Intelligente Verfahren für Sicherheit im Schienenverkehr

Next Generation Train

Ein zentrales Ziel der Forschungsarbeiten zu „Safe and Robust Communications and Localization for Next Generation Trains“ ist es, mehr Passagier- und Güterverkehr auf die Schiene zu bringen und damit einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung des Verkehrs beizutragen. Wir erforschen Schlüsseltechnologien, die den Schienenverkehr autonomer werden lassen und eine flexiblere Zusammensetzung von Zügen ermöglicht, um damit Streckenkapazitäten zu optimieren und den Fahrgastkomfort durch weniger Umsteigen zu erhöhen. Gemeinsam mit Kooperationspartnern planen und entwickeln wir federführend die notwendigen Kommunikations- und Lokalisierungsverfahren, um solche neuen Lösungsansätze zu ermöglichen und in realen Umgebungen zu testen.

Eine dieser Schlüsseltechnologien ist das automatisch gesteuerte und virtuelle Kuppeln von Zügen - auch als „dynamisches Flügeln“ oder Platooning von Zügen bezeichnet. Dabei sind Züge nicht mehr mechanisch und elektrisch, sondern über eine drahtlose Datenübertragung miteinander verbunden. Teilzüge mit unterschiedlichen Routen können damit zu einem Zug gekuppelt und während der Fahrt auf freier Strecke an andere Züge übergeben werden. So kann die Nutzung des Schienennetzes durch eine dichtere Zugfolge zusätzlich gesteigert werden. Eine zuverlässige drahtlose Datenübertragung sowie eine hochverfügbare und genaue Zuglokalisierung sind dabei grundlegende Voraussetzungen für das dynamisches Flügeln.

Züge verkehren auf eindimensionalen Gleisen. Auf den Hauptstrecken sorgen kostspielige Installationen dafür, dass sich keine zwei Züge im gleichen Gleisabschnitt befinden. Auf Nebenstrecken ist das nicht der Fall, was fatalerweise immer wieder zu Kollisionen führt. Das Institut hat deshalb das „Railway Collision Avoidance System“ (RCAS) entwickelt, das auf Satellitenortung und Funk beruht und damit ohne kostspielige Infrastruktur auskommt.

Darüber hinaus wurden wichtige infrastrukturlose Technologien zur Lokalisierung von Zügen, insbesondere in Tunneln, wo es keine Signale der Satellitennavigation gibt, entwickelt. Sie können auch zur Lokalisierung von Zügen auf viel befahrenen Hauptstrecken eingesetzt werden.

Projekte aus dem Themenbereich

14. August 2025

DLR testet System für virtuelles Kuppeln in der Praxis

Die weitere Automatisierung des Zugbetriebs ist eine Möglichkeit, um auf dem bestehenden Bahnnetz mehr Personen und Güter zu transportieren. Eine wichtige Schlüsseltechnologie dafür ist das virtuelle Kuppeln von Zugteilen und Zugverbänden. Im Projekt R2DATO hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt dafür ein neuartiges Funksystem entwickelt und auf einem abgesperrten Bahngelände erfolgreich getestet.

Positionsbestimmung von Zügen mittels Magnetfeld

IMPACT

Im Projekt „IMPACT“ (Intelligent Magnetic Positioning for Avoiding Collisions of Trains) wird ein System entwickelt, das bordautonom funktioniert und auch unter schwierigen Einsatzbedingungen eine gleisgenaue Positionsbestimmung ermöglicht. Dabei wird das lokale Magnetfeld zur Zuglokalisierung genutzt und künstliche Intelligenz eingesetzt.

Gesamtsystem zur Kollisionsvermeidung von Zügen

RCAS - Railway Collision Avoidance System

Über infrastrukturlose Zug-zu-Zug-Kommunikation werden Informationen wie beispielsweise über Position, Geschwindigkeit und geplante Streckenführung ausgetauscht. Das System bewertet die Situation und unterbreitet dem Fahrer bei kritischen Zuständen Lösungsvorschläge oder greift steuernd in das Bremsverhalten ein, so dass die Züge bei Kollisionsgefahr frühzeitig zum Stillstand kommen.