Mit Innovationen mehr Güterverkehr auf die Schiene

Vorstellung des CargoMovers von Siemens TS im Prüfcenter Wegberg-Wildenrath

Wie lässt sich mehr Güterverkehr von der Straße auf die Schiene verlagern? Ausgehend von der Erkenntnis, dass sich der Güterverkehr auf der Schiene nur mit neuen Automatisierungslösungen noch wettbewerbsfähiger betreiben lässt, liefert Siemens TS mit dem CargoMover einen innovativen Beitrag zur Lösung dieses Problems. Ausgerüstet mit einer intelligenten Sensorik zur Fahrweg- und Hinderniserkennung und über Mobilfunk gesteuert von einer Betriebsleitzentrale, gleicht der fahrerlose CargoMover einem vollautomatischen Lkw auf Schienen, der vor allem im Regionalverkehr zur flexiblen Abwicklung individueller Transportaufträge geeignet ist. Der CargoMover eröffnet damit dem Schienengüterverkehr neue Perspektiven.

„Der CargoMover verbindet das Beste zweier Transport-Welten“, sagte Hans M. Schabert, Bereichsvorstand von Siemens TS anlässlich der Präsentation des Erprobungsträgers im Siemens-Prüfcenter in Wegberg-Wildenrath (PCW) am 18. Dezember 2002. „Er hat die großen Pluspunkte der Schiene: Er ist umweltfreundlich, energiesparend und trägt zur Entlastung des Straßenverkehrs bei. Der CargoMover ermöglicht aber auch einen individuellen, flexiblen und kurzfristigen Transport bis zum Gleisanschluss des Empfängers,“ so Schabert weiter. Zusammen mit TS-Bereichsvorstand Friedrich Smaxwil stellte er den CargoMover erstmals live und in Aktion Fach- und Wirtschaftsjournalisten aus dem In- und Ausland vor.

Individualverkehr auf der Schiene könnte dank intelligenter Bahnautomatisierungs- und Kommunikationslösungen von Siemens TS bald Realität sein. Der Einsatzbereich des CargoMovers, konzipiert für den Regionalverkehr und Distanzen bis 150 Kilometer, ist weit gespannt: Er kann autonom und direkt von einem Gleisanschluss zum anderen fahren, kann sich in Werks- und Hafenverkehre integrieren, Rangierfahrten vornehmen, mit anderen CargoMovern kombiniert werden, Zubringerfunktionen zu Container- und KV-Terminals (Kombinierter Verkehr) wahrnehmen, im Ringverkehr oder als Zubringer für Ganzzüge im nationalen oder internationalen Fernverkehr oder im Shuttle-Verkehr für die Just-in-time-Belieferung eingesetzt werden. Bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 70 km/h und vergleichbarem Dieselantrieb wäre der Energieverbrauch mit dem CargoMover unter anderem wegen des geringeren Rollwiderstands etwa 30 Prozent günstiger als beim Lkw.

Automatisches Fahren ohne Zugführer ist bei U-Bahnen jetzt schon möglich. Das Neue am CargoMover ist aber zum einen, dass er den Gütertransport automatisch abwickelt. Zum anderen kann er in offenen Schienennetzen die Lücken im Fahrplan des Regelverkehrs nutzen und anhand einer intelligenten Betriebsleittechnik seine unter Umständen wechselnden Ziel-Bahnhöfe bzw. Gleisanschlüsse finden. Die am CargoMover eingesetzte Sensorik für Hindernis- und Fahrwegerkennung ermöglicht einen sicheren und fahrerlosen Betrieb.

Fünf Radarsensoren ermitteln Entfernungen von Objekten und Relativgeschwindigkeiten, etwa zu anderen Zügen und sind unabhängig von Tageslicht und Witterung. Eine Video-Kamera für die Gleiserkennung liefert Schwarzweiß-Bilder im Format 768 x 576 Pixel. Aus den extrahierten Videodaten und den Informationen des geschwenkten Laserscanners wird das Lichtraumprofil aufgebaut. Ein zweiter Laserscanner tastet eine Ebene in 50 Zentimetern Höhe vor dem Fahrzeug ab und ermöglicht eine schnelle Reaktion auf Hindernisse, die sich im Gleisbereich befinden. Die Informationen der drei Sensorsysteme werden in einem Datenfusionsrechner zusammengefasst und liefern die Signale für die Fahrzeugsteuerung.

