Neuer Sensor ermöglicht mehr Züge auf einer Strecke

Das Karlsruher Institut für Technologie und ITK Engineering haben jetzt einen Sensor entwickelt, der mittels magnetischen Fingerabdrucks die Position von Zügen genau ermittelt. Das könnte die Kapazität des bestehenden Schienennetzes deutlich steigern.

Indem die Position eines Zuges auf dem Gleis genauer und zuverlässiger bestimmt wird, können Züge einen Gleisabschnitt in kürzeren zeitlichen Abständen passieren, d.h. die Kapazität pro Gleiskilometer steigt. Die Funktionsweise des neuen Magnetic Railway Onboard Sensor (Maros) ist simpel: Auch ein Bahngleis aus Metall hat eine Art Fingerabdruck, der an jeder Stelle ein ganz individuelles Profil aufweist. Der Maros kann diesen Fingerabdruck genau erkennen. Somit lassen sich Züge weltweit gleisgenau und kontinuierlich lokalisieren.

Dazu erzeugt der Sensor, befestigt an der Fahrzeugunterseite, ein elektromagnetisches Feld, das von den ferromagnetischen Stoffen wie den Schienen oder dem Befestigungsmaterial der Schienen beeinflusst wird. Der Sensor misst, wie stark das elektromagnetische Feld verändert wird. So lässt sich jedem Streckenabschnitt ein elektromagnetischer Fingerabdruck zuteilen. Um die individuelle Ortssignatur einer geographischen Position zuordnen zu können, braucht es ein Software-Backend inklusive intelligenter Algorithmen. So muss jede Bahnstrecke mindestens einmal abgefahren und vermessen werden, ehe diese Daten dann mit Kartenmaterial der Zugstrecke übereinandergelegt werden können. Dann kann jeder folgende Zug präzise lokalisiert werden.

Heute weltweit genutzte Lösungen, um die Position von Zügen zu bestimmen, haben sämtlich Defizite, die der Maros-Sensor umgeht: Im Gleis verbaute Informationsträger (Balisen) sind zuverlässig, aber teuer. Kamerasysteme haben den Nachteil, dass sie bei Nacht oder Schneefall nur eingeschränkt funktionieren. GPS-Signale stossen in Tunnels, Gebirgstälern oder Häuserschluchten an ihre Grenzen. Ausserdem lässt sich durch sie nicht sicher erkennen, welches von mehreren nebeneinanderliegenden Gleisen befahren wird. Aber eben diese genaue Lokalisierung ist für den Eisenbahnbetrieb zwingend nötig und lässt sich über Maros erreichen. Die Lokalisierung ist somit exakter denn je, kostengünstiger als andere Technologien und weltweit auf allen Stahlschienen einsetzbar.

Auf Teilen der West- sowie Nordbahn in der Nähe von Wien konnten die Forschenden belegen, dass der Sensor funktioniert. Auf dem Markt verfügbar soll der Sensor bis Anfang 2025 sein.