Fortschritte auf dem Weg zur autonomen Tram

Im Mittelpunkt stehen Systeme zur Erfassung der Fahrzeugumgebung und zur präzisen Positionsbestimmung. Dabei kommen hoch entwickelte Sensoren wie Farbkameras und Lidar zum Einsatz, um sowohl fahrzeugseitig als auch infrastrukturseitig Hindernisse und Lichtsignale zu erkennen. Die Navigation erfolgt mittels differenzieller GNSS-Technologie in Kombination mit Inkrementalgebern. Diese gewährleisten eine genaue Kenntnis der Ego-Position der Straßenbahn in Weltkoordinaten, was für den autonomen Betrieb als unerlässlich gilt. Die Datenfusion erfolgt über Kalman-Filter, die eine präzise Berechnung der zurückgelegten Strecke und damit eine optimierte Verkehrssteuerung ermöglichen.

Ein zentraler Aspekt sind die Fahrstrategien, die aus verschiedenen Quellen wie Infrastruktur, Umweltbedingungen und Fahrplan abgeleitet werden. Diese Strategien bestimmen die Sollgeschwindigkeit der Straßenbahn und ermöglichen eine Anpassung an Lichtsignalanlagen, um ein rechtzeitiges Anhalten an Haltestellen zu gewährleisten. Ein innovatives Element des Projekts ist der Fuzzy-Regler, der für die Steuerung der Bremsvorgänge entwickelt wurde. Dieser berücksichtigt Eingangswerte wie Geschwindigkeit und Abstand zum Haltepunkt, um eine sanfte und sichere Verzögerung zu gewährleisten. Sicherheit spielt die Hinderniserkennung. Dabei werden neuronale Netze eingesetzt, um aus Kameradaten Objekte und deren Klassifikation zu erkennen. Die Datenfusion und -verfolgung erfolgt ebenfalls über den eingangs erwähnten Kalman-Filter, um eine kontinuierliche Überwachung der Umgebung zu gewährleisten.

Zusätzlich wird ein Visionsfahrzeug entwickelt, um die Erwartungen und Anforderungen der Nutzer an eine autonome Straßenbahn zu erfassen. Basierend auf Befragungen werden Kommunikationskonzepte und HMI-Designs entwickelt, um die Interaktion zwischen Fahrzeug, Fahrgästen und anderen Verkehrsteilnehmern zu optimieren. Insgesamt zeige das SmarTram-Projekt deutliche Fortschritte in der Entwicklung autonomer Straßenbahnen, die Sicherheit und Effizienz des ÖPNV nachhaltig verbessern können.

Um die Komponenten zu testen und die notwendigen Daten zu sammeln, wurde ein Straßenbahntriebwagen vom Typ Tatra T3D-M der CVAG, Baujahr 1988, als Testfahrzeug ausgerüstet. Das Fahrzeug verkehrt mit Personal der beteiligten Unternehmen, jedoch ohne Fahrgäste, auf den Gleisen des Betriebshofs sowie auf ausgewählten Linien der Chemnitzer Straßenbahn. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse soll es am Ende des Forschungsprojekts möglich sein, das Testfahrzeug auf einem speziell ausgewählten kurzen Streckenabschnitt der CVAG unter Aufsicht von begleitendem Fahrpersonal autonom fahren zu lassen. (iw)