Knorr-Bremse Group
Zeitgemäße Güterwagenausrüstung für hochwertige Transportaufgaben
Graz, 09.04.2013
G. Fregien, J. Paddison, M. Beck, G. Kock
41. Tagung Moderne Schienenfahrzeuge:
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Agenda
Schienengüterverkehr weltweit Weltweite Standards für Bremssysteme
Zahlen und Fakten
Technologische Initiativen
Anforderungen an den Güterverkehr der Zukunft
Innovative Lösungen für den
Güterverkehr Die elektro-pneumatische Bremse EP60
Telematik-Einsatz im „Etihad Smart Car“ Projekt
Das Fahrerassistenzsystem LEADER
Automatisierter Fahrbetrieb eines Eisenerzzuges
Zusammenfassung Fazit
Ausblick
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Schienengüterverkehr weltweit – Weltweite Standards für Bremssysteme
AAR-China
GOST-System
UIC-System
AAR-System ARA-System
Vakuum-System
Güterverkehr
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Marktvolumen in Mio. € für neue Güterwagen pro Jahr (Quelle: SCI Verkehr, Weltmarkt Bahntechnik 2009-2013)
Schienengüterverkehr weltweit – Zahlen und Fakten
3.290
2.865
2.700
180
65
1.380
180
Güterverkehr
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Schienengüterverkehr weltweit – Zahlen und Fakten
Güterwagenbestand (Anzahl der Wagen) (Quelle: Railway Directory 2013)
Bedarf an neuen Güterwagen (Quelle: Eigene Analyse 2012)
648.892
568.647
449.007
181.343
170.119
124.910
120.504
117.076
99.036
97.848
77.849
69.649
45.291
33.209
32.500
Russia
China
USA
India
Canada
Ukraine
Kazakhstan
Germany
Australia
Poland
South Africa
Brazil
Romania
Austria
Czech Republic
100.000
54.500
40.000
15.000
5.494
5.050
3.900
1.232
1.000
780
725
696
80.000
49.500
40.000
15.000
4.000
5.000
4.641
300
1.200
800
350
800
Russia & FSU
North America AAR
China
India
Australia
Germany
South America
SEA, Hong Kong & Taiwan
South Africa
France
Czech Republic
Turkey
2012
2016
Güterverkehr
(+ Privatwagen)
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Technologische Initiativen im Bereich Schienengüterverkehr
Technischer Innovationskreis Schienengüterverkehr - Die Zukunftsinitiative “5L”
Die Ziele werden im Weißbuch „Innovativer Eisenbahngüterwagen 2030“
definiert und als „5L“ abgekürzt:
• Leicht, Leise, Laufstark, Logistikfähig, LCC-orientiert
Pilotprojekte:
• Entwicklung eines neuen Standarddrehgestells
• Entwicklung einer logistikfähigen Telematikausrüstung
SHIFT2RAIL Joint Technology Initiative - IP5 - Sustainable & Attractive European Freight Transport
Verband der Bahnindustrie in Deutschland (VDB) - Arbeitskreis Güterverkehrssysteme
Ziele:
• Kapazität steigern durch Beseitigung von Engpässen sowie Einführung von
längeren und schwereren Zügen
• Attraktivität des Schienengüterverkehrs steigern durch Verbesserung des
Services und der Zuverlässigkeit
Innovationsinitiativen
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Anforderungen und bereits existierende Lösungen für den Güterverkehr
Geringere Lärmemissionen
→ Komposit-Bremssohlen statt Grauguss-Sohlen
→ Flachstellenvermeidung durch Gleitschutz
→ Güterwagen-Scheibenbremsen
→ Güterwagen-Kompaktbremse
Energieeinsparungen
→ Fahrerassistenzsysteme für Güterzüge
Logistikfähig
→ Telematik-Systeme für Güterwagen
LCC minimieren
