Projekt SmarTram kurz vor dem Abschluss

Forschungsprojekt zu autonom fahrender Straßenbahn

Autonomes Fahren ist für Metro- und U-Bahn-Systeme bereits Realität und für den Autoverkehr ein hochaktuelles Thema. Für Straßenbahnen ergeben sich jedoch spezifische Anforderungen, wie das Fahren auf Sicht. Das Fahrzeug ist als Schienenfahrzeug spurgebunden, kann nicht ausweichen, nimmt aber am Straßenverkehr teil. Um die Besonderheiten zu berücksichtigen, starteten im Oktober 2022 unter der Projektleitung der Hörmann Vehicle Engineering GmbH die Projektpartner Chemnitzer Verkehrs-AG (CVAG), die Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH (IABG) und die FusionSystems GmbH 2022 das Forschungsprojekt SmarTram. Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.

Ziele des Forschungsprojektes

Ziel des Forschungsprojektes war es, technische Lösungen für die Nutzung von Automatisierungspotentialen im Straßenbahnbereich zu erarbeiten. Im Fokus stand dabei immer die Sicherheit aller Verkehrsteilnehmenden sowie die Wirtschaftlichkeit und die Qualität des Straßenbahnbetriebes. Dabei stellte sich das Forschungsteam die Frage: Wie kann sich eine autonome Straßenbahn innerhalb des komplexen Umfeldes des Stadtverkehrs möglichst intelligent verhalten? Um Antworten auf diese Frage zu finden, wurden sowohl in der Theorie als auch in der Praxis im Rahmen vieler Testfahrten verschiedene Systeme erarbeitet und getestet. Zu diesem Zweck wurde der Straßenbahntriebwagen 525 vom Typ Tatra T3D-M als Testfahrzeug mit zusätzlicher Technik ausgerüstet. Die umfangreichen Testfahrten für das autonome Fahren wurden auf dem Straßenbahnbetriebshof in Adelsberg durchgeführt. Im Liniennetz der CVAG erfolgten Testfahrten ausschließlich für die Kalibrierung der Sensortechnik. 

Inhalte des Forschungsprojekts

Automatisierungspotentiale für den Straßenbahnbetrieb erkannte das Forschungsteam unter anderem in der Beachtung und Bewertung aller Verkehrsteilnehmenden und deren Handlungen, in der Beachtung der im Straßenbahnverkehr geltenden Vorschriften inklusive Straßenverkehrsordnung und in der Erkennung und Beachtung von Verkehrszeichen und Signalanlagen. 

In erster Linie wurde im Rahmen der Testfahrten ermittelt, ob die sensorischen Komponenten zu erfassende Objekte, wie zum Beispiel Lichtsignalanlagen und Hindernisse auf und entlang der Trasse, sicher erkennen und auswerten können. Außerdem wurden zur Steuerung des Fahrzeuges hochgenaue Karten mit relevanten Verkehrsdaten erstellt. Während der Testfahrten konnte geprüft werden, ob diese die erarbeiteten Anforderungen erfüllen.

Dabei gewann das Projektteam wertvolle Informationen und entwickelte daraus Komponenten, die für eine autonom fahrende Straßenbahn relevant, aber auch zur Unterstützung des Fahrpersonals sinnvoll sind. Diese Komponenten wurden Schritt für Schritt im Fahrzeug implementiert und auf einer speziell dafür abgesperrten Strecke auf dem CVAG-Betriebsgelände praktisch getestet. 

Ergebnis und Abschluss des Forschungsprojektes

Für das Forschungsprojekt gelang es dem Team, die dafür ausgewählte bisher händig geführte Tatra-Bahn zum autonomen Fahren hinzuentwickeln. Auf Grund der Abhängigkeit und Komplexität zwischen Fahrzeug und Infrastruktur wurde ein autonomer Fahrbetrieb für einen ausgewählten Streckenabschnitt innerhalb des Straßenbahnbetriebshofes realisiert. Dabei reagierte die SmarTram automatisiert auf Lichtsignale und Hindernisse, hält die auf der Strecke festgelegten Geschwindigkeiten exakt ein, blinkt selbständig bei Abbiegevorgängen und hält zentimetergenau an vorgegebenen Markierungen an. Außerdem generierte das Projektteam Ideen und Potenziale für Weiterentwicklungen, welche derzeit durch die eingesetzte Technik nicht vollständig realisierbar sind.

Vorausschau 

David Joram, Geschäftsbereichsleiter Technik bei der CVAG, ist mit dem Entwicklungsstand zufrieden. Dennoch liegt nach seiner Einschätzung eine vollständig autonom fahrende Straßenbahn im Liniennetz noch weit in der Zukunft, „Wünschenswert wäre als erster Schritt, wenn mittelfristig Straßenbahnen auf unserem Betriebshof Waschfahrten und Abstellfahrten automatisiert durchführen könnten, um betriebliche Prozesse zu optimieren.“

Dr. Volkmar Vogel, Senior Vice President vom Projektkonsortialführer HÖRMANN Vehicle Engineering, ist sich sicher, „dass die Projektergebnisse mittelfristig in die Entwicklung eines intelligenten Fahrassistenzsystems einfließen werden, welches die Fahrpersonale maßgeblich unterstützt und die Basis für die Weiterentwicklung der autonomen Straßenbahn bildet.“ 

 

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