InnoTrans 2024 Hightech-Schienenbus belebt stillgelegte Strecken

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Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

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Auf der internationalen Fachmesse für Bahn- und Verkehrstechnik „InnoTrans“ vom 24. bis 27. September 2024 in Berlin gibt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) einen Einblick in aktuelle Projekte seiner Schienenverkehrsforschung.

Mit dem „NGT-TAXI“ entwickelt das DLR ein Konzept für ein kleines, leichtes, effizientes und modular aufgebautes Schienenfahrzeug. Es soll automatisiert und vor allem auf Nebenstrecken unterwegs sein – mit Batterie- oder Brennstoffzellen-Antrieb. So könnte es in Zukunft vor allem den ländlichen Raum besser anbinden. Die Abkürzung NGT steht für Next Generation Train. Das DLR fasst mit diesem Begriff seine Konzepte und Technologien für den Schienenverkehr von morgen zusammen.

Die Fahrzeugstruktur und das Antriebskonzept des NGT-TAXI sind modular aufgebaut und lassen sich flexibel den Gegebenheiten anpassen: Die kürzeste Variante ist knapp zehn Meter lang mit zwölf Sitzplätzen. Die längste misst 17,5 Meter und hat 54 Sitzplätze. Möglich machen das Wagenmodule, die miteinander kombiniert werden. So lassen sich größere Stückzahlen kosteneffizient produzieren. Durch diese Modularisierung lassen sich auch kostengünstige Fahrzeuge für Nebenstrecken bauen. Als Betriebskonzept ist ein Takt-Betrieb genauso möglich wie ein On-Demand-Service, der vom Fahrgastaufkommen abhängt. Auf der InnoTrans zeigt das DLR Modelle des NGT-TAXI-Konzepts im Maßstab 1:16 und erläutert betriebliche Aspekte anhand mehrerer Präsentationen.

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Wagenkasten-Struktur für alternative Antriebe

Auf der InnoTrans präsentiert das DLR auch das Modell eines Wagenkasten-Segments. Dessen Tragstruktur ist speziell für die Anforderungen alternativer Antriebssysteme ausgelegt. Gezeigt wird eine Seitenwand, die durch geometrische Anpassungen und Multi-Material-Bauweise besonders leicht ist. Dazu werden Aluminium-Stangenpressprofile und Sandwich-Bauteile kombiniert. Mit diesem Ansatz soll die Kostenstruktur alternativer Antriebe im Zugbereich verbessert und der Bahnsektor noch nachhaltiger werden. Begleitend zum Modell im Maßstab 1:1 veranschaulichen Monitore die theoretischen Grundlagen und geben Einblick in Fertigungsprozesse und Prüfverfahren.

Hybrides Power-Paket für alternativ angetriebene Züge

Im Bereich nachhaltiger und leistungsfähiger Antriebe für den Schienenverkehr zeigt das DLR eine standardisierte und modulare Antriebs- und Energiearchitektur – das sogenannte Fuel Cell and Hybrid Power Pack (FCHPP). Es kombiniert ein Batterie- und Brennstoffzellen-System und ist modular aufgebaut. Dieser modulare Aufbau macht es leichter, Komponenten auszutauschen, steigert so die Lebensdauer und damit die Nachhaltigkeit des Power-Packs. Wie dieser Ansatz in der Praxis funktioniert, das untersucht das DLR mit internationalen Industriepartnern in einem Demonstrationszug. Dieser fährt im Forschungsbetrieb in Spanien im Rahmen des Projekts FCH2Rail.

Digitalisierung von Bahnbetrieb, Zustandsüberwachung und Zertifizierung

Auch für die Zukunft der Schiene spielt die Digitalisierung eine zentrale Rolle. Der DLR-Stand auf der InnoTrans 2024 vermittelt unter anderem Einblicke in die Zustandsüberwachung im laufenden Betrieb mittels neuer Sensorkonzepte und Methoden der künstlichen Intelligenz. KI-basierte Diagnoseverfahren können zudem helfen, Störungen zu reduzieren und den Aufwand für Wartungsarbeiten zu senken. Das DLR arbeitet auch an Testverfahren und Testanlagen für die schnellere und kostengünstigere Zulassung innovativer Signal- und Automatisierungstechnik rund um das europäische Zugkontrollsystem ETCS (European Train Control System).

Das DLR zeigt außerdem Funkmodule für das autonome Kuppeln von einzelnen Waggons und ganzen Zügen. Sie ermöglichen die sichere und schnelle Kommunikation und Abstandsmessung von Wagen und ganzen Zügen untereinander. Das autonome Kuppeln ist ein wesentlicher Schritt hin zu mehr Flexibilität und Effizienz im Schienenverkehr. Denn bis heute werden Züge oft noch mechanisch gekuppelt, also von Hand durch Rangierpersonal zusammengestellt.

Aerodynamik von Regionalzügen untersuchen

Der Energiebedarf von Zügen wird wesentlich vom aerodynamischen Widerstand beeinflusst. Das DLR hat ein generisches, allgemein übertragbares Zug-Modell erstellt, um speziell die aerodynamischen Effekte bei starkem Seitenwind sowie den aerodynamischen Widerstand zu studieren. So können zum Beispiel Regionalzüge am Computer auf ihre Aerodynamik untersucht und mit in Versuchen gemessenen Werten verglichen werden. Denn Regionalzüge machen einen großen Teil des Bahnverkehrs aus und haben ein großes Potenzial, Energie und Emissionen einzusparen. Dieses generische Modell soll perspektivisch auch die virtuelle Zertifizierung der Aerodynamik von Schienenfahrzeugen ermöglichen.

Bahnverkehr attraktiver machen und Nutzungsbereitschaft erhöhen

Auf der InnoTrans stellt das DLR auch seine umfassende Forschung vor, um den Schienenverkehr für die Nutzenden einfacher, effizienter und damit attraktiver zu machen. Eine wichtige Rolle spielen dabei digitale, datenbasierte Werkzeuge und Lösungen. Im Fokus steht der Bahnhof als „Verkehrsknoten der Zukunft“: Für die Reisenden ist der Bahnhof der Zugang zum System Schiene. Wie er funktioniert, welchen Komfort und Sicherheit er bietet, beeinflusst maßgeblich die Wahrnehmung und Zufriedenheit der Menschen. Das Exponat „Gesamtlagebild am Hub“ zeigt, wie Reisende mit personalisierten Informationen unterstützt werden können. Diese Hinweise werden als Augmented Reality (AR) Overlay auf dem Smartphone angezeigt, wenn es auf die konventionelle Abfahrttafel gehalten wird. Zu den Informationen zählen zum Beispiel die geplante Abfolge von Verkehrsmitteln sowie Details, die das Zu-, Um- und Aussteigen erleichtern.

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