TU Braunschweig

Symbolfoto

Bahn 2050 Phase I

Betrieb virtueller Zugverbände und verteilte Simulation

Projektbearbeiter: Stefan König, Gert Bikker
Auftraggeber: Siemens AG - Transportation Systems
Projektpartner: Technische Universität Braunschweig - Institut für Elektrische Messtechnik und Grundlagen der Elektrotechnik (emg)

Im Rahmen des Projektes Bahn 2050 wird als Kooperationspartner des Institut für Elektrische Meßtechnik und Grundlagen der Elektrotechnik innerhalb des Zentrum für Verkehr der TU Braunschweig (ZVB) ein innovatives Konzept zur Verbesserung der Effizienz und Flexibilität von schienengebundenem Güterverkehr entwickelt und bewertet. Die Grundidee besteht darin, daß Züge passive Strecken ebenso flexibel nutzen wie heute PKW und LKW die Straße. Verwirklicht werden soll dies durch den Einsatz kompakter, weitgehend autarker und intelligenter Modulzüge, die sich auf dem Weg zu ihrem Bestimmungsort dynamisch zu virtuellen Zugverbänden zusammenfinden und geregelt in minimalen Abständen fahren. Die Simulation des Betriebs virtueller Zugverbände stellt in diesem Zusammenhang ein wichtiges Element des Systementwurfs und seiner Validation dar. Angesichts der Komplexität und Heterogenität des Systems erweist sich die Verwendung einzelner handelsüblicher CASE-Tools zur monolitischen Simulation als unzureichend, weshalb es naheliegt, unterschiedliche Teilbereiche des Systems auf jeweils geeignete Tools zu verteilen und mit Hilfe von Schnittstellen eine verteilte Simulation zu realisieren.

Ziel der Forschung der Arbeitsgruppe am iVA ist die Realisierung einer Objektorientierung auf Toolebene, um neben Performancesteigerung eine Wiederverwendbarkeit bestehender Simulationsmodule über Plattform-, Werkzeug- und Hardwaregrenzen hinweg zu ermöglichen und durch Kooperation leistungsfähiger und spezialisierter CASE-Tools komplexe Automatisierungssysteme u.a. in der Verkehrstechnik effizient modellieren und simulieren zu können.

In dem Projekt sollen Konzepte für virtuelle Zugverbände sowie Möglichkeiten zur Validation mit Hilfe verteilter Simulationen durch Kopplung handelsüblicher CASE-Tools angewendet werden. Im Einzelnen werden folgende Aspekte bearbeitet:

  • Grundlegendes Betriebskonzept virtueller Zugverbände
  • Struktur des Simulationsmodells und Schnittstellenarchitekturen zur Kopplung,
  • Auswahl eines Konzepts zur Kommunikation der Simulatoren,
  • Konzepte zur Synchronisation und Koordination verteilter Simulationen,
  • Offline-Simulation, Codegenerierung, Hardware-in-the-loop-Betrieb.

Basierend auf CORBA wurden bisher Schnittstellen entwickelt, die u.a. eine Kopplung der Tools Matlab Simulink, Artifex bzw. Visual State ermöglichen. Auf diese Weise ist es möglich, Simulationen zu verwirklichen, in denen kontinuierliche und diskrete Teilbereiche wie Zugdynamik und Betriebsleittechnik auf unterschiedliche Tools verteilt sind. Angesichts des modularen Konzepts konnte darüber hinaus bei der Erstellung eines Simulationsmodells innerhalb des Projekts Bahn 2050 auf bestehende Simulationsmodule zurückgegriffen werden, welche im Rahmen vorangehender Untersuchungen am iVA entwickelt wurden.


http://www.iva.ing.tu-bs.de?iT=4_519&projectId=15