Škoda Transtech

Schulungs­simulator bringt Millionen­einsparungen für den Straßenbahn­verkehr

Wie können Straßenbahnfahrer:innen auf einer noch nicht vorhandenen Straßenbahnlinie geschult werden? Der Schulungssimulator der Tampereen Raitiotie Oy bringt Einsparungen in Millionenhöhe und hilft bei der Entwicklung des autonomen Fahrens im Schienenverkehr.

DAS ZIEL

Kosteneffizienz, hochwertige Schulungen und Effizienz in der Produktentwicklung

In Tampere wurde ein komplett neues Straßenbahnsystem aufgebaut, bei dem Menschen, die noch nie Straßenbahn gefahren sind, als Fahrer:innen eingesetzt werden. Die Tampereen Raitiotie Oy hatte eine klare Vision für die Fahrerschulung: Statt der herkömmlichen, ausschließlich auf der Straßenbahnlinie durchzuführenden Schulung sollte das Fahrtraining größtenteils in einem Schulungssimulator stattfinden.

Mit dem Schulungssimulator können die Fahrer:innen mehr Fahrstunden als üblich absolvieren und unerwartete Verkehrssituationen sowie das Fahren unter unterschiedlichen Licht- und Umgebungsbedingungen üben. Der Simulator wurde auch entwickelt, um erhebliche Kosteneinsparungen zu erzielen, indem die Notwendigkeit, bei der Schulung richtige Straßenbahnwagen einzusetzen, reduziert wird.

„Das Ziel war es, einen Schulungssimulator zu bauen, der so authentisch wie möglich aussieht und sich auch so anfühlt. Darüber hinaus wollten wir bei Škoda den Simulator in unsere Produktentwicklung integrieren und ihn nutzen, um verschiedene Funktionen mit der gleichen Ausrüstung wie in einer echten Straßenbahn zu testen“, sagt Kai Hermonen, IT-Manager bei Škoda Transtech Oy, dem Hersteller der Straßenbahnwagen.

Das Ziel war es, einen Schulungssimulator zu bauen, der so authentisch wie möglich aussieht und sich auch so anfühlt. Darüber hinaus wollten wir bei Škoda den Simulator in unsere Produktentwicklung integrieren und ihn nutzen, um verschiedene Funktionen mit der gleichen Ausrüstung wie in einer echten Straßenbahn zu testen.

Kai Hermonen, IT-Manager bei Škoda Transtech Oy

DIE LÖSUNG

Von detaillierter Steuerungssimulation zur vollständigen HiL-Lösung

Der Schulungssimulator war Teil des bei Škoda Transtech in Auftrag gegebenen Vertrags über die Lieferung von Straßