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Neue Technologien

Projekt Zu(g)kunft

Fernzüge wie der ICE sind längst Alltag für uns. Wie aber werden Züge übermorgen aussehen – sind gar völlig neue Konzepte denkbar? Siemens-Ingenieure und Wissenschaftler der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH) arbeiten gemeinsam am Zug der Zukunft.

Im sogenannten «Future Train»-Projekt arbeiten die Ingenieure und Wissenschaftler an der Zukunft des Schienenverkehrs. Im Fokus stehen neue Technologien, innovative Werkstoffe, Entwicklungsmethoden und Fertigungsverfahren, aber auch die Entwicklung multimodaler Mobilitätskonzepte, die eine ganzheitliche Integration von Schienen- und Individualverkehr ermöglichen sollen. «Dabei stehen zwei Pfade im Vordergrund: Einerseits die Weiterentwicklung der klassischen Eisenbahn mit Fokus auf noch effizientere Entwicklungs- und Fertigungsmethoden, andererseits das ANTS», erklärt Jürgen Schlaht, Leiter Innovative Technologies Mainline Transport bei Siemens.

Die Triebfahrzeuge des ANT-Systems lassen sich mit 3D-Druck flexibel fertigen und finden selbstständig ihren Weg im vorhandenen Schienennetz.

ANTS soll den Bahnverkehr revolutionieren

Letzteres erfordert einige Vorstellungskraft: Das Projekt Automated Nano Transport System (ANTS) steht für eine noch stärkere Standardisierung der technischen Lösungen von im höchsten Masse individualisierbaren Schienenfahrzeugen, die sich mit 3D-Druck flexibel fertigen lassen und selbstständig ihren Weg im vorhandenen Schienennetz finden. Mit anderen Worten: ANTS soll den Bahnverkehr revolutionieren.

Basis des ANTS-Projekts bilden zwölf Meter kurze, weitgehend autark operierende Triebfahrzeuge aus zwei Modulen: der sogenannten Drive-Unit und dem Funktions-Aufbau. In der Drive-Unit ist die ganze Technik eingebaut. Diese mobilen Einheiten lassen sich mit nahezu beliebigen Funktions-Aufbauten kombinieren: mit Befestigungsvorrichtungen für 40-Fuss-Container, schlichten Wagenkästen mit Sitzen oder Schnellrestaurants mit Sonnenterrasse – der Phantasie sind da kaum Grenzen gesetzt. Es ist auch denkbar, künftig Aufbauten per Online-Konfigurator zusammenzustellen und innerhalb weniger Tage im 3D-Druck zu fertigen.

Nie gekannte Flexibilität

Insgesamt also ein Konzept, das enorme Flexibilität bringt: Die autarken Drive-Units sind in allen Fällen komplett identisch, können also kostengünstig in grosser Stückzahl gefertigt werden. Die Funktionalität dagegen kann der Anwender individuell wählen – gewissermassen ein Train-on-Demand. Die eigentliche Besonderheit ist aber die «ANTS-Intelligenz». Bei grösserem Transportbedarf organisieren sich die Einheiten für den gemeinsamen Teil einer Wegstrecke zu einem längeren Zugverband. Sie kennen ihr Ziel und steuern es fahrerlos an, schwärmen dann wieder aus, wenn sich ihre Schienenwege trennen. «ANTS kann so die Schieneninfrastruktur besser nutzen und die Kapazität auf der Schiene erhöhen», formuliert es Jürgen Schlaht. «Das ist wirklich Neuland – und eine enorm spannende Entwicklung.»

Autonom zum Ziel

Der Hintergrund: Bahnen sind heute in der Regel nach Fahrplan unterwegs, auf Anschlusszüge abgestimmt und von Leitzentralen gesteuert. Mit Ausnahme stark frequentierter S-Bahnen und Metros gibt es auf vielen Strecken grosse Leerlaufzeiten zwischen den fahrplanmässigen Zügen, in denen der Schienenstrang ungenutzt bleibt. Die ANTS-Einheiten könnten sich dort einfach «dazwischenbuchen», sagt Jürgen Schlaht: «Autonom gesteuert, können die Fahrzeuge direkt mit Weichen und Sicherheitssystemen kommunizieren, die Fahrstrassen zu ihrem Ziel selbst wählen und gewissermassen untereinander klären, welche Einheit, welcher Zugverband einen Streckenabschnitt gerade nutzen darf.»

Eberhard Buhl
Picture credits: Designworks