Die Neudefinition des Schienenverkehrs: Im EU-Innovationsprogramm „Horizon Europe“ (2021 bis 2027) gehört die Technologieinitiative „Europe’s Rail“ (EU-Rail) zu den tragenden Pfeilern. Sie unterstützt vielfältige Innovationen, um die Verlagerung von Verkehrsleistung von der Straße auf die Schiene zu beschleunigen. Die europäischen Big Player der Branche bündeln dazu ihr spezifisches Know-how.
Etwas über eine Milliarde Euro ist die Technologieinitiative schwer, 600 Millionen Euro steuert die Europäische Union (EU) bei, noch einmal fast den gleichen Betrag leisten die beteiligten Unternehmen. Zehn große Netzwerk- und Bahnbetreiber, 13 Hersteller inklusive Knorr-Bremse sowie zwei Forschungsgesellschaften entwickeln gemeinsam eine ganze Serie an digitalen und grünen Lösungen für die Schiene – von der Idee zum Demonstrator.
Während der Vorgänger „Shift2Rail“ den Fokus vor allem auf Entwicklungen am Schienenfahrzeug selbst, seinen Subsystemen und an der Infrastruktur gelegt hatte, konzentriert sich EU-Rail auf die Digitalisierung, Automatisierung und Vernetzung aller Schienenverkehrsebenen. An fünf der sechs Innovationscluster – dort genannt: Flagship Areas – ist Knorr-Bremse beteiligt.
KONTAKT
Hans-Christian Hilse
80809 München
Deutschland
Hans-Christian.Hilse@knorr-bremse.com
Als eines von 25 Gründungsmitgliedern der neuen Technologieinitiative Europe‘s Rail Joint Undertaking, leistet Knorr-Bremse einen proaktiven Beitrag zur Neudefinierung des Schienenverkehrs der Zukunft indem sich auf fünf Flagship Areas konzentriert wird: Autonomer Zugbetrieb, digitaler Güterverkehr, grüne nachhaltige Lösungen, Digitalisierung und Lebenszyklusmanagement.
Martin Ertl – Bereichsleiter Innovation der Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH
Von der Schiene auf die Straße: Knorr-Bremses Beteiligung in fünf Flagship-Areas
Um die Basis für neue Innovationen zu schaffen, werden sich die EU-Rail Gründungsmitglieder in verschiedenen Konstellationen über einen Open Call-Mechanismus zu Konsortien zusammenschließen und sich gemeinsam mit anderen Partnern in der EU auf die ausgeschriebenen Innovationsprojekte bewerben. Knorr-Bremse wird seine Ressourcen und Investitionen in fünf Flagship Areas konzentrieren.
Implementation des zukünftigen Europäischen Verkehrsmanagementsystems für den Schienenverkehr, um dadurch die Schiene als Rückgrat eines leistungsstarken und digital integriertem multimodalen Transportsystems zu etablieren.
Weiterentwicklung von ATO-Lösungen – wie unser Reproducible Braking Distance System – um dabei zu helfen, die Transportkapazität zu erhöhen (= Mehr Züge im bestehenden Schienennetzwerk).
Eine neue Generation von intelligenten und integrierten Asset Management Systemen stellt innovative Lösungen bereit, um die Lebenszykluskosten zu minimieren und gleichzeitig die Lebenszeit zu maximieren.
Weiter nachhaltig voranschreiten mit grünen Lösungen, die den ökologischen Fußabdruck reduzieren, z.B. durch die Entwicklung der EM-Bremse sowie umweltfreundlichen Klimasystem-Lösungen.
Ziel ist es, den Schienengüterverkehr wettbewerbsfähiger zu machen und einen nahtlosen Güterbetrieb zu gewährleisten, z.B. durch den digitalen Güterzug inklusive seiner digitalen automatischen Kupplung.
