MonoCab OWL: Aufbau und Demonstration von MonoCabs

Einschienenbahn, bilateraler Schienenverkehr, Kreiselstabilisierung, automatisiertes Schienenfahrzeug, Platooning, Demonstratoren, Mehrkörpersimulation, REGIONALE 2022, ÖPNV, IPNV, individueller Personennahverkehr, Fahrdynamik, Fahrsicherheit, Rad-Schiene-Profil, numerische Simulation, Simpack

Fachhochschule Bielefeld
Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik
Interaktion 1
33619 Bielefeld

Projektbeteiligung
Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe
Landeseisenbahn Lippe e.V.
Fraunhofer IOSB-INA

Laufzeit
01.09.2020 – 31.12.2022

Projektförderung
OP EFRE.NRW

Kurzbeschreibung

Aus wirtschaftlichen Gründen wurden in der Vergangenheit in Nordrhein-Westfalen und in der gesamten Bundesrepublik eine Vielzahl von eingleisigen Bahnstrecken stillgelegt. Diese Strecken befinden sich oft in ländlich strukturierten Bereichen. Eine Wiederinbetriebnahme der Strecken durch innovative, bedarfsgerechte und autonome Lösungen kann einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Mobilität im ländlichen Raum liefern.

Das Ziel des Projekts MonoCab OWL ist es, die Machbarkeit des MonoCab-Konzepts zu demonstrieren. Bei MonoCabs handelt es sich um kleine Einschienenfahrzeuge, die kreiselstabilisiert fahren. MonoCabs besitzen das Potenzial, vorhandene stillgelegte Bahnstrecken als neue, bidirektionale und nutzerorientierte Mobilitätsadern zu reaktivieren. Der Einsatz von MonoCabs bietet sich besonders für weniger stark besiedelte und ländlich strukturierte Räume an.

Im Projekt MonoCab OWL soll die grundsätzliche Machbarkeit dieser Idee aufgezeigt werden. Dazu werden zwei Demonstratoren im Maßstab 1:1 entwickelt und realisiert, um die damit verbundenen Nutzungsmöglichkeiten auf realen Streckenabschnitten zu demonstrieren. Im Hinblick auf eine spätere wirtschaftliche Umsetzung derartiger MonoCabs sind umfassende Erkenntnisse und Erfahrungen zu diesem Fahrzeugtyp erforderlich, die nur durch die Realisierung und Erprobung der Demonstratoren im Projekt gewonnen werden können. Neben Aspekten der Ergonomie und des Betriebskonzepts liegen die Fragestellungen insbesondere im Bereich der sicheren Stabilisierung unter wirtschaftlichen Randbedingungen. Das Projekt stellt damit eine wichtige Basis für Folgeprojekte, eine mögliche Produktisierung und die Umsetzung des Fahrbetriebs dar.

Für die Entwicklung und die Demonstration von MonoCabs werden die folgenden Teilprojekte bearbeitet:

• Erstellung eines Fahrzeugkonzepts MonoCab und Bau von zwei Demonstratoren
• Aufbau einer Steuerungs- und Regelungsstruktur, die Basis für ein autonomes Fahren ist.
• Demonstration von autonomen Folgefahren (Platooning) und von Begegnungsverkehr auf einer Teststrecke der Landeseisenbahn Lippe e.V.

Die Aufgabe der Fachhochschule Bielefeld in dem Projekt ist die Fahrwerksentwicklung der MonoCab-Fahrzeuge. Hierzu zählt die Konzeptionierung eines Fahrwerks, das die Fahrsicherheit gewährleistet und gleichzeitig einen möglichst hohen Fahrkomfort bietet. Ebenfalls wird die Funktionalität des gesamten Systems unter der Berücksichtigung der Kreiselstabilisierung mittels Mehrkörpersimulation dynamisch untersucht. Die MonoCab-Fahrzeuge werden später auf vorhandener Schieneninfrastruktur verkehren. Die besondere Herausforderung liegt daher darin, ein für den Betrieb geeignetes Radprofil zu entwickeln. Im Labor für Strukturanalyse werden hierzu numerische Simulationen durchgeführt, um die Güte verschiedener Fahrwerkskonzepte miteinander zu vergleichen.

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