EKSSE - Energieeffiziente Koordination und Steuerung des Schienenverkehrs in Echtzeit

Abstract

Das Forschungsprojekt EKSSE zielt darauf ab, die Energieeffizienz des deutschen Schienenverkehrs durch einen systemischen Koordinationsansatz maßgeblich zu steigern und somit zu einer modernen, nachhaltigen Mobilität beizutragen. Die Kernziele umfassen die Senkung des Gesamtstrombedarfs durch optimierte Fahrtrajektorien und Haltezeiten, die Erhöhung der Rückspeisequote von Bremsenergie und die Reduktion von Spitzenstrombedarfen. Methodisch werden diskret-kontinuierliche Ansätze kombiniert: Diskrete Optimierung und Graphentheorie für die energieeffiziente Echtzeit-Fahrplanoptimierung, Optimalsteuerung für Geschwindigkeitsprofile sowie maschinelles Lernen zur Analyse von Verspätungsmustern und stochastischen Prognosen. Die physikalische Modellierung nutzt port-Hamiltonische Deskriptorsysteme. Als Kernresultat wird ein Gesamtoptimierungsverfahren entwickelt, das in einem Softwaredemonstrator implementiert und validiert wird, um einen digitalen Zwilling des Zugsystems zu schaffen, der den Energieverbrauch um bis zu 15% Prozent reduzieren kann.