeausbreitung, bei der Signale an Gebäuden oder Bäumen reflektiert werden, stellt eine Herausforderung dar, da sie die Genauigkeit der Positionsbestimmung beeinträchtigen kann.

Um diese Herausforderungen zu meistern, hat das DLR-Team Methoden entwickelt, um die Mehrwegeausbreitung zu modellieren und die entstehenden Fehler bei der Positionsbestimmung zu ermitteln. Diese Modellierungen helfen festzustellen, wo Satellitennavigation ausreichend genaue Ergebnisse liefert und wo zusätzliche Lokalisierungsmethoden erforderlich sind.

Ein weiterer Ansatz zur Überbrückung von Signalverlusten, beispielsweise in Tunneln, ist der Einsatz von Inertialsensoren. Diese Sensoren messen Beschleunigung und Drehrate und ermöglichen so die Berechnung der relativen Position und Richtung eines Zuges. Im RailGap-Projekt wurden kommerziell erhältliche Sensoren und Empfänger kombiniert, um ein robustes Multisensor-System zu entwickeln, das eine hochgenaue Bestimmung von Lage, Position und Geschwindigkeit eines Zuges ermöglicht.

Die Ergebnisse des Projekts sind vielversprechend. Der entwickelte Prototyp zeigte in der Praxis, dass eine horizontale Genauigkeit von unter einem Meter erreicht werden kann. Diese Präzision ist entscheidend für den Aufbau digitaler Karten im Bahnbereich, die alle Systeme in einem digitalisierten Bahnbetrieb nutzen können.

Die Forschungsergebnisse des RailGap-Projekts unterstützen nicht nur die technische Weiterentwicklung, sondern auch die Arbeit von Standardisierungsgremien. Die gewonnenen Erkenntnisse über die Bestimmbarkeit von Positionsdaten und die auftretenden Fehlertoleranzen tragen dazu bei, die Qualität und Standards der digitalen Infrastruktur im Schienenverkehr zu definieren.

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