• Schutz • System • Oberleitungen • Projekte • Betrieb • Bahnenergieversorgung ISSN 0013-5437 // B 2580 // Jahrgang 121 // www.eb-info.eu 7-8 2023 • Gigabit-Bandbreite während der Zugfahrt • Hochgeschwindigkeitsnetz in Ägypten • Inbetriebnahme einer Ladestation mit Symmetrierumrichter und Tests mit Akkumulator-Triebfahrzeugen • Beitrag der SBB Energie zur Energiestrategie 2050 der Schweiz • Dreipunkt-Stromrichter senken den Energiebedarf elektrischer Bahnen • Energy efficient propulsion technology based on perma ent magnet synchronous motors • BIM-Oberleitungsmodel in der Vorplanung – 3D-Modelle und ihre Genauigkeit eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
Firmenverzeichnis Gemacht für dauerhafte Geschäftsbeziehungen. Das Firmenverzeichnis auf www.eb-info.eu und in eb – Elektrische Bahnen. Rail Power Systems GmbH Garmischer Str. 35 D-81373 München Telefon: +49 89 4199 9-0 Telefax: +49 89 4199 9-270 E-Mail: info@rail-ps.com www.rail-ps.com www.rps.jobs Furrer+Frey AG Ingenieurbüro, Fahrleitungsbau Thunstrasse 35, Postfach 182 CH-3000 Bern 6 Telefon: +41 31 357 61-11 Telefax: +41 31 357 61-00 www.furrerfrey.ch DEHN SE Hans-Dehn-Str. 1 D-92318 Neumarkt Telefon: +49 9181 90 6-0 Telefax: +49 9181 90 6-1100 E-Mail: railway.technology@dehn.de www.dehn.de Dipl.-Ing. H. Horstmann GmbH Humboldtstraße 2 D-42579 Heiligenhaus Telefon: +49 2056 976-0 Telefax: +49 2056 976-140 www.horstmanngmbh.com European Trans Energy Spezialist im Bereich Fahrleitungen Emil-Fucik-Gasse 1 A-1100 Wien Telefon: +43 1 934 66 87 0 Telefax: +43 1 934 66 87 51 09 E-Mail: contact@europten.com www.europten.com Rhomberg Fahrleitungsbau GmbH IZ-NÖ Süd, Straße 3, Objekt M1/II A-2351 Wiener Neudorf Telefon: +43 2236 90400-0 Telefax: +43 2236 90400 2017 E-Mail: of ce.rho @rsrg.com www.rhombergfahrleitung.at SIGNON Deutschland GmbH Ein Unternehmen der DB Netz AG Elisabeth-Schwarzhaupt-Platz 1, 10115 Berlin Telefon: +49 30 24 73 87 13 Telefax: +49 30 24 73 87 11 www.signon-group.com https://signon-group.com/karriere/ stellenboerse info@signon-group.com Widap AG Friesenstrasse 11 CH-3185 Schmitten Telefon: +41 26 497 50 60 Telefax: +41 26 497 50 69 E-Mail: info@widap.com www.widap.com Powerlines Group GmbH Johann Galler Straße 39 A-2120 Wolkersdorf im Weinviertel Telefon: +43 2245 21212-0 E-Mail: of ce@powerlines-group.com www.powerlines-group.com eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
257 Editorial 121 (2023) Heft 7-8 In eigener Sache Die Zeitschrift eb – Elektrische Bahnen ist seit nunmehr 120 Jahren die führende Fachzeitschrift für Elektrotechnik im Verkehrswesen und angrenzender Fachgebiete. Höchstes technisches Niveau, gepaart mit Praxisbezug, macht sie zu einem unentbehrlichen Arbeitsmittel für Mitarbeiter von Bahnen, der Industrie, der Wissenschaft, von Ingenieurunternehmen und Behörden über die Grenzen von Deutschland hinaus. Damit eine solche Zeitschrift auch im Zeitalter einer sich rasant verändernden Medienlandschaft ihr hohes Niveau halten kann und noch mehr Fachleute, vor allem aber auch die technischen Nachwuchskräfte erreicht, ist eine ständige Weiterentwicklung der Zeitschrift unabdingbar. Deshalb unterliegt auch die Zusammensetzung der Gremien der Zeitschrift, Herausgeber, Beiräte, Redaktion, einer steten Veränderung. Zwei unserer Mitherausgeber, Herr Dipl.-Ing. Roland Edel und Herr Prof. Dr.-Ing. Peter Gratzfeld, beenden in diesem Jahr ihre Herausgeberschaft bei der eb. Beide prägten über viele Jahre maßgeblich die Ausrichtung, den Inhalt und das Bild der Zeitschrift mit. Als CTO der Firma Siemens Mobility GmbH München nutzte Roland Edel mit viel Engagement sein Fachwissen, seine exzellente Vernetzung in der Branche, um viele prägende Impulse für die eb zu setzen. Als Professor für Bahnsystemtechnik am Institut für Fahrzeugtechnik Karlsruhe hat sich Peter Gratzfeld insbesondere um die Ausbildung Studierender auf seinem Fachgebiet einen Namen gemacht. Die wissenschaftliche Tiefe der Fachartikel in der eb sind in besonderem Maße auch sein Verdienst. Ich freue mich besonders darüber, dass sich Peter Gratzfeld auch nach seinem Eintritt in den Ruhestand bereit erklärt hat, die eb als Beirat zu unterstützen. Die Herausgeber und der Georg-Siemens-Verlag danken Roland Edel und Professor Peter Gratzfeld herzlich für ihre langjährige intensive und erfolgreiche Mitarbeit. Den Herausgebern ist es eine große Freude, Frau Dipl.-Ing. Katja Elschner (Head of Technologies, Siemens Mobility GmbH, München) und Herrn Dr.-Ing. Kristian Weiland (Leiter Entwicklung und Implementierung der Knoten für die digitale Schiene Deutschland, CTO DB Netz AG) als neue Mitherausgeber in ihren Kreis aufnehmen zu können. Beide werden ihre Ansichten und Intentionen selbst in einem Statement darstellen. Ich wünsche Katja Elschner und Kristian Weiland einen guten Start und viel Freude und Erfolg bei ihrer Mitarbeit an der eb. Auch im Beiratskreis gab und gibt es eine ganze Reihe von Veränderungen. Diese sind jedoch zum gegenwärtigen Zeitpunkt noch nicht abgeschlossen. Nach der für November 2023 vorgesehenen Gremienberatung der eb werde ich darüber berichten. Thomas Groh Federführender Herausgeber eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
258 Inhalt 121 (2023) Heft 7-8 Editorial T. Groh In eigener Sache 257 Blickpunkt 260 Fokus Neuer Herausgeber vorgestellt Dr.-Ing. Kristian Weiland ist neuer Mitherausgeber der Zeitschrift eb – Elektrische Bahnen 261 Gigabit-Bandbreite während der Zugfahrt 262 Fachwissen R. Börnicke, S. Hammer, D. Kunz Hochgeschwindigkeitsnetz in Ägypten 264 High speed network in Egypt Réseau haut débit en Egypte L. Lindenmüller, S. Röhlig, C. Söffker, J. Strohhäcker Inbetriebnahme einer Ladestation mit Symmetrierumrichter und Tests mit Akkumulator-Triebfahrzeugen 272 Commissioning of a charging station with balancing converter and tests with a BEMU Mise en service d‘une station de recharge avec convertisseur d‘équilibrage et essais avec des véhicules moteurs à accumulateurs M. Halder, R. Strietzel Beitrag der SBB Energie zur Energiestrategie 2050 der Schweiz 282 The Contribution of SBB Energy to the Swiss Climate Strategy 2050 La contribution de CFF Energie à la stratégie climatique suisse 2050 7-8 / 2023 eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
