WIR!-Projekt Leckwellenleiter für linienförmige breitbandige Funkversorgung, hochverfügbare Fahrzeugortung und radarähnliche Hinderniserkennung

Abstract

Im Rahmen des Projekts wurden die Aspekte Funkversorgung für die Kommunikation, Funkortung und Sensing mithilfe von LCX entlang von Schienenverkehrsstrecken untersucht. Für die Funkortung wurden zwei laufzeitbasierte Ortungssysteme, ein UWB-System mit 500 MHz Bandbreite und ein schmalbandiges System im Industrial, Scientific, Medical Band (ISM-Band) bei 2,4 GHz, mit Übertragungen ähnlich Bluetooth Low Energy (BLE), untersucht. Es wurden auf LCX- und Schienenverkehrsanforderungen angepasste Ortungsverfahren erarbeitet und in Software umgesetzt. Im Bereich des LCX-basierten Sensings wurde auf Basis desselben UWB-Systems ein Verfahren zur Objektdetektion entwickelt, das die Kanalimpulsantwort zur Erkennung von Gegenständen und Personen nutzt. Alle Systeme wurden zunächst statisch getestet und in einer Schienenverkehrsumgebung erprobt. Dazu wurde im Rahmen des Projekts ein LCX-Testfeld auf dem Außengelände einer Schienenfahrzeughalle in Dresden errichtet. Im Anschluss wurden die LCX-Ortungsverfahren sowie ein 5G-Datenübertragungssystem der Technischen Universität Chemnitz (TUC) an einer Schienenverkehrsstrecke des Regelverkehrs untersucht. Dazu wurden in Zusammenarbeit aller Projektpartner eine LCX-Teststrecke an der Bahnlinie am SRCC in Annaberg-Buchholz errichtet und entsprechende Messfahrten durchgeführt. Für das Integritätsmonitoring wurde ein Versuchsaufbau und eine entsprechende Software zur parallelen, dynamischen Lokalisierung mit den für die Funkortung über LCX entwickelten Verfahren, sowie dem Global Navigation Stellite System (GNSS) mit Real Time Kinematic (RTK)-Korrekturdaten und einer Inertial Measurement Unit (IMU) erarbeitet. Die erzielten Ergebnisse belegen eine durchgängige 5G-Funkabdeckung entlang der Teststrecke sowie eine erfolgreiche Funkortung mithilfe des LCX-Ortungssystems. Abschließend lässt sich festhalten, dass die im Projekt durchgeführten Untersuchungen einen wichtigen Schritt in Richtung einer zunehmend multifunktionalen, kosteneffizienten und sicheren Schienenverkehrsinfrastruktur darstellen. Die gewonnenen Erkenntnisse bilden eine solide Basis für weiterführende Forschungs- und Entwicklungsarbeiten.