Flagship Projekt 1: Mobilitätsmanagement im multimodalen Umfeld und digitale Technologien, welche die Schlüssel zur Steigerung der Verkehrskapazität sind (MOTIONAL)
Eine vollständig digitalisierte und vernetzte Eisenbahn zeichnet sich durch eine komplexe Architektur aus, die zahlreiche heterogene und unternehmenskritische Systeme umfasst – die wiederum mit einer sehr großen Anzahl vernetzter Geräte und Sensoren interagiert. Einer derart vielschichtigeren Herausforderung begegnet EU-Rail mit einem Querschnittsprojekt. Die zentralen Stichworte dabei: Digitale Zwillinge, innovative Prozesse, interoperable Datennutzung sowie ein gemeinsames Datenmodell.
Knorr-Bremse engagiert sich für einen offenen Rail Dataspace zum sicheren und zukunftsfähigen „Sharing“ von Bahnbetriebsdaten unter immer mehr Teilnehmern. Das Konzept soll sämtlichen Akteuren des Eisenbahnsektors den digitalen Zugang zu einem gemeinsamen Datenraum-Ökosystem öffnen. Basieren soll der Federated Dataspace auf Datenbeziehungen zwischen vertrauenswürdigen Partnern, die durch ein System von Standards für sicheren und souveränen Datenaustausch sorgen.
Hier erfahren Sie mehr über das Flagship Projekt MOTIONAL.
Flagship Projekt 2: Die Eisenbahn von der digitalen Automatisierung bis zum autonomen Betrieb (R2DATO)
Bei der Automatic Train Operation (ATO) – zu Deutsch: der automatisierte Fahrbetrieb – übernimmt der Fahrzeugcomputer wesentliche Elemente der Zugsteuerung. Je nach Automatisierungsgrad beginnt die ATO bei der einfachen Geschwindigkeitskontrolle und endet bei der möglichen Fernsteuerung im komplett fahrerlosen Betrieb.
Die Erwartungen an die Lösungen aus dieser Flagship Area sind klar umrissen: Sie sollen dazu beitragen, die Kapazitäten auf der Schiene zu erhöhen. Zum einen, indem sie die Fixkosten pro Tonnen- oder Passagierkilometer senken – und so die Wettbewerbsposition der Schiene gegenüber dem Transport auf der Straße verbessern. Zum anderen, um auf bestehender Infrastruktur engere Zugtaktungen zu ermöglichen.
Im Rahmen des Clusters wird Knorr-Bremse seine Kräfte weiterhin auf die Entwicklung der Reproducible Braking Distance (RBD) lenken. Das Projekt zielt darauf ab, durch eine Kombination aus verschiedenen Technologien und Innovationen Varianz und Streuung von Bremswegen deutlich zu verringern. In der Folge ließen sich unter gleichbleibenden Sicherheitsstandards bis zu 25 Prozent mehr Transportleistung auf bestehender Infrastruktur - auch unter extrem schlechten Witterungsbedingungen - abwickeln. Innerhalb EU-Rail wird Knorr-Bremse erste Machbarkeitstests auf seinem ATLAS-Prüfstand, Vorvalidierungen der Lösungen auf der Schiene sowie eine abschließende Validierung der erzielten Ergebnisse mit einem Demonstrationszug durchführen.
Das Projekt Virtual Validation for Certification zielt auf die Ermittlung des Bremsvermögens auf Basis von Simulation statt physischer Tests während der Fahrzeugzulassung ab und ermöglicht somit ein kostengünstigeres und zeiteffizienteres Vorgehen.
Hier erfahren Sie mehr über das Flagship Projekt R2DATO.
Flagship Projekt 3: Gesamtheitliches und integriertes Asset Management für das Europäische Schienensystem (IAM4RAIL)
Wo sich grenzüberschreitend zahlreiche Akteure für die umweltfreundliche Mobilität von Morgen zusammenschließen, braucht es einheitliche Methoden, Lösungen und Dienste – insbesondere, was die technischen Anforderungen und Normen betrifft. EU-Rail will ein entsprechendes Rahmenwerk aufstellen, das es allen Teilnehmern im Schienenfahrzeugsektor ermöglicht, Daten aus dem Betrieb untereinander auszutauschen.
Die Flagship Area konzentriert sich auf drei untereinander in Wechselwirkung stehende Bereiche: Ein kosteneffizientes Asset Management mit breiter Unterstützung durch digitale (Diagnose-)Technologien sowie Datenanalyse. Eine von Robotik und Wearables unterstützte automatisierte Ausführung von Eingriffen an Infrastruktur und Fahrzeugen. Der dritte Punkt fokussiert eine von neuen Designprinzipien und Fertigungstechniken unterstützte umweltfreundliche Produktion.