Fachwissen S. Salis, M. Freyberg Dreipunkt-Stromrichter senken den Energiebedarf elektrischer Bahnen 289 Three-level converters reduce the energy demand of electric railways Les convertisseurs de courant à trois niveaux réduisent considérablement les besoins en énergie des chemins de fer électriques Engineering O. Körner, D. Schmidt, W. Wetzel Energy ef cient propulsion technology based on permanent magnet synchronous motors 296 Energieef ziente Antriebstechnik mit Permanentmagnet-Synchronmotoren Technologie d’entraînement économe en énergie avec moteurs synchrones à aimants permanents Fachwissen E. C. Mertens, T. Köppen BIM-Oberleitungsmodel in der Vorplanung – 3D-Modelle und ihre Genauigkeit 306 BIM overhead contact line model in preliminary planning – 3D models and their accuracy Modèle BIM lignes aériennes en plani cation préliminaire – modèles 3D et leur précision Journal 310 Impressum 320 Termine U3 KONTAKT Messe Berlin GmbH Messedamm 22 · 14055 Berlin T +49 30 3038 3131 innotrans@messe-berlin.de THE FUTURE OF MOBILITY Anmeldeschluss für Aussteller: 22. September 2023
260 Fokus 121 (2023) Heft 7-8 Blickpunkt Digitalisierung schreitet voran: Die Deutsche Bahn verstärkt in ihren Werken den Einsatz digitaler Werkzeuge. Mit KI-gestützten Kameratoren (Foto), mobilen Robotern und digitalen Radsatzmessanlagen sorgt der Konzern für eine effizientere Instandhaltung und stellt sicher, dass die Züge schneller dem Betrieb wieder zugeführt werden können. Das S-Bahn-Werk MünchenSteinhausen ist das Pilotwerk für die digitale Instandhaltung bei DB Regio. Durch den Einsatz digitaler Technik werden künftig die Kapazitäten in der Instandhaltung auch in Zeiten knapper werdender Fachkräfte sichergestellt. Siehe auch Kurzmeldung im Journalteil dieser Ausgabe. Foto: Deutsche Bahn AG, Oliver Lang eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
261 Fokus 121 (2023) Heft 7-8 Neuer Herausgeber vorgestellt Dr.-Ing. Kristian Weiland ist neuer Mitherausgeber der Zeitschrift eb – Elektrische Bahnen. In der Welt der Fachpublikationen sind Übergänge selten nur personelle Wechsel; sie symbolisieren ein neues Kapitel in der Geschichte einer Zeitschrift. Mit großer Erwartung und Neugier blicken wir daher auf das neueste Kapitel der eb – Elektrischen Bahnen, das mit der Vorstellung eines neuen Herausgebers beginnt. In einer Ära, in der Fachwissen und der stetige Informationsfluss entscheidend sind, liegt es nun unter anderem in den Händen von Dr.-Ing. Kristian Weiland, die Tradition des Magazins fortzuführen und gleichzeitig neue Perspektiven einzubringen. Der berufliche Werdegang von Kristian Weiland ist beispielhaft für eine kontinuierliche Entwicklung und den Aufstieg in verantwortungsvolle Positionen im Technologie- und Managementbereich. Geboren am 12. Juli 1968 in Berlin, begann Kristian Weiland seine akademische Laufbahn an der Humboldt-Universität zu Berlin. Zwischen 1988 und 1993 absolvierte er dort sein Studium und erwarb den Titel eines Diplom-Ingenieurs der Elektrotechnik. Er setzte seine Forschung fort und promovierte 1997 im Fachgebiet „Mess- und Prüftechnik“. Zu Beginn seiner beruflichen Laufbahn zwischen 1994 und 1996 war Kristian Weiland bei der imc Meßsysteme GmbH in Berlin tätig, wo er sich mit Themen rund um die Inbetriebnahme und Fertigungsorganisation beschäftigte. 1997 trat er in die Deutsche Bahn AG ein, bei der er als Trainee in München begann. Sein Schwerpunkt lag in den Bereichen Energie- und Steuerungstechnik sowie Betriebsleittechnik. Nach weiteren Positionen als Projektleiter und stellvertretender Leiter des elektrischen Prüffeldes im Forschungs- und Technologiezentrum der Deutschen Bahn in verschiedenen Städten, steigerte er kontinuierlich seine Verantwortlichkeiten. Seine Zeit bei der DB Energie GmbH in Frankfurt zwischen 2002 und 2014 war durch verschiedene leitende Funktionen geprägt, beginnend als Leiter für Innovationsprojekte im Bereich Unternehmensentwicklung und Strategie. Später übernahm er die Rolle des Leiters für Anlagenstrategie und Leittechnik und danach die des Leiters für Anlagenmanagement. Ab 2015 übernahm er in der DB Netz AG in Karlsruhe die Verantwortung für die Großprojekte im Südwesten Deutschlands und war somit für wichtige Infrastrukturprojekte in mehreren Bundesländern verantwortlich. 2019 wechselte er nach Berlin und übernahm dort federführend das Konzernprogramm Digitale Schiene Deutschland. Zudem wurde er zum Chief Technology Officer der DB Netz AG ernannt. Seit 2023 hat Kristian Weiland seinen Sitz in Frankfurt. Er bekleidet weiterhin die Rolle des CTO der DB Netz AG und ist nunmehr Leiter der Entwicklung und Implementierung digitaler Knotenpunkte für die Digitale Schiene Deutschland. Seine Begeisterung für Technik ist weiterhin ungebrochen. Zusätzlich zu seiner beruflichen Laufbahn hat Kristian Weiland durch seine Mitgliedschaft in verschiedenen Fachgremien und seiner Beteiligung an Zertifizierungsprozessen tiefgreifende Branchenerfahrungen gesammelt. Seine Förderung durch eine Stiftung während seiner akademischen Laufbahn zeigt seine herausragenden Fähigkeiten und sein Engagement für Exzellenz. Kristian Weiland ist verheiratet und stolzer Vater von drei Kindern. Abschließend möchten wir betonen, dass Dr.-Ing. Kristian Weiland eine wichtige Ergänzung für die eb darstellt und wir positiv mit ihm in eine gemeinsame Zukunft blicken. In der folgenden Ausgabe werden wir Ihnen eine weitere neue Personalie vorstellen: Unsere zweite neue Herausgeberin, Dipl.-Ing. Katja Elschner M.A., deren fachliche Expertise und Impulse nicht minder von Interesse sein wird. eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar! eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
262 Fokus Industrie 121 (2023) Heft 7-8 Gigabit-Bandbreite während der Zugfahrt Die Lösung Rail-5G steigert die Konnektivität während der Zugfahrt und hat das Potenzial, den Schienenverkehr in Deutschland attraktiver machen. Das Unternehmen Evo-Rail aus Großbritannien hat einen Strecke zu Zug- Kommunikationsdienst auf den Markt gebracht, der Fahrgästen eine bislang noch nicht erreichte Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit bei ihrer Internetverbindung bietet. Die Lösung Rail-5G ermöglicht eine kontinuierliche Konnektivität von über 1GB mobiler Bandbreite, so dass Fahrgäste Aktivitäten wie Videokonferenzen, 3DSpiele, Live-Sport, Streaming und superschnelle Downloads von jedem Gerät aus genießen können – und das alles während der Zugfahrt. Evo-Rail ist eine Ausgründung der Universität von Bristol und heute Teil der FirstGroup, einem britischen Transportunternehmen. Die von Evo-Rail entwickelte Konnektivitätslösung Rail-5G ist die erste 5G-Lösung für den Schienenverkehr, die von Bahnexperten für die Bahn entwickelt