Labor für Ortung - das RailDriVE^® des DLR

Kurzfassung

Einleitung und Motivation Die Einführung des neuen Europäischen Satelliten Navigationssystems Galileo wird gleichzeitig auch neue Einsatzmöglichkeiten von Satellitennavigation im Eisenbahnsektor mit sich bringen. Auf Grund erhöhter Genauigkeiten, verbesserter Zuverlässigkeit der Positionsinformation und gestiegener Signalverfügbarkeit wird Galileo immer wichtiger für eisenbahntechnische Anwendungen, insbesondere im Rahmen von sicherheitsrelevanten Anwendungen, wie die Positionsermittlung von Zügen für Gleisfreimeldeanlagen. Vor der Inbetriebnahme neuer Systeme ist ein Zertifikationsprozess zu durchlaufen. Im Rahmen dieses Prozesses muss sowohl das Gesamtsystem als auch jedes Einzelmodul daraufhin validiert werden, ob diese den Spezifikationen entsprechen. Die einfachste und schnellste Variante, einen solchen Validationsprozess zu ermöglichen, ist die Durchführung von Labortests, wie sie im Eisenbahnlabor des Institutes für Verkehrsführung und Fahr-zeugsteuerung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Braunschweig möglich sind. Das Eisenbahnlabor RailSiTe® Das Eisenbahnlabor RailSiTe® bietet die Möglichkeit, Gesamtsysteme, Teilsysteme und Einzelkomponenten der Eisenbahnleit- und Eisenbahnsicherungstechnik zu analysieren, zu testen und zu validieren. Hierbei liegt zurzeit der Schwerpunkt auf dem europäischen Leit- und Sicherungssystem ETCS. Neue oder geänderte Konzepte, sowohl technische als auch betriebliche, können auf deren Auswirkung auf einen optimierten Betrieb oder eine Steigerung der Betriebssicherheit hin untersucht werden. Die Testumgebung des RailSiTe^® kann leicht modifiziert werden, um hier auch den Test und die Validation von Ortungssystemen und -anwendungen durchführen zu können. Dies beinhaltet auch die Generierung von Positi-onsinformationen durch unterschiedliche Sensorik, wie z.B. ein GNSS . Allerdings können in einem solchen Laboraufbau ausschließlich statische Ortsinformationen oder simulativ erzeugte dynamische Daten verwendet werden. Für die Durchführung von realistischen Testbedingungen sind jedoch diese dynamischen Positionsinformationen zwingend erforderlich. Dies kann durch ein Testlabor, wie dem RailSiTe^® alleine nicht oder nur mit unvertretbar hohem Aufwand erreicht werden. Das Zwei-Wege-Fahrzeug RailDriVE^® Daher baut das Institut für Verkehrsführung und Fahrzeugsteuerung im Laufe dieses Jahres ein Zwei-Wege-Fahrzeug – RailDriVE^® genannt – auf. Ausgerüstet mit diversen Ortungssensoriken, wie GNSS-Empfänger, Radar-Sensor, Inertialplattform und weiteren Sensoren, werden mit dem Fahrzeug Tests und Evaluationsuntersu-chungen unterschiedlicher Sensorkombinationen durchgeführt. Kombination von RailSiTe^® und RailDriVE^® Diese beiden Laborumgebungen – das RailSiTe^® auf der einen und das RailDriVE^® auf der anderen Seite – können gekoppelt werden, um so Ortungssystemtests in einer statischen Laborumgebung mit dynamischen Orts-informationen durchzuführen. Im RailSiTe^® wird die zu testende Anwendung implementiert und zuvor entwickelte und erstellte Testsequenzen werden durchlaufen. Diese Testsequenzen sind auf den jeweils zu untersuchenden Anwendungsfall angepasst. Das RailDriVE^® bewegt sich auf einer realen Strecke, die zur Erprobung der im RailSiTe^® implementierten Anwendung herangezogen werden soll, und ermittelt dort kontinuierlich seine Position durch die im Fahrzeug befindlichen Ortungssensoren. Die gewonnenen Ortsinformationen werden per Funk an das RailSiTe^® in Braunschweig übermittelt. Dort ist die Strecke, auf der sich das RailDriVe^® gerade befindet, mit der vollständigen Infrastruktur, wie Gleisverlauf, Gradienten, Stellwerkstechnik, etc., virtuell hinterlegt. In Kombination mit den realen dynamischen Ortsinformationen und den virtuellen statischen Streckeninformationen kann nun der Durchlauf der Testsequenzen gewährleistet werden. Wenn im RailSiTe^® die vom RailDriVE^® empfangenen dynamischen Ortsinformationen entsprechend gespeichert werden, ist hier sogar eine Wiederholbarkeit der Tests möglich. Hierbei kann das Verhalten der zu testenden Anwendung mit geänderten Parametern, bzw. aufgetretene Fehler auf ihre Quelle hin untersucht werden. Zusammenfassung Durch die Kombination eines statischen Labors und einer beweglichen Laborplattform können Testbedingungen geschaffen werden, die auf der einen Seite die idealen Eigenschaften eines Labortests aufweisen und auf der anderen Seite mit realen Daten, die einer entsprechenden Dynamik unterliegen, an die tatsächlich auf der Strecke vorhandenen Gegebenheiten angepasst werden. Gleichzeitig ist eine Wiederholbarkeit der Untersuchungen jederzeit möglich, da die dynamischen Daten im statischen Labor gespeichert werden können.