Die Asset Management-Initiative von Knorr-Bremse setzt dazu auf marktreife Lösungen entlang der gesamten IoT-/Daten-Wertschöpfungskette – also von der Datengenerierung über die Analytik bis hin zum kundenorientierten Ergebnis. Basierend auf ausgewählten (Sub)Systemen will Knorr-Bremse funktionale End-to-End-Lösungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette realisieren.
Hier erfahren Sie mehr über das Flagship Projekt IAM4RAIL.
Flagship Projekt 4: Nachhaltige und grüne Schienensysteme (RAIL4EARTH)
Diese Flagship Area betrachtet das weite Feld von Energieverbrauch und Umweltauswirkungen der Eisenbahnindustrie ganz generell. Hierzu gehört etwa das Zielbild eines intelligenten Bahnstromnetzes mit integrierter, umweltfreundlicherer Energieversorgung sowie branchenspezifische Instrumente und Plattformen zur effizienten Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft im Bahnsektor.
Knorr-Bremse wird in diesem Arbeitspaket unter anderem umweltfreundlichere Kältemittel und Luftreinigungslösungen für Klimasysteme weiterentwickeln sowie seine Aktivitäten zur Entwicklung elektromechanischer Bremssysteme (EM-Bremse) für Züge vorantreiben. Bei den Kältemitteln steht die Entwicklung, Validierung und Demonstration „halogenfreier“ und GWP-armer (Global Warming Potential) Stoffe im Mittelpunkt.
Hinsichtlich verbesserter Luftqualität in Zügen sollen Luftqualitätsziele festgelegt und eine praxiserprobte Luftqualitätstechnologie zur Bekämpfung von Partikeln, Viren/Bakterien und flüchtigen organischen Verbindungen entwickelt werden. Bei der Konzeption ist wesentlich, dass die Lösungen keine schädlichen Nebenprodukte wie Ozon erzeugen.
Entwicklungsziel bei der EM-Bremse ist in Kooperation mit dem Fahrzeughersteller Alstom ein elektromechanisches Bremssystem als Ersatz für die druckluftabhängige elektropneumatische Bremssteuerung. Nach bereits erfolgreichen Feldversuchen mit einem Reisezugwagen soll perspektivisch ein kompletter Zugverband mit einem elektromechanischen Bremssystem fahren.
Hier erfahren Sie mehr über das Flagship Projekt RAIL4EARTH.
Flagship Projekt 5: Schienengüterverkehr der Zukunft (TRANS4M-R)
Bis zum Jahr 2050 will der „Green Deal“ der EU den europäischen Schienengüterverkehr verdreifachen. Dazu aber muss er schneller und flexibler werden. Die Digitalisierung bietet großes Potenzial – bei den aufwendigen Zugvorbereitungsprozessen ebenso wie beim Fahrbetrieb selbst.
Vor dem Hintergrund des Zieles einer „Full Digital Freight Train Operation“ zielt das Innovationscluster einerseits auf einen vollständig digitalen Schienengüterverkehr ab, um seine Produktivität, Qualität und Kapazität durch die Digitalisierung und Automatisierung von Betriebsfunktionen und -prozessen erheblich zu steigern. Andererseits soll es Effizienz-, Zeit- und Kosteneinsparungen über ein nahtloses Informations- und Datenumfeld für den intermodalen End-to-End-Transport im Güterverkehr generieren.
Den Enabler hierfür, die Digitale Automatische Kupplung (DAC Typ 5), treibt Knorr-Bremse im EU-Rail-Kontext ebenso voran wie ein Paket aus intelligenten Lösungen für den interoperablen, automatisierten und digitalen Güterzug. Die jüngste über das European DAC Delivery Programme (EDDP) getroffene Entscheidung für den Scharfenberg-Kupplungstyp hat den Entwicklungsweg von Knorr-Bremse bestätigt.
Hier erfahren Sie mehr über das Flagship Projekt TRANS4M-R.