wurde. Die Funkeinheiten sind dabei so konzipiert, dass sie die Gleise im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungen von Mobilfunkbetreibern mit einer integrierten Antenne abdecken und durch Strahlenbündelung und deren Rückverfolgung den optimalen Dienst für den Zug während der Fahrt bieten. Funktionsweise und Nachrüstung in bestehende Infrastruktur Die Lösung verwendet Funkeinheiten am Gleis und im Fahrzeug, die für den Betrieb und die besondere Umgebung der Eisenbahn ausgelegt sind. Die streckenseitigen Funkeinheiten können eine Bandbreite von mehr als 1GB pro Sekunde liefern und sind über Glasfaserkabel mit einem Netz verbunden, das eine sehr geringe Latenzzeit und eine sehr hohe Bandbreite für die Verbindung zu den Fahrzeugen bietet. Im Fahrzeug werden zwei Funkeinheiten installiert, die mit den streckenseitigen Funkeinheiten kommunizieren und eine kontinuierliche Verbindung ermöglichen. Die Funkeinheiten im Fahrzeug werden dann mit der bestehenden WLAN-Lösung verbunden. Die 5G-mmWave-Lösung für den Schienenverkehr liefert bis zu 1,8Gbit/s pro Verbindung oder durchschnittlich >1Gbit/s. Insgesamt sind bis zu 3Gbit/s Bandbreite verfügbar. Rail-5G ist so konzipiert, dass es auf der bestehenden Infrastruktur funktioniert. Die Lösung ist sehr einfach in Fahrzeuge integrierbar (Bild 1): Sie erfordert die Anbringung einer kleinen Antenne auf dem Fahrzeugdach, die dann an das bestehende WLANSystem angeschlossen wird. Jeder Fahrzeug (Wagenzug, Triebwagen) benötigt zwei solche Funkeinheiten, eine an der Vorder- und eine an der Rückseite. Für die Energieversorgung benötigt das System eine 20-V-Gleichstromverbindung. Darüber hinaus hat Evo-Rail eine eigenständige Lösung für die Funkmasten entwickelt, die innerhalb weniger Stunden sicher aufgestellt werden können, sowie Verbundmasten, die sicher an vorhandenen Stützen montiert werden können. Dies reduziert die Kosten und beschleunigt die Bereitstellung deutlich. Konnektivität als Beschleuniger der Verkehrswende Eine Anfang des Jahres durchgeführte Umfrage von Ipsos in Deutschland hat ergeben, dass mehr als ein Drittel der Menschen den Zug gegenüber umweltschädlicheren Verkehrsmitteln bevorzugen würden, wenn sie an Bord ein superschnelles und zuverlässiges WLAN zur Verfügung hätten. In der Altersgruppe der 16- bis 24-Jährigen ist dieser Anteil noch deutlich höher: 68% der jungen Leute würden sich dann für eine Bahnfahrt entscheiden. Die Verbesserung des Komforts und des Gesamterlebnisses der Fahrgäste ist von entscheidender Bedeutung, wenn die politischen Entscheidungsträger eine nachhaltige und langfristige Verlagerung der Verkehrsmittelpräferenzen anstreben. Es besteht Bild 1: Grundelemente der Rail-5G-Lösung (Bilder: Evo-Rail, teilw. bearb. eb). eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar! eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
264 Fachwissen Projekte 121 (2023) Heft 7-8 Hochgeschwindigkeitsnetz in Ägypten Ralf Börnicke, Stefan Hammer, Dietmar Kunz, Erlangen Von der Mittelmeerküste zum Roten Meer, von Kairo über Hurghada nach Safaga oder weiter über Luxor nach Abu Simbel reisen, mit einem Hochgeschwindigkeitszug. Das Projekt umfasst die Bahninfrastruktur, Hochgeschwindigkeitszüge, Lokomotiven und Regionalzüge sowie die Instandhaltung für 15 Jahre. Die Elektrifizierung muss dabei einen Mischbetrieb mit sehr engen Zugfolgen und hohen betrieblichen Anforderungen ermöglichen und extremen Umgebungsbedingungen dauerhaft standhalten. High speed network in Egypt Travel from the Mediterranean coast to the Red Sea, from Cairo via Hurghada to Safaga or further via Luxor to Abu Simbel, by bullet train. The project includes railway infrastructure, high-speed trains, locomotives and regional trains, and maintenance for 15 years. The electrification must enable mixed operation with very short train sequences and high operational requirements and withstand extreme environmental conditions over the long term. Réseau haut débit en Egypte Voyagez de la côte méditerranéenne à la mer Rouge, du Caire via Hurghada à Safaga ou plus loin via Louxor à Abou Simbel, en train à grande vitesse. Le projet comprend des infrastructures ferroviaires, des trains à grande vitesse, des locomotives et des trains régionaux, et une maintenance pendant 15 ans. L’électrification doit permettre un fonctionnement mixte avec des séquences de trains très courtes et des exigences opérationnelles élevées et résister à des conditions environnementales extrêmes sur le long terme. 1 Einleitung Das Konsortium Siemens Mobility, Orascom und Arab Contractors errichtet ein elektrifiziertes Hochgeschwindigkeitsnetz mit einer Länge von rund 2000 km zweigleisiger Strecke als schlüsselfertiges Gesamtsystem in Ägypten. Der Bau des ersten elektrifizierten Bahnsystems hat begonnen, das sich in die Welt der modernsten Hochgeschwindigkeitsnetze einreihen wird. Auf drei Linien werden in Mischbetrieb sowohl Hochgeschwindigkeits-, Regional- als auch Güterzüge in enger Zugfolge verkehren (Bilder 1 und 2). Das Projekt umfasst und integriert als schlüsselfertige Gesamt-Anlage (Turnkey) den Liefer- und Leistungsumfang von • Gleisbau, • allen Infrastruktur-Gewerken wie – Signaltechnik, – Elektrifizierung (einschließlich Bauleistungen), – Werkstattausrüstungen, – Fahrkartensystem, • Zügen sowie • Betriebsleitzentralen (Operation Control Center). Der Gesamtumfang der Liefer-, Errichtungs- und Wartungsleistungen ist auch Bild 3 zu entnehmen. Dieses Mega-Projekt beinhaltet alle üblichen Projektphasen, von der Planung (Design) über die Fertigung und Lieferung der Komponenten, deren Installation und Inbetriebnahme sowie ihre Integration zum Gesamtsystem als auch die komplette Dokumentation für Training, Betrieb und Wartung. In dem ebenfalls mit der National Authority for Tunnels als Kunde abgeschlossenen und direkt an die Errichtung anschließenden Wartungsvertrag stellt Siemens Mobility auch die Zuverlässigkeit und die Verfügbarkeit des Eisenbahnbetriebs für Jahrzehnte sicher. Das Konsortium startete im Dezember 2021 mit der Implementierung des Projekts. Sowohl die BauBild 1: Visualisierung eines Hochgeschwindigkeitszugs in Ägypten (alle Grafiken: Siemens, teilw. bearb. eb). eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar! eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