→ Längere Lebensdauer der Räder und Bremssohlen durch EP-Bremse
Höhere Sicherheit für Gefahrentransporte
→ Entgleisungsdetektor
→ Drehgestellüberwachung mit Sensoren
→ Wagenüberwachung mit Sensoren
Geringere Zuglängskräfte und längere Güterzüge
→ EP-Bremse
→ Fahrerassistenzsysteme für Güterzüge
3 Beispiele für existierende Lösungen
aus dem AAR-Bereich
Anforderungen und Lösungen
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Das elektro-pneumatische Bremssystem EP-60 / CCB II
Operator
Interface Unit
EP-60 / CCB II
Brake Valve
Power Supply
Trainline
Communication
Controller
Car Control Device
Car ID Module
& Car-Car Connector
End of Train Device (EOT)
EP-Bremse
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Das elektro-pneumatische Bremssystem EP-60 / CCB II
Sofortiges Bremssignal über die komplette Zuglänge
Alle Fahrzeugbremsen sprechen (fast) gleichzeitig an
Konstante Bremsrate
• Der Zug hat eine konstante Bremsrate
• Jeder Wagen liefert nur seinen Anteil an der Bremsung
Abgestufte Bremsleistung
Proportionale Regelung von Brems- und Lösefunktion
Konstantes Nachfüllen der Hauptluftleitung
• Bremssignal elektrisch statt pneumatisch
Pneumatische Rückfallebene im Fehlerfall
Eigenschaften
EP-Bremse
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Das elektro-pneumatische Bremssystem EP-60 / CCB II
Bremsart Bremswege
Zug Konventionell EP-Bremse
AAR – Full service 50 mph, 100 Wagen, 13.860
US ton 2165 m 1136m
AAR – Emergency 50 mph, 100 Wagen, 13.860
US ton 1088 m 959 m
Kürzere Bremswege (40-60%)
Geringere Zuglängskräfte
Energieeinsparungen (7-10 %)
Längere Lebensdauer für Räder und Bremssohlen (20-25%)
Echtzeit Zug-Diagnostik
Vorteile und Nutzen
Vergleich der Bremswege von AAR-Güterzügen mit und ohne EP-Bremse
EP-Bremse
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Telematik-Einsatz im „Etihad Smart Car“ Projekt
Endkunde – Etihad Rail
Lokomotivenhersteller – EMD (7 Loks)
Güterwagen-Hersteller – China South
Locomotive & Rolling Stock Corporation Limited
(CSR) (240 gedeckte Schüttgutwagen für
Schwefeltransporte)
NYAB führt zur Zeit Abnahme der ersten 30
Güterwagen durch
EMD Lokomotive wird im Juni 2013
abgenommen
Projektdaten
Gegründet 2010 zum Aufbau eines nationalen Eisenbahnnetzes
Entwicklung und Bau eines 1200 km Streckennetzes in den VAE
Netzwerk vorerst für Gütertransport, später dann für
Personenverkehr
Etihad Rail: Unternehmen und Streckennetz
Telematik
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Telematik-Einsatz im „Etihad Smart Car“ Projekt
Funksensoren zur Überwachung von:
• Ladeluke (offen/geschlossen)
• Entladeluke (offen/geschlossen)
• Lagertemperatur
• Vibrationen
Aktuatoren
• Öffnen und Schließen der Ladeluken
Receiver Logic Unit (RLU)
• Kommunikation mit Funksensoren
Smart Car Sensor Hub (SCSH)
• Entgleisungsdetektion
• Kommunikation zur Lok
Komponenten & Funktionen
Ladeluken-
Sensoren
Ladeluken-
Aktuator
Sensor für
Entladeluke
RLU SCSH
Telematik
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Etihad Rail Smart Car - Systemarchitektur
Locomotive
CCD
ECP Trainline
FT
T-1
0
Hatch Sensors (2)
Door Sensors (3)
SMART Car
Sensor Hub
Hot Bearing/Derailment Sensors
RLU
vdc
RS
-48
5
Input Power
HATCH CONTROL
T/L power
1R 2L 2R 3L 3R 4L 4R1L
RF
RF
TCCEMD FIRE
