AStriD - Autonome Straßenbahn im Depot

Problemstellung

Aufgrund der betrieblichen Umgebung - kein öffentlicher Zugang, niedrige Geschwindigkeiten, geregelte Prozesse – könnten autonom fahrende Straßenbahnen bereits heute die Effizienz im Depot steigern, Kosten senken und die Verfügbarkeit steigern. Für die Umsetzung ist es notwendig, offene Forschungsfragen bezüglich der einzusetzenden Sensor- und Lokalisierungstechnologien, des Datenaustausches zwischen den beteiligten Systemen und die Zulassung sowie die rechtlichen Rahmenbedingungen zu beantworten.

Projektziel

Es soll eine Vollautomatisierung eines Straßenbahndepots auf Basis einer autonom fahrenden Tram und eines digitalen Betriebshofes am Beispiel der Verkehrsbetriebe Potsdam konzipiert und die technische Machbarkeit prototypisch mit autonom durchgeführten Servicefahrten (z.B. durch eine Waschanlage zu einem Abstellgleis) demonstriert werden. Auf Basis der Erfahrungen aus der Umsetzung soll der weitere wissenschaftliche/technische/rechtliche Handlungsbedarf - bezüglich Sensorik, Datenqualität und –verfügbarkeit, Datenzugriff und den Datenschnittstellen zu den beteiligten Systemen aufgezeigt werden.

Durchführung

Es wird ein Konzept für einen digitalen Betriebshof mit dem Schwerpunkt der datentechnischen Vernetzung aller an der Automatisierung beteiligten Komponenten (Steuerungssoftware, Anlagen und Fahrzeuge) erarbeitet. Die Demonstration der Machbarkeit erfolgt anhand ausgewählter autonomer Servicefahrten durch die Realisierung der datentechnischen Verknüpfung der Depotsysteme, der digitalen Karte und einer intelligenten Tram über einen Data Hub. Die Tram wird dafür mit einem Fahrautomaten und einer sensorbasierten Umfelderfassung ausgerüstet.

Beitrag des KIT

Das KIT übernimmt die Analyse der vorhandenen Prozesse im Depot und die Ableitung der darauf basierenden Use-Cases. Weiter wird der Zielzustand des digitalen Betriebshofes spezifiziert. Mit diesen Erkenntnissen wird das KIT zur Erstellung der digitalen Karte beitragen, um eine automatisierte Fahrt auf dem Betriebshof zu ermöglichen. Dabei fließen auch die Expertise zur Vorverarbeitung der Sensordaten, der Erstellung von Bewertungsmetriken zur methodischen Auswahl eines geeigneten Verfahrens zur KI-basierten Sensorfusion und der Ermittlung von Optimierungsansätzen ein. Dies ermöglicht eine genaue 3D Modellierung der Fahrwege und der Umgebung auf dem Betriebshof.
Abschließend werden die gewonnenen Erkenntnisse des Konzepts zur Übertragung auf andere Betriebshöfe abstrahiert.