272 Fachwissen Bahnenergieversorgung 121 (2023) Heft 7-8 Inbetriebnahme einer Ladestation mit Symmetrierumrichter und Tests mit Akkumulator-Triebfahrzeugen Lars Lindenmüller, Dohna; Steffen Röhlig, Offenbach; Carsten Söffker, Salzgitter; Johannes Strohhäcker, Dresden Die Firmen Rail Power Systems und F&S Prozessautomation haben gemeinsam ein transportfähiges Ladeunterwerk mit Symmetrierumrichter entwickelt und gefertigt. Um die Anlage testen zu können, wurde diese in das Alstom-Werk Salzgitter überführt, dort eine Ladestation errichtet und das Zusammenwirken von Ladestation und Akkumulator-Triebfahrzeug untersucht. Die von der Technischen Universität Dresden begleiteten Tests ergaben den Funktionsnachweis für das Laden eines Triebfahrzeugs mit symmetrischer Belastung des speisenden Netzes im gesamten Leistungsbereich. Commissioning of a charging station with balancing converter and tests with a BEMU The companies Rail Power Systems and F&S Prozessautomation have jointly developed and manufactured a transportable charging substation with a balancing converter. In order to be able to test the system, it was transferred to the Alstom plant in Salzgitter, where a charging station was set up and the interaction between the charging station and the BEMU was examined. The tests accompanied by the Technical University of Dresden provided functional proof for charging a traction vehicle with a symmetrical load on the supply network over the entire power range. Mise en service d'une station de recharge avec convertisseur d'équilibrage et essais avec des véhicules moteurs à accumulateurs Les entreprises Rail Power Systems et F&S Prozessautomation ont développé et fabriqué ensemble une sous-station de chargement transportable avec un convertisseur symétrique. Afin de pouvoir tester l’installation, elle a été transférée à l'usine Alstom de Salzgitter, où une station de recharge a été installée et son interaction avec le véhicule moteur à accumulateur a été étudiée. Les tests accompagnés par l'Université technique de Dresde ont apporté la preuve que le chargement d'un véhicule moteur fonctionne avec une charge symétrique du réseau d'alimentation dans toute la plage de puissance. 1 Einleitung Seit jüngerer Verhangenheit werden vermehrt Triebfahrzeuge mit alternativen Antrieben als Ersatz für Dieseltriebfahrzeuge bestellt. Ziel ist sowohl die stärkere Nutzung erneuerbarer Energien als auch die Senkung von CO2-Emissionen. Die Beschaffung von Zügen mit alternativen Antrieben erfordert eine spezielle Infrastruktur zur Übertragung der Energie oder von Energieträgern auf das Fahrzeug. Bei elektrischen Triebfahrzeugen mit Akkumulatoren (ETA) muss elektrische Energie im Stand oder während der Fahrt auf das Triebfahrzeug übertragen und dort in Akkumulatoren gespeist werden. Grundsätzlich kann die Elektroenergie über Steckerlösungen oder mittels ohnehin vorhandenem Stromabnehmer übertragen werden. In letzterem Fall bietet sich die Nutzung der Oberleitung an, unter der die Fahrzeuge geladen werden können. Verlässt das Fahrzeug dann einen mit Oberleitung ausgerüsteten Streckenabschnitt, wird die in den Akkumulatoren gespeicherte Energie für die Traktion genutzt. Die Reichweite des Fahrzeugs ergibt sich aus der Energiekapazität des Fahrzeugs und dem Energiebedarf für die zu befahrende Strecke. Dabei ist zu erwarten, dass das Fahrzeug abseits elektrifizierter Strecken nachgeladen werden muss, um sein Ziel zu erreichen oder zum Ausgangspunkt zurückfahren zu können. Dafür sind kurze Oberleitungsabschnitte erforderlich, die entweder einige Kilometer beispielsweise um einen Bahnhof herum lang sein können, dann können die Züge bereits während der Fahrt geladen werden, oder es werden nur Bahnsteiggleise oder Abstellgleise überspannt und die Fahrzeuge werden im Stillstand geladen [1]. In [2] wurden verschiedene Ansätze zur Speisung der Oberleitung untersucht und ein Vorschlag zur Nutzung der Ladespannung AC 15 kV 50Hz unter Nutzung von Symmetrierumrichtern unterbreitet. eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar! eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
282 Fachwissen Energieversorgung 121 (2023) Heft 7-8 Beitrag der SBB Energie zur Energiestrategie 2050 der Schweiz Markus Halder, Robert Strietzel, Zollikofen, (CH) Welchen Beitrag kann ein Bahnstromversorger zur Energiewende leisten? SBB Energie engagiert sich für eine nachhaltige Bahnstromversorgung sowie die Steigerung der Energieeffizienz im Bahnsystem. Außerdem soll der dafür notwendige Ausbaubedarf der Energieinfrastruktur minimiert werden, indem Verbraucher smart gesteuert werden und die Nutzung des Systems für das Laden von Bussen evaluiert wird. The Contribution of SBB Energy to the Swiss Climate Strategy 2050 How can a railway energy supplier contribute to the energy transition? SBB Energy is committed to a sustainable rail energy supply as well as the increase of energy efficiency in the railway system. Furthermore, the additionally required infrastructure shall be minimized by smart control of consumers and by evaluating the use of the system for busses. La contribution de CFF Energie à la stratégie climatique suisse 2050 Comment un fournisseur d’énergie ferroviaire peut-il contribuer à la transition énergétique? CFF Energie s’engage en faveur d’un approvisionnement durable en énergie ferroviaire et de l’amélioration de l’efficacité énergétique du système ferroviaire. De plus, l’infrastructure supplémentaire requise doit être minimisée par la commande intelligente des consommateurs et par l’évaluation de l’utilisation du système pour la recharge de bus. 1 Einführung 2017 hat die Schweizer Bevölkerung die Energiestrategie 2050 angenommen. Gemäß dieser sollen bis 2050 die Treibhausgase auf Netto-Null reduziert werden. Wichtige Elemente, um dies zu erreichen, sind der Ausbau zusätzlicher erneuerbarer Energien, die Steigerung der Energieeffizienz und die Elektrifizierung im Mobilitäts- und Wärmebereich. Zur Umsetzung dieser Strategie sollen auch die Bundesbetriebe beitragen und dabei eine Vorbildwirkung einnehmen. In der Verantwortung steht dabei auch SBB Energie als Bahnstromversorger und Systemführer Bahnstrom in der Schweiz. Auch wenn der Schienenverkehr in der Schweiz dank des hohen Elektrifizierungsgrades und des nahezu CO2-freien Elektroenergiemixes bereits sehr gut aufgestellt ist, gibt es noch einige Handlungsfelder, in denen die SBB und das Bahnstromnetz einen Beitrag zur Energiewende leisten können. Nach einem kurzen Einblick, was SBB Energie direkt tut, um die Energiestrategie zu stützen, soll es in diesem Artikel vor allem darum gehen, wie der Weg dahin möglichst ressourcenschonend durch intelligente Nutzung bestehender Infrastrukturen erfolgen kann. 2 Direkter Beitrag zur Energiewende 2.1 Verkehrsverlagerung auf die Bahn unterstützen Der Verkehr ist für 32% der in der Schweiz benötigten Endenergie verantwortlich. Zudem verursacht er beinahe ein Drittel der gesamten Treibhausgas (THG)-Emissionen der Schweiz. Auf die Bahn entfallen dabei nur 5% des in der Schweiz vom Landverkehr verursachten Energiebedarfs und verantwortet 7 75 209 263 0 50 100 150 200 250 300 Bahn Elektroauto mit erneuerbaren Energien Auto durchschnitt Flugzeug g CO2 eq./Personenkilometer Bild 1: Gesamtemissionen pro Personenkilometer in der Schweiz (Grafik: Autoren, bearb. eb). eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar! eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
