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Bahnsysteme

Die Forderung ist aktuell und unmissverständlich: Die Wettbewerbsfähigkeit des Verkehrsträgers Schiene muss erhöht werden. Ein wichtiger Schlüssel hierfür ist eine wirtschaftliche und leistungsfähige Leit- und Sicherungstechnik.

Wir entwickeln im Kontext der Bahnautomatisierung innovative Technologien, Methoden und Konzepte für das System Bahn. Seine betriebliche, technische und wirtschaftliche Optimierung ist das Ziel.

Unser Motto: Schienenverkehr sicher, effizient und wettbewerbsfähig gestalten, die europäische Harmonisierung vorantreiben.

Die Themen unserer Forschung und Entwicklung sind: Test und Validierung, Zukunftsfähiger Bahnbetrieb, Life Cycle Management (LCM), Sensoren – Daten – Algorithmen, Rail Human Factors sowie Sicherheit und Zulassung.

Hinzu kommen Großforschungsanlagen und Simulations-Labore mit Alleinstellung. Sie unterstützen die Arbeiten und ermöglichen eine experimentelle Validierung der Forschungsergebnisse: Railway Simulation and Testing (RailSiTe), Railway Simulation Environment for Train drivers and operators (RailSET), Railway Driving and Validation Environment (RailDriVe).

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Test und Validierung

In unserem akkreditierten Labor RailSiTe® testen wir Komponenten, Schnittstellen und betriebliche Szenarien. Aufgrund besonderer Sicherheitsanforderungen im Bahnbereich wird der Entwicklungsprozess für Leit- und Sicherungstechnik kontinuierlich durch einen parallel laufenden Testprozess begleitet. Dieser beginnt bei der Spezifikation, geht über die Ableitung von Testfällen und Testumgebungen und endet bei der Abnahme finaler Hardware und Systeme.

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Zukunftsfähiger Bahnbetrieb

Ein leistungs- und wettbewerbsfähiger Bahnverkehr ist unabdingbar, um umwelt- und wirtschaftspolitische Ziele zu erreichen. Um die hierfür notwendige Leistungsfähigkeit und Qualität sicherzustellen, müssen Infrastrukturen entsprechend des Bedarfs ausgebaut und Engpässe beseitigt werden. Die Umweltvorteile des Schienenverkehrs werden durch eine gesteigerte Energieeffizienz weiter ausgebaut. Dabei muss die Lärmbelastung der Anwohner – insbesondere durch den Güterverkehr – durch neue systemische Ansätze auf ein gesundheitlich unbedenkliches Maß begrenzt werden.

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Life Cycle Management Die Akteure des Schienenverkehrs erleben einen zunehmenden Wettbewerb zwischen den Verkehrsträgern und eine wachsende Relevanz von ökologischen Themen. Um sich in diesem unternehmerischen Umfeld langfristig behaupten zu können, verlangt es nach betriebswirtschaftlich nachhaltigen Entscheidungen. Vor diesem Hintergrund bearbeiten wir Fragen zum Lebenszyklusmanagement.
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Sensoren - Daten - Algorithmen

Die Ortung von Schienenfahrzeugen durch streckenseitige Einrichtungen wie z.B. Achszähler impliziert für gering ausgelastete Strecken häufig vergleichsweise hohe, fixe Kosten. Durch eine Verlagerung der Ortungsfunktionalität und der dafür notwendigen Technologie auf das Fahrzeug können diese Kosten auf regionalen Strecken gesenkt und der Betrieb wirtschaftlich gestaltet werden. Deshalb realisiert das DLR entsprechende Kundenanforderungen nach fahrzeugautarken, GNSS-basierten Ortungssystemen. Weitere vom DLR adressierte Anwendungen fahrzeugautarker Ortungssysteme beziehen sich auf die Fortschreibung der Zugbewegung zur Prognose des zukünftigen Fahrwegs sowie die georeferenzierte Angabe von Zustandsinformationen - sowohl der Infrastruktur als auch der Fahrzeuge. Solche Systeme zur Bereitstellung kombinierter Zustands-Ortungsinformationen können beispielsweise für eine verbesserte Instandhaltungsplanung und Logistik sowie zur Reiseinformation genutzt werden.

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Rail Human Factors

Um den Forschungsgegenstand der Bahnsysteme umfassend zu betrachten, ist es notwendig, den bisher stark technikgetriebenen Forschungsansatz mit dem wesentlichen Einflussfaktor Mensch zu vervollständigen. Hier setzt die interdisziplinäre Forschung des Instituts für Verkehrssystemtechnik an: Der Mensch steht als Teil des Gesamtsystems Bahn im Vordergrund. Egal, ob am Arbeitsplatz des Triebfahrzeugführers, des Fahrdienstleiters oder des Disponenten – bei uns werden innovative Konzepte der Mensch- Maschine-Interaktion im Bahnwesen unter Berücksichtigung des Menschen mit allen seinen Stärken und Schwächen erforscht.

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Sicherheit und Zulassung

Eine große Herausforderung in allen Bereichen des Gesamtsystems Bahn ist es, ein hohes Sicherheitsniveau bei möglichst geringem Aufwand für Hersteller, Betreiber und zulassende Behörde zu gewährleisten. Der Zulassungsprozess für Systeme der Leitund Sicherungstechnik und der Schienenfahrzeugtechnik ist sehr komplex. Alle Anforderungen europäischer Regelwerke müssen von den Akteuren umgesetzt werden. Die kontinuierliche Optimierung dieser Prozesse dient dem Erhalt und der Verbesserung des hohen Sicherheitsniveaus des Bahnsystems sowie der Senkung der Kosten des Zulassungsprozesses selbst.

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RailSiTe®: Railway Simulation and Testing

Das RailSiTe® ist das eisenbahntechnische Simulations- und Testlabor des DLR. Seit 2012 ist es nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005 für den funktionalen Konformitätstest von ETCS-Fahrzeuggeräten akkreditiert. Es ermöglicht detailgetreue technische und betriebliche Simulationen sowie Tests von Eisenbahnleit- und Sicherungssystemen. Das Labor ist dabei in der Lage, die komplette Kette des Systems Schienenverkehr funktional im Detail abzubilden. Und zwar gilt dies von der streckenseitigen Leit- und Sicherungstechnik, dem Stellwerk, über Streckeninfrastruktur und Luftschnittstelle zwischen Strecke und Zug bis hin zur Fahrzeugseite.

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RailSET: Railway Simulation Environment for Train drivers and operators

Im System Bahn interagieren Menschen als Triebfahrzeugführer, Fahrdienstleiter oder Disponenten mit verschiedenen technischen Schnittstellen – sowohl im Zug als auch in den Leitstellen. Die Effektivität, Effizienz und Zufriedenheit mit der die Mitarbeiter ihre Aufgaben verrichten, beeinflussen auf der einen Seite die Sicherheit und die Leistungsfähigkeit des Eisenbahnsystems, werden aber ihrerseits durch eine Vielzahl von Faktoren im Zusammenspiel Mensch – Maschine – Umwelt beeinflusst.

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RailDriVE®: Railway Driving and Validation Environment

Zum Test und zur Entwicklung von Systemen für eine kontinuierliche, schienenfahrzeugseitige Ortung hat das Institut für Verkehrssystemtechnik das Versuchs- und Messfahrzeug RailDriVE® aufgebaut. Dieses Zweiwegefahrzeug ermöglicht als LKW die Vorbereitung von Versuchen, bevor es als Schienenfahrzeug direkt auf der gewünschten Teststrecke eingesetzt wird.

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