Das Projekt „SmarTram“ von HÖRMANN Vehicle Engineering
Bei vermehrten Interaktionen mit anderen Verkehrsteilnehmern, wie auf der Straße oder bei Straßenbahnen, kommen die aktuellen Systeme meist an ihre Grenzen.
Das Projekt „SmarTram“ untersucht die Anforderungen an das Fahrzeug und den Betrieb mit dem Ziel, einen autonomen Fahrbetrieb im Straßenbahnnetz der Chemnitzer Verkehrs-AG zu ermöglichen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung und Weiterentwicklung von hybriden Systemen unter Einbeziehung von fahrzeug- und infrastrukturbasierten Sensoren.
HÖRMANN Vehicle Engineering (HVE) ist Konsortialführer in diesem Projekt und arbeitet dabei mit den Chemnitzer Verkehrsbetrieben (CVAG), der Industrieanlagen- Betriebsgesellschaft mbH (IABG) und der FusionSystems GmbH zusammen. Die Gesamtfahrzeugkompetenz von HVE wird durch das Know-how über sichere Kommunikation und Validierung der IABG sowie durch die Sensortechnik und Sensordatenfusion der FusionSystems erweitert. Die CVAG bringt ihre Expertise zum Straßenbahnbetrieb ein und ermöglicht mit einem Prototypfahrzeug die praktische Erprobung im Chemnitzer Streckennetz.
Dieses ambitionierte Vorhaben läuft von 2022 bis 2025 und wird als Verbundprojekt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.
Pilotprojekt zur autonomen Bahnsteuerung auf der Linie 5 der CVAG
Zu Beginn des Projekts mussten die umfangreichen betrieblichen Aufgaben des Fahrpersonals analysiert und für eine spätere autonome Realisierung konzeptionell betrachtet werden. Als Pilotstrecke wurde die Linie 5 der CVAG von Gablenz nach Hutholz ausgewählt, die zu einem großen Teil über einen eigenen Bahnkörper verfügt. Auf dieser Strecke erfolgte die Untersuchung des Betriebsablaufs und der Infrastruktur. Zur Verwendung im Fahrzeug wurden digitale Streckenkarten mit allen infrastrukturellen Besonderheiten erstellt. Dieses Infrastrukturmodell beschreibt die Fahrstrecke hinsichtlich Grenzwerte (Maximalgeschwindigkeit), Position von Weichen, Trennstellen, Lichtsignale usw. Es ist die Grundlage für die Ermittlung der Sollwerte für das Fahren und für die Umfelderkennung.
Die aus den Anforderungen entwickelte Systemarchitektur beschreibt die notwendigen Komponenten zur Umfelderkennung, zur Navigation und zur Fahrregelung sowie die sichere und performante Kommunikation zwischen diesen.
Als Pilotfahrzeug kommt eine Straßenbahn vom Typ „Tatra T3D-M“ (modernisiert 1994) zum Einsatz. Dieses Fahrzeug verfügt noch nicht über Bordcomputersysteme, und auch die Steuerung erfolgt rein elektromechanisch. Diese Technik ermöglichte es aber, ohne Änderungen am Fahrzeug auf die Fahrfunktionen zuzugreifen, ohne in die Sicherheitsmechanismen einzugreifen.
Wegweisende Fortschritte im automatisierten Straßenbahnbetrieb
Bereits 2024 war es den Ingenieuren möglich, einen automatisierten Betrieb im Betriebshof nach Vorgaben des Infrastrukturmodells praktisch nachzuweisen. Neben den Kriterien für energiesparendes und verschleißarmes Fahren spielt auch die Ergonomie eine wichtige Rolle. Sanftes Beschleunigen, Bremsen und Halten haben einen großen Einfluss auf das Sicherheitsempfinden des Fahrgastes.
Für die Systementwickler von HÖRMANN Vehicle Engineering stellt dieses Projekt die Verbindung von Fahrzeugtechnik und Betriebsabläufen dar. Aktuell erfolgt die Integration der Ergebnisse der Umfelderkennung von Hindernissen und Lichtsignalanlagen in die Steuerung des Fahrzeugs. Damit wird es möglich sein, auf Hindernisse und Halteereignisse sicher zu reagieren.
HÖRMANN Vehicle Engineering GmbH Autonom fahrende Straßenbahn »SmarTram« Engineering Das Projekt liefert wichtige Informationen darüber, welche Eigenschaften eine zukünftige autonome Straßenbahn aufweisen sollte. Zu diesem Zweck wurden die Erkenntnisse aus dem Projekt in einem Visionsfahrzeug dargestellt. Dabei fällt besonders die Kommunikation im Fahrzeug und außerhalb des Fahrzeugs ins Auge, um mit Fahrgästen, Passanten oder auch anderen Verkehrsteilnehmern zu kommunizieren. Der „Blickkontakt“ des Fahrers muss durch adäquate Technik ersetzt werden.
Ziel ist es, mit einer Straßenbahn im September 2025 auf einem ausgewählten Streckenabschnitt autonom zu fahren. Damit tritt das Projekt den Nachweis an, dass ein autonomer Straßenbahnbetrieb unter bestimmten Voraussetzungen möglich sein wird.