Computer/Display
Wagon
RS-422/LSI Interface
IPM
GE Tower
Control System
LON FTT-10
Telematik
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Das Fahrerassistenzsystem LEADER®
Locomotive Engineer Assist Display & Event Recorder
Die fahrzeugseitigen Funktionen unterstützen den Triebfahrzeugführer den Zug sicher und effizient zu steuern
Mit den „data-logging-Funktionen“ im LEADER® Back Office können die Fahrdaten detailliert analysiert werden
Fahrerassistenzsystem in der Lok
Back Office
LEADER® besteht aus zwei Hauptbestandteilen:
Verringerung von dynamischen
Zuglängskräften
Erhebliche Reduzierung des
Kraftstoffverbrauchs
Nutzen:
Fahrerassistenz-Systeme
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Explicit Driver Assist
• Geschwindigkeits-vorhersage
• Distributed Power (DP) Anzeige
• 6%-10% Kraftstoff-einsparung
2010 LEADERAT =AutoThrottle
• Traktionsregelung wie bei AutoThrottle Funktion
• Zusätzlich 2%-4% Kraftstoffeinsparung
2013
2014 / 15
LEADERDP
• Automatische “Distributed Power” Funktion
• Signifikante Einsparung bei den Betriebskosten im Vergleich zu existierenden DP-Lösung
2015 / 16
LEADERAutoHaul
• AutoHaul ist Rio Tintos Name für den automatisierten Zugbetrieb
• Sicherheitsbetrachtungen stellen den Hauptanteil der Ingenieursleistungen dar
• Ansaldo ist Systemintegrator für Rio und LEADER ist eine Schlüsseltechnologie des AutoHaul-Systems als “Driver Strategy Engine”
Weiterentwicklung von LEADER® zum automatisierten Zugbetrieb
Fahrerassistenz-Systeme
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Automatisierter Fahrbetrieb eines Eisenerzzuges in Australien
Source: AdelaideNow
LEADER ist die “Driving Strategy Engine (DSE)” als
fundamentale Komponente im AutoHaul™ System.
DSE errechnet die effektivste Zugbewegung und
schickt Anforderungen zum ATO (Automatic Train
Operator) Controller
DSE besteht aus den folgenden Komponenten:
Ein automatisches Fahrsystem, das die
benötigte Leistung und die
Bremseinstellungen des Zuges regelt
Computersteuerung aller Hauptfunktionen und
Szenarien, um den Zug sicher zwischen den
Minen betreiben zu können
Schnittstellen zum existierenden Lok-Steuer-
und Bremssystem
Fahrerassistenz-Systeme
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Automatisierter Fahrbetrieb eines Eisenerzzuges in Australien
Fahrerassistenz-Systeme
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Fazit & Ausblick
Innovative Lösungen für den Güterverkehr wie EP-
Bremse, Telematik oder Fahrerassistenzsystem sind
entwickelt und werden beispielsweise im AAR-Markt
genutzt
Erste Fahrerassistenzsysteme werden in Europa
eingesetzt, hier vornehmlich zur
Pünktlichkeitssteuerung des Personenverkehrs
Im zusammenhängenden europäischen Netz
wurden EP-Bremse und Telematik bisher kaum
eingesetzt,
da diese im Einzelwagenverkehr nicht
durchgängig kompatibel zur bisherigen
Technologie sind,
da eine Stromversorgung am Güterwagen
fehlt.
Um den Schienenverkehrsmarkt zukunftsfähig zu
halten und sein Potenzial weiter auszubauen, ist
eine Gesamtlösung unter Anteilnahme der größten
europäischen Betreiber und vor allem der Politik
nötig.
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Knorr-Bremse AG
Dr. Gert Fregien
Moosacher Straße 80
D-80809 München