289 Fahrzeugtechnik Fachwissen 121 (2023) Heft 7-8 Dreipunkt-Stromrichter senken den Energiebedarf elektrischer Bahnen Silvia Salis, Turgi (CH); Martin Freyberg, Ladenburg Die Effizienz des Antriebsstrangs wirkt sich erheblich auf den Energiebedarf elektrischer Bahnen aus. Der Einsatz von Stromrichtern mit Dreipunkt-Topologie kann den Energiebedarf stark reduzieren: Ein Praxistest bei der Rhätischen Bahn AG (RhB) ergab im direkten Vergleich eine Bedarfsreduzierung der elektrischen Energie um 30%. Three-level converters reduce the energy demand of electric railways The efficiency of the drive train has a significant impact on the energy demand of electric railways. The use of converters with three-level topology can greatly reduce energy demand: A practical test at Rhätische Bahn AG (RhB) showed a 30% reduction in electrical energy demand in a direct comparison. Les convertisseurs de courant à trois niveaux réduisent considérablement les besoins en énergie des chemins de fer électriques L’efficacité de la chaîne de traction a un impact considérable sur les besoins en énergie des opérateurs ferroviaires. L’utilisation de convertisseurs de puissance avec une topologie à trois niveaux peut réduire fortement la consommation: un test pratique réalisé par les Chemins de fer rhétiques SA (RhB) a montré, en comparaison directe, une réduction de les besoins en énergie électrique de 30%. 1 Stromrichter im Bahnbetrieb 1.1 Allgemeines Traktionsstromrichter haben eine zentrale Bedeutung für den Betrieb von modernen Schienenfahrzeugen, da sie die momentan von den elektrischen Fahrmotoren benötigte elektrische Energie von der Quelle her umwandeln und übertragen. Im hier betrachteten Fall wird die einphasige 11-kV-Netzspannung durch einen Traktionstransformator zuerst reduziert und anschließend vom Traktionsstromrichter in die benötigte dreiphasige Motorspannung umgewandelt. 1.2 Energiebedarf im Betrieb senken In Zeiten steigender Energiepreise gerät die Bedeutung der Energieeffizienz von Traktionsantrieben immer stärker in den Mittelpunkt. Traktionsstromrichter bieten eine hohe Effizienz, indem sie die Energiezufuhr optimal an die Anforderungen des Motors anpassen. Außerdem ermöglichen sie einen regenerativen Bremsbetrieb, bei welchem die beim Bremsvorgang freigesetzte Energie wieder in das versorgende Fahrleitungsnetz oder in auf dem Fahrzeug befindliche Traktionsbatterien zur Energiespeicherung zurückgespeist wird. 1.3 Effizienzgewinne durch Dreipunkt-Stromrichter Um den Energieverbedarf moderner Züge weiter zu reduzieren, ist es sinnvoll, die Topologie der eingesetzten Stromrichter zu betrachten (Bild 1). Üblicherweise werden im Bahnbereich Zweipunkt-Stromrichter eingesetzt, welche am Phasenausgang zwischen zwei möglichen Potenzialen hin- und herschalten können. Für jede Stromrichter-Phase kann entweder die positive oder die negative Zwischenkreisspannung als Ausgangsspannung ausgegeben werden. Im Gegensatz dazu bieten Dreipunkt-Stromrichter zusätzlich die Möglichkeit, entweder die positive Bild 1: Motorstromrichtertopologien (Bilder 1 bis 15: ABB, teilw. bearb. eb). Zweipunkt-Topologie – Schalten am Ausgang zwischen positiver und negativer Zwischenkreisspannung (links); Dreipunkt-Topologie – Schalten mit zusätzlicher, mittlerer Zwischenstufe (rechts) eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar! eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
296 Engineering Vehicle Technology 121 (2023) Heft 7-8 Energy efficient propulsion technology based on permanent magnet synchronous motors Olaf Körner, Dominik Schmidt, Wolfgang Wetzel, Nuremberg (DE) Energy efficiency and the optimization of total cost of ownership (TCO) for rail vehicles are increasingly important aspects. An important element to fulfill these requirements is the permanent magnet motor technology. Propulsion systems based on permanent magnet synchronous motors and well aligned traction inverters optimized on system level show many benefits for high-speed, metro and commuter rail trains. Energieeffiziente Antriebstechnik mit Permanentmagnet-Synchronmotoren Energieeffizienz und die Optimierung auf Total-Cost-of-Ownership für Schienenfahrzeuge werden immer wichtiger. Ein wesentliches Element zur Erfüllung dieser Anforderungen ist die Permanentmagnet-Motortechnologie. Antriebssysteme mit Permanentmagnet-Synchronmotoren und optimal abgestimmten Stromrichtern optimiert auf Systemebene zeigen viele Vorteile im Einsatz in Hochgeschwindigkeits- und Metrozügen sowie im Nahverkehrs-Bereich. Technologie d’entraînement économe en énergie avec moteurs synchrones à aimants permanents L’efficacité énergétique et l’optimisation du coût total de possession des véhicules ferroviaires deviennent de plus en plus importantes. Un élément clé pour répondre à ces exigences est la technologie des moteurs à aimants permanents. Les systèmes d’entraînement avec moteurs synchrones à aimants permanents et convertisseurs de puissance parfaitement adaptés et optimisés au niveau du système présentent de nombreux avantages lorsqu’ils sont utilisés dans les trains à grande vitesse et les métros ainsi que dans le domaine des trains de banlieue. 1 Introduction The demand for energy efficiency, smaller carbon footprint as well as the optimization of total cost of ownership (TCO) for rail vehicles is increasing. This tendency is reflected more and more by current rail vehicle tenders. Siemens Mobility developed efficient propulsion systems based on permanent magnet synchronous motors (PSM) for high-speed and metro trains. Both vehicle types are ideal applications of PSM propulsion technology to generate ecological and economic benefits over lifetime because of their operational characteristics and typical duty cycles. For commuter rail vehicles with long coasting time periods within the typical duty cycles, simulations of propulsion systems based on a mix of asynchronous motors (ASM) and permanent magnet synchronous motors show clear advantages in terms of energy efficiency and initial investment. This propulsion system will also be introduced in this article. 