Konvoi- Simulation und -Visualisierung
Grundidee
Auf der NBP-Teststrecke fahren zurzeit zwei RailCabs. Das Konzept für die 1:1-Realisierung sieht vor, dass viele RailCabs in Konvois fahren. Je länger ein Konvoi ist, umso mehr Energie wird gespart. Die Bildung eines langen Konvois mit realen RailCabs ist auf der Versuchsanlage nicht möglich. Ziel der Anwendung ist es, reale und virtuelle RailCabs in eine Simulation zu integrieren und darzustellen: Ein Konvoi wird aus einem realen und vier simulierten RailCabs gebildet. Das reale RailCab fährt auf der Teststrecke. Seine Position und Geschwindigkeit wird an die Visualisierung übertragen. Die anderen vier RailCabs werden simuliert. Der gesamte Konvoi ist in der Visualisierung zu sehen.
HIL-Simulation
Für die RailCab-Simulation ist ein Matlab/ Simulink Modell erstellt worden. Das Modell berücksichtigt Umwelteinflüsse wie Steigung der Strecke und Wind. Der Konvoi wird mit einem realen und vier simulierten RailCabs gebildet. Das erste RailCab im Konvoi ist das sogenannte Führungs-RailCab. Es überträgt seine Soll-Geschwindigkeit an alle Fahrzeuge.
Jedes folgende RailCab berechnet seine Position mit Hilfe der Position und Geschwindigkeit seines vorherfahrenden RailCabs.
Um Kollisionen zu vermeiden wird die Soll-Position aus dem Vergleich des Bremswegs zum vorausfahrenden RailCab berechnet.
- HIL-Prüfstand für einen Konvoi-Regler
VR-Visualisierung
Für die Visualisierung einer Konvoi-Fahrt sind die RailCabs und die NBP-Teststrecke als 3D-Modelle nachgebildet worden.
Das erste RailCab im Konvoi repräsentiert das reale RailCab, die folgenden RailCabs stellen die simulierten RailCabs dar.
Die Visualisierung stellt das Verhalten des gesamten Konvois dar. Dadurch werden zum Beispiel Kollisionen der RailCabs schneller erkannt. In dem RailCab auf der Teststrecke befindet sich ein Industrie-PC. Auf diesem wird die Simulation berechnet. Die Position und Geschwindigkeit werden per UDP-Protokoll zur Visualisierung übertragen. Die übertragene Position wird verwendet, um die RailCabs auf der virtuellen Teststrecke zu platzieren. Die Geschwindigkeit wird verwendet, um bei Verbindungsausfällen die Bewegung der RailCabs zu extrapolieren.
- NBP-Teststrecke mit realem RailCab und VR-Visualisierung eines Konvois