Durch diese Konfiguration kann das Fahrzeug bis zu einer Geschwindigkeit von 30 km/h Hindernisse selbständig erkennen und rechtzeitig – in der Regel sieben Meter vor dem Hindernis – anhalten. Das gewährleistet einen stets sicheren fahrerlosen Rangierbetrieb.

Im Normalbetrieb bei 80 km/h ist der CargoMover, wie jeder andere Zug auch, von der Betriebszentrale abhängig. „Um einen automatischen Betrieb des CargoMovers zu ermöglichen, wurde die Teststrecke in Wegberg-Wildenrath auf den neuesten Stand der Bahnautomatisierungstechnik gebracht“, erläuterte Friedrich Smaxwil, im TS-Bereichsvorstand zuständig für Bahnautomatisierung. „Sämtliche Weichen und Gleissperren auf dem Testring und den anderen Testgleisen für den CargoMover werden über ein elektronisches Stellwerk (ESTW) gesteuert. Das ESTW wiederum ist an eine Betriebszentrale angebunden, in der die gesamte Prozesssteuerung erfolgt.“

Durch die Stellwerkstechnik und die Ausrüstung der Strecke mit Eurobalisen S21 (Festdatenbalisen) sowie die flächendeckende GSM-R Infrastruktur (Global System for Mobile Communications – Railways) wurde im PCW die Grundlage für die erste geschlossene Teststrecke für das europäische Zugbeeinflussungssystem ETCS Level 2 geschaffen. Für den CargoMover heißt das: keine optische Signalisierung, sondern direkte Kommunikation mit der Betriebsleitzentrale über GSM-R, Positionsbestimmung über GSM-R und Synchronisierung mittels Balisen.

Die Testphase hat den Nachweis erbracht, dass der CargoMover im Zusammenspiel aus bordeigenen Systemen und moderner Zugbeeinflussungstechnik (auf ETCS basierende Komponenten) sicheren fahrerlosen Güterverkehr im Einzelwagenbetrieb gewährleisten kann.

Dabei vergingen vom Start der Forschungen bis zum fertigen Demonstrationsfahrzeug weniger als zwei Jahre. Der CargoMover steht somit auch für die Einbindung von Siemens TS in das „Siemens Network of Innovation“, die effiziente Zusammenarbeit mit internen und externen Partnern bei der Realisierung von Innovationen: Beteiligt waren unter anderem das Institut für Schienenfahrzeugtechnik der RWTH Aachen für die Mechanik des Fahrzeugs, die Universität Braunschweig für die Rechentechnik, verschiedene Abteilungen von Siemens TS in Braunschweig und Erlangen für die Systeme der Zugsicherung, der Bremsen und Stellwerke, der Siemens-Bereich Information and Communication Mobile für das digitale Mobilfunknetz GSM-R und Siemens Corporate Technology in München für die gesamte Sensorik.
Bilder vom Cargo Mover finden Sie im Internet: http://www.siemens.com/ts-bilder/03-007

Der Siemens-Bereich Transportation Systems (TS) zählt zu den international führenden Anbietern der Bahnindustrie. Als Gesamtanbieter und Systemintegrator vereint TS heute in seinen Segmenten Automation & Power, Rolling Stock, Turnkey Systems und Integrated Services sämtliche Kompetenzen von Betriebsführungssystemen über die Bahnstromversorgung bis hin zu Fahrzeugen für den Nah-, Regional- und Fernverkehr sowie umfassende Erfahrungen im Projektmanagement und zukunftsorientierte Servicekonzepte. Im Geschäftsjahr 2002 (30. September) erzielte TS mit weltweit rund 17.100 Mitarbeitern einen Umsatz von 4,4 Mrd. EUR.