2 Development The development of the PSM propulsion technology made by Siemens Mobility started more than 20 years ago [1] with laboratory prototypes and permanent magnet motors for field tests, an example being the successful SYNTEGRA train for the Munich metro system [2]. Starting in 2005, large quantities (>8000pcs) of permanent magnet synchronous motors in the 160 kW power range were built by Siemens for hybrid and electric buses. These water-cooled motors have data and characteristics very similar to traction motors for metro trains in terms of maximum and continuous power, maximum speed and starting torque. In 2015 and 2016, a PSM for high-speed train application was tested in a Velaro train [1]. The selfventilated motors of type 1DB2222 with 680 kW power and their control system performed without any problem. The train with the two test motors operated in regular passenger operation and covered about 480000 km in roughly one year. Based on these experiences, two PSM propulsion systems for high-speed and metro trains were developed and tested. eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar! eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
Sonderdruck Anfragen: Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Telefon +49 30 76 99 04 13 E-Mail mail@georgsiemensverlag.de eb Sonderdruck Digital oder Print Möchten Sie einen Beitrag für Werbezwecke nutzen? Einzelne Beiträge können als Sonderdruck digital oder print erworben werden. Sprechen Sie uns an! So könnte ihr Sonderdruck aussehen: eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
306 Praxiswissen Fahrleitung 121 (2023) Heft 7-8 BIM-Oberleitungsmodel in der Vorplanung – 3D-Modelle und ihre Genauigkeit Eike Christan Mertens, Hannover; Tobias Köppen, Karlsruhe Bei der Erstellung von BIM-Fachmodellen in der Vorplanung besteht die Herausforderung darin, ein Modell zu erzeugen, welches die Ungenauigkeit der frühen Planungsphase abbildet und dennoch detaillierte Informationen liefert. Dafür wurde im Rahmen mehrerer Projekte eine Anwendung entwickelt, die skalierbare Mast-, Leiter und Fundamentgassen (teil-)automatisiert an einer Bahntrasse platziert und mit Sachdaten versehen kann. BIM overhead contact line model in preliminary planning – 3D models and their accuracy When creating BIM technical models in the preliminary planning, the challenge is to create a model that depicts the inaccuracy of the early planning phase and still provides detailed information. For this purpose, an application was developed as part of several projects that (partially) automatically places scalable mast, ladder and foundation aisles on a railway line and can provide them with factual data. Modèle BIM lignes aériennes en planification préliminaire – modèles 3D et leur précision Lors de la création de modèles techniques BIM dans la planification préliminaire, le défi consiste à créer un modèle qui représente l’imprécision de la phase de planification initiale tout en fournissant des informations détaillées. À cette fin, une application a été développée dans le cadre de plusieurs projets qui place (partiellement) automatiquement des allées de mât, d’échelle et de fondation évolutives sur une ligne de chemin de fer et peut leur fournir des données factuelles. 1 Hintergrund Bei einer konventionellen Oberleitungsplanung helfen die Leistungsphasen der Honorarordnung für Architekten und Ingenieure (HOAI) [1] sowie Richtlinien der Eisenbahninfrastrukturunternehmen (EIU), den Umfang und die Genauigkeit der Planung in den einzelnen Projekt- und Planungsphasen festzulegen. Bei Planungen mit der Building Information Modeling Methode (BIM) lassen sich die Planungsphasen nicht klar voneinander abgrenzen. Die jeweiligen Inhalte werden projektbezogen festgelegt. Bereits im frühen Planungsprozess wird eine hohe Planungstiefe gefordert, die detailliertere Grundlagen abverlangt. Dies sind zum Beispiel digitale Gelände- beziehungsweise Oberflächenmodelle (DGM, DOM), Bodensondierungen, Leitungsauskünfte, Planungsstände anderer Gewerke oder tangierende Maßnahmen. Diese Daten liegen bei den meisten Projekten in dieser Phase gar nicht oder unvollständig vor und führen damit zur Entstehung von Unschärfen. Diese müssen in den Fachmodellen und deren Visualisierungen jedoch dargestellt werden. Es besteht sonst die Gefahr, dass die Modelle eine Scheingenauigkeit vortäuschen. 2 Grundlagen Bei der konventionellen Planung enthält die Standardplanliste der Konzernrichtlinie der Deutschen Bahn (DB) (Ril 997.0120) [2] Vorgaben zum Planungsinhalt der einzelnen Leistungsphasen (Bild 1). In der Vorplanung, die von iterativen Abstimmungen und zahlreichen Planungsvarianten geprägt ist, sind Lösungskonzepte zu beschreiben. Eine nützliche OpBild 1: Auszug Standardplanliste DB Netz AG (aus [2]). eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar! eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
310 Journal 121 (2023) Heft 7-8 Bahnen Zunahme von Eisenbahnfahrten Im ersten Halbjahr 2023 betrug der bereinigte Konzernumsatz der DB 25Mrd. EUR; das sind 3Mrd. EUR weniger als im Vorjahreszeitraum. Trotz erschwerter Rahmenbedingungen wie anhaltender Inflation und Preisrückgängen an den internationalen Frachtmärkten hat der DB-Konzern im ersten Halbjahr mit 331Mio. EUR erneut ein positives operatives Ergebnis (EBIT bereinigt) erzielt. Der operative Gewinn ist, auch wegen hoher Vorleistungen der DB für Verbesserungen in der Infrastruktur, im Vergleich zu den ersten sechs Monaten 2022 um 500Mio. EUR, also 62%, gesunken. DB Schenker erzielte trotz der sich normalisierenden Frachtraten im Luft- und Seefrachtverkehr im ersten Halbjahr 2023 einen operativen Gewinn von 626Mio. EUR. Der positive Beitrag der Logistik-Tochter zum Konzernergebnis liegt somit auf fast dreimal so hohem Niveau wie vor der Corona-Pandemie. Im Berichtszeitraum fuhren mit DB Regio 808Mio. Reisende 11,5% mehr als im ersten Halbjahr 2022. DB Fernverkehr beförderte 68Mio. Fahrgäste, 9Mio. Reisende oder 15,4% mehr als im gleichen Vorjahreszeitraum. Mit 21,7Mrd. Pkm lag der DB-Fernverkehr weit über dem Vorjahreshalbjahr von 18,3Mrd. Pkm und über dem Rekordhalbjahr 2019. Beim operativen Ergebnis