Zusammenarbeit

Modellierung von Stellwerken

Für die Integration von Fahrsimulatoren und Stellwerken bzw. Betriebszentralen werden simulationsfähige Modelle von Stellwerken benötigt. Die Stellwerklogik besteht im Prinzip aus diskreten Abläufen, Systemzuständen und Zustandsübergängen. Für die Beschreibung der Stellwerklogik eignen sich Petrinetze, welche 1962 vom deutschen Mathemaiker Carl Adam Petri entwickelt wurden. Die Firma IQST in Braunschweig verfügt über das elekronisches Instrument "Pi-Tool", mit welchem Petrinetze auf einfache Weise zu simulationsfähigen Modllen entwickelt in in den Programmiersprachen C++ und Java exportiert werden können. Dieses Pi-Tool darf freundlicherweise im DESM-Labor für die Entwicklung eines Standards für die Modellierung von Stellwerken benutzt werden. 

Neuer Simulator im Labor: ZUSI 3

Nach den Untersuchungen mit dem videobasierten Ansatz der Berner Fachhochschule Biel ist im Labor der neue Simulator ZUSI 3 in Betreib genommen worden. Erste Versuche werden mit dem Führerstand der Re 4/4'' durchgeführt, bevor der Simulator auch auf den Führerständen der RBe 4/4 und der Ae 6/6 zum Einsatz kommen soll. ZUSI 3 basiert auf einem 3D Geländemodell, welcher in der laufenden Forschungsarbeit eine wichtige Rolle spielt. Im Labor kann damit erstmals der gesamte Prozess von der Erhebung der Infrastrukturdaten über die Modellierung bis hin zur Anwendung der Simulatoren aufgezeigt werden. ZUSI 3 ist ein Simulationsprogramm für die professionelle Anwendung im Bahnbereich. Unsere Beiträge zu dieser Entwicklung bestehen aus der Integration der Stellwerklogik und der Anwendung von Schweizer Normen bei der Modellierung der Infrastruktur und des Betriebs.

Anwendung von Simulatoren

Die Hochschule für Angewandte Psychologie FHNW untersucht die Interaktionen zwischen Mensch und Maschine. Für die Untersuchung von komplexen Problemstellungen können oft nur Simulatoren eingesetzt werden, da der lineare oder mathematische Weg auf Grund vieler nicht messbarer Einflussfaktoren oft keine Ergebnisse liefert. Mehrere Studierende der Fachhochschule Nordwestschweiz nehmen sich Themen an den Schnittstellen Mensch - Maschine des Eisenbahnbetriebs an und nutzen für Ihre Diplomarbeiten die Simulatoren im DESM-Forschungslabor. So wurden im März und April 2013 intensive Versuchsfahrten mit freiwilligen Lokführern als Probanden durchgeführt. Damit sollen auch die möglichen Anwendungsbereiche von Eisenbahn-Simulatoren für die Forschung aufgezeigt und die entsprechenden Anforderungen an die Modellierung solcher Instrumente aufgezeigt werden. 

Datenerhebung mittels Photogrammetrie

Die Professur für Photogrammetrie und Fernerkundung der ETH Zürich hat im Sinne des vorliegenden Projekts ein Thema für eine Bachelor-, Master- oder Masterprojektarbeit ausgeschrieben. Dabei geht es um die Detektion von Eisenbahnsignalen in Videos. Als Grundlage für die Modellierung einer Strecke müssen alle relevanten Daten der Infrastruktur erfasst und georeferenziert werden. Oft ist die Aufbereitung vorhandener Daten für die Modellierung schwieriger als deren Neuerfassung. Dazu wird ein neuer Ansatz mit videobasierter Erfassung von Infrastrukturdaten untersucht. Bei diesem Verfahren wäre die automatische Detektion von Signalen von grossem Nutzen, indem aufwändige manuelle Arbeitsschritte automatisiert werden könnten. Die Modellierung der Signale und Sicherungsanlagen gemäss dem Ansatz der Berner Fachhochschule Biel BFH gestaltet sich ebenfalls aufwändig, indem die in den Videobildern aufgezeichneten Signale weitgehend manuell überdeckt werden müssen. Auch hier könnte die photogrammetrische Detektion von Signalen einen wertvollen Beitrag leisten. Eine entsprechende Bachelorarbeit zu diesem Thema wurde im ersten Semester 2013 erfolgreich durchgeführt. 

Dynamische Fahrsimulationen mit Video

Die Berner Fachhochschule Biel BFH, Abteilung Elektro- und Kommunikationstechnik, hat einen neuen Ansatz für dynamische Fahrsimulationen entwickelt, wobei die in Videos aufgenommenen Signale animiert werden können. Auf diese Weise ist es möglich, den betrieblichen Ablauf der geschwindigkeitsgesteuerten Videos gezielt zu beeinflussen. Die vorliegende Forschungsarbeit befasst sich mit einer Schnittstelle zu einer modellierten Stellwerklogik, um das Zusammenwirken von Fahr- und Stellwerksimulationen zu ermöglichen, was für die Untersuchung von Problemstellungen im Gesamtkontext der Betriebsführung notwendig ist. Die BFH stellt dabei ihren Simulator zur Verfügung, damit im Forschungslabor eine Schnittstelle zu den Stellwerken entwickelt werden kann. Ausserdem wird die Streckenmodellierung (Signale, Sicherungsanlagen) mittels Szenarien auf die verschiedenen Zeitepochen und die entsprechenden Stellwerktypen erweitert.

Technische Universität BraunschweigBÄR BahnsicherungROSAS - The Robust and Safe Systems Center FribourgBernapark