verbesserte sich DB Fernverkehr im ersten Halbjahr 2023 um 130Mio. EUR. Die Güterverkehrsleistung von DB Cargo in Deutschland sank von 30,7Mrd. tkm auf 27,3Mrd. tkm. Das EBIT bereinigt stieg im ersten Halbjahr 2023 von - 299Mio. EUR im Vorjahreszeitraum auf - 195Mio. EUR. Die Betriebsleistung auf dem Schienennetz ist im ersten Halbjahr 2023 um 0,9% auf 558Mio. tkm leicht gesunken und damit auf hohem Niveau geblieben. Die Pünktlichkeit im Fernverkehr sank im ersten Halbjahr 2023 auf 68,7%. Im ersten Halbjahr 2022 hatte diese 69,6% betragen. In den ersten sechs Monaten 2023 verzeichnete der Systemverbund Bahn 339Mio. EUR Verlust. Größter Treiber waren die deutlich höheren Ausgaben des Geschäftsfelds DB Netze Fahrweg für Verbesserungen bei der Infrastruktur. „Um unsere Zukunftsinvestitionen abzusichern, müssen wir in allen Bereichen produktiver und effizienter arbeiten“, betonte Finanzvorstand Dr. Levin Holle. Zusätzliche Kosten müssten durch mehr Produktivität und höhere Erträge ausgeglichen werden. Europäisches Metropolen-Netz Die DB erarbeitete gemeinsam mit europäischen Eisenbahnverkehrsunternehmen eine Studie zum Ausbau des Hochgeschwindigkeitsverkehrs (HGV) in Europa. Der Vorschlag zum Metropolitan Network umfasst konkrete Streckenerweiterungen für schnelle Personenzüge auf dem gesamten Kontinent und die Simulation der damit möglichen wachsenden Verkehrsleistungen auf der Schieneninfrastruktur. Grundlage der Studie ist der Green Deal der EU-Kommission. Der europäische HGV soll mit einer geplanten Verdoppelung bis 2030 und einer Verdreifachung bis 2050 einen wichtigen Beitrag zur CO2-Reduktion im Transportsektor erbringen. Die wichtigsten Zahlen und Fakten zum Metropolitan Network: • Es bindet alle 230 Metropolregionen und die großen Städte in Europa mindestens im Stundentakt an den HGV an. Als Metropolregionen sind Agglomerationen von mehr als 250000 Einwohnern definiert. • Rund 60% der Europäer leben in den Metropolregionen und erhielten damit einen direkten Zugang zum HGV; auch in Regionen, in denen es heute Lokomotive Taurus mit Werbung für das Deutschlandticket von DB Regio mit einem Regional-Express in Berlin Hbf (Foto: DB/Volker Emersleben). eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar! eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
311 Journal 121 (2023) Heft 7-8 noch gar keinen schnellen Eisenbahnverkehr gibt. • Der Schlüssel liegt in der Infrastruktur: Insgesamt 21000 km Schienennetz müssen europaweit neu- und ausgebaut werden. Die für den HGV ausgelegten Strecken würden sich von heute 11300 km bis 2050 auf 32000 km knapp verdreifachen. Das Netz soll 300 km/h zulässige Geschwindigkeit erlauben. • Für Deutschland heißt das: Würde der Streckenausbau einschließlich der bereits im Bau befindlichen und geplanten Trassen erfolgen, würde die Hochgeschwindigkeitsinfrastruktur auf 6000 km anwachsen. Gewinner wäre auch Polen, das sein Netz von heute 224 km um 2760 km verzehnfachen würde. Soll der Green Deal gelingen, müssen die EU und die Mitgliedsländer erhebliche zusätzliche Investitionen in die Hand nehmen und europaweit in den Netzausbau stecken. Die derzeit in Planung oder im Bau befindlichen Infrastrukturmaßnahmen reichen nicht aus, um eine Verdoppelung des Hochgeschwindigkeitsverkehrs bis 2030 zu erreichen. Coradia Stream High-Capacity für Schleswig-Holstein Auf den Eisenbahnlinien RE 7/70 Kiel/ Flensburg – Hamburg und RB61/71 Wrist/Itzehoe – Hamburg der Netze Mitte und Süd-West in Schleswig-Holstein laufen die Verträge mit DB Regio und der Nordbahn zum Dezember 2027 aus. Für die Nachfolge eröffnete die NAH.SH (Nahverkehrsverbund Schleswig-Holstein) im Auftrag des Landes ein Vergabeverfahren, das sich in drei getrennte Vergaben staffelt: Mit Alstom wurde ein Unternehmen beauftragt, das die Triebzüge liefert und wartet. Gegenwärtig sucht die NAH.SH den Fahrzeugvorhalter, der die neuen Züge finanzieren soll und sie dann dem Eisenbahnverkehrsunternehmen (EVU) zur Verfügung stellt. Ab dem zweiten Quartal 2024 startet die Vergabe des eigentlichen Eisenbahn-Betriebes an ein EVU. Für insgesamt 900Mio. EUR liefert Alstom 40 Elektrotriebzüge Coradia Stream High-Capacity und übernimmt die Instandhaltung für 30 Jahre. Die vierteiligen, teilweise doppelstöckigen Züge besitzen 160 km/h zulässige Geschwindigkeit bieten je nach Netz 360 bis 390 Sitzplätze Neue schnelle Strecken bis 2030 Entwurfsgeschwindigkeit Strecken bis 2030 wie geplant und 250km/h wenn unbekannt Neue schnelle Strecken ab 2030 Entwurfsgeschwindigkeit Strecken ab 2030 300 km/h Heutige schnelle Strecken heutige Reisegeschwindigkeiten >140 km/h Europäisches Metropolen Netz Schnelle Strecken, um Europas Metropolregionen zu verbinden Europäisches Metropolen-Netz (Grafik: DB). Alstom Coradia Stream High-Capacity für Schleswig-Holstein (Visualisierung: Alstom). eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar! eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
312 Journal 121 (2023) Heft 7-8 XXL-Triebzüge für die S-Bahn München Ab Ende 2028 sollen bei der S-Bahn in München die ersten Triebzüge einer neuen Generation zum Einsatz gelangen. Zum ersten Mal werden in Deutschland komplett durchgängige S-Bahn-Fahrzeuge mit über 200m Länge im Einsatz sein. Nach einer EU-weiten Ausschreibung wird Siemens Mobility die 90 bestellten Triebzüge mit 2Mrd. EUR Auftragsvolumen liefern. Es gibt eine Option auf weitere Fahrzeuge. Die Finanzierung wird vom Freistaat Bayern über ein Leasingmodell garantiert. Auf einem gemeinsamen Pressetermin am Wittelsbacher Platz in München am 2. August 2023 stellten die DB, das Bayerische Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr und Siemens Mobility den Triebzug vor. Bei den neuen Zügen liegt der Fokus auf minimale Lebenszyklus-Kosten durch hohe Energieeffizienz, Leichtbauweise, minimierte Wartungskosten. Dazu gehören der Einsatz von SiC-Halbleitern, effiziente Transformatoren ohne Öl als Kühlmittel sowie die aerodynamische Gestaltung. Es sind eine große Anzahl von redundanten Komponenten verbaut und mit dem System Railigent X ausgestattet, das zustandsbasierte und vorausschauende Wartung der Züge ermöglicht und höchste Verfügbarkeit der Züge gewährleitstet. Diagnosesysteme erfassen während der Fahrt den Status relevanter Komponenten wie etwa der Türsteuerung und der Klimaanlage. Die Daten werden verarbeitet und die wesentlichen Informationen für den Betrieb der Flotte dann direkt in Leitstellen und Werke übertragen. So können Züge rechtzeitig aus dem Betrieb genommen werden und die Instandhaltung zielgerichteter und effizienter geplant werden. Die 98-prozentige Wiederverwertbarkeit der eingesetzten Materialien wird im Konstruktionsprozess beachtet. Durch einen langfristen Softwarepflegevertrag bis 2034 können Siemens Mobility und die DB jederzeit aktuelle Software aufspielen und die Fahrzeug-IT zukunftssicher weiterentwickeln. 1,40m breite Türen sorgen mit 20 cm mehr Durchgangsbreite als bisher und mit großzügigen Einstiegsbereichen für gute Verteilung der Fahrgäste. Die Klimaanlage arbeitet mit umweltfreundlichen Kältemitteln und ist auf Temperaturen von – 25 °C bis zu 45 °C ausgelegt. Insgesamt gibt es 166 Displays für die Fahrgastinformation in Echtzeit. Das sind 104 Displays im Innenraum über den Türen, an der Decke, in den Wagenübergängen und an den Rückwänden der beiden Führerstände. 62 Außendisplays über den Türen informieren über Linie, Fahrtziel und Zwischenhalte. Vier große Display-Wände auf den Rückseiten der Führerstände ergänzen die Anzeigen. Mit den Bereichen Forschung und Entwicklung, Engineering und Komponenten sind die bayerischen Standorte München, Erlangen, Nürnberg und Luhe-Wildenau an den neuen S-BahnZügen maßgeblich beteiligt. Automatisierte Instandhaltung Das S-Bahn-Werk München-Steinhausen ist Pilotwerk für die automatische Instandhaltung bei DB Regio. Dort präsentierten am 31. Juli 2023 DB-Technik- und Digitalvorständin Dr. Daniela Gerd tom Markotten und Evelyn Palla, DB-Vorständin für Regionalverkehr, drei der automatischen Tools, die die Kapazitäten in der Instandhaltung in Zeiten knapper Neue S-Bahn-Triebzüge für München (Visualisierung: Siemens). Tabelle Ausgewählte Daten des S-BahnTriebzuges München. Bestellte Exemplare 90 Baujahre ab 2028 Wagenkästen 13 Zweiachsige Drehgestelle 14 Länge mm 202 000 Breite mm 3 000 Masse t 365 Leistung kW 7 800 zulässige Geschwindigkeit km/h 160 Fahrleitungsspannung 1AC 15 kV 16,7 Hz Sitzplätze 480 Fahrgastkapazität 1 841 Türen je Fahrzeugseite 31 Zugsicherungssystem ETCS, ATO eb 7-8 2023 ePap r Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
313 Journal 121 (2023) Heft 7-8 werdender Fachkräfte sicherstellen. Münchens S-Bahn-Flotte wächst in 2023 um 16 auf 289 Triebzüge. Diese werden zusätzlich im DB-Regio-Werk in Steinhausen gewartet. Die Tools greifen in drei Bereichen: Eine KI (Künstlicher Intelligenz) untersucht Bilder, die bei Zugfahrten durch ein Kamerator aufgenommen werden, auf Schäden und Unregelmäßigkeiten am Zug, eine Laser-Anlage misst die Profilwerte der Radsätze und ein Roboter inspiziert die Züge von unten. Die automatische Radsatz-Messanlage wird in den Gleisen einer Werkszufahrt verbaut, ist 15m lang und wird mit einer Geschwindigkeit von 3 bis 15 km/h überfahren. Dabei erfasst ein Laser-Scanner die Profilwerte der Radsätze. Zusätzlich erfassen Messtaster beim Überrollen des Rades dessen (Un-)Rundheit. Die Daten leitet die Anlage automatisiert in die Werkstatt weiter. Aktuell betreibt die DB zehn dieser Messanlagen. Bis Mitte 2024 werden insgesamt 14 Radsatzmessanlagen sowohl im Fern- als auch im Regionalverkehr in Betrieb genommen. Kameratore sind 8m hohe, 9m lange und 5m breite Stahlkonstruktionen, die mit maximal 15 Videokameras bestückt sind und vor Werken und an der Strecke positioniert werden. Züge, die durch diese Tore fahren, werden von den Kameras erfasst, und eine KI analysiert die Bilder automatisch auf Schäden und meldet diese. Die Durchfahrtsgeschwindigkeit der Züge im Werk beträgt 10 km/h, auf der Strecke 40 bis 80 km/h. Aktuell nutzt der Konzern 14 Kameratore an neun Standorten. Bis Ende 2025 werden zusätzlich neun Kameratore in Betrieb genommen. Für Inspektionen des Zug-Unterbodens sind Unterflurroboter vorgesehen. Das mobile, 200 kg schwere Gerät wird zwischen die Schienen gespannt und fährt unter dem Zug entlang. Bewegliche Kameras erfassen den Zustand des Unterbodens, beispielsweise von Schrauben oder Abdeckklappen auf Schäden oder Rost, übertragen die Daten in ein System, das sie dann mithilfe von KI mit dem Soll-Zustand vergleichen und etwaige Schäden erkennen soll. Derzeit ist der Unterflurroboter ein Prototyp und befindet sich in der Entwicklungs- und Testphase in Werken des Fern- und Regionalverkehrs. Kombiniert sollen die drei Tools zusammen täglich 20 Arbeitsstunden an monotoner Routinearbeit im Werk entbehrlich machen. Bahnbetriebswerk für Akkumulator-Triebwagen Siemens Mobility eröffnete am 19. Juni 2023 nach 1,5 Jahren Bauzeit zusammen mit der Südwestdeutschen Landesverkehrs-GmbH (SWEG) eine Bahnbetriebswerkstatt in Offenburg. In dem Depot werden die 27 zweiteiligen Siemens-Akkumulator-Triebzüge des Typs Mireo Plus B instandgehalten, die voraussichtlich ab Mitte Dezember 2023 im Netz 8 Ortenau zum Einsatz kommen sollen. Die SWEG vermietet die Halle ab Juni 2023 für 30 Jahre an Siemens Mobility. Im Rahmen der feierlichen Depoteröffnung fand eine erste öffentliche Testfahrt des Mireo Plus B auf der Strecke Offenburg – Gengenbach statt. Bei dieser Gelegenheit unterzeichneten der baden-württembergische Verkehrsminister Winfried Hermann sowie die SWEGGeschäftsführer Tobias Harms und Dr. Thilo Grabo den Verkehrsvertrag für das Netz 8, der ab dem 10. Dezember 2023 den Betrieb für 15 Jahre an die SWEG überträgt. Zum Netz 8 Ortenau gehören die Strecken Offenburg – Freudenstadt/ Hornberg, Offenburg – Bad Griesbach, Offenburg – Achern, Achern – Ottenhöfen, Biberach (Baden) – Oberharmersbach-Riersbach. Voraussichtlich ab dem Jahr 2025 wird die reaktivierte HermannHesse-Bahn zwischen Calw und Renningen Teil des Netzes. Das Netz 8 umfasst Leistungen von 2,5Mio. Zug-km pro Jahr. Die neue Bahnbetriebswerkstatt liegt im nordöstlichen Offenburger Bahnhofsgebiet und erstreckt sich auf 1350m2 Fläche mit zwei Grubengleisen, Dacharbeitsständen und einem durchgängigen ei für journalistisch-redaktionelle Zwecke. n AG | Stand: Juli 2023 d enden mühsame Gruben-Inspektionen, um tell zu erkennen und schafft damit Zeit für Reter ein Prototyp und befindet sich in der Entrn- und Regionalverkehrs. n rechnerisch jeden Tag bis zu 20 Arbeitsstunk entbehrlich. Foto: Deutsche Bahn/Next Generation Robotics Unterflurroboter zur Inspektion des Fahrzeugunterbodens (Foto: DB/Next Generation Robotics). Akkumulator-Triebzug Siemens MireoPlus B (Foto: Siemens) eb 7-8 2023 ePaper Abonnement 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar! eb 7-8 2023 ePaper Abonnem nt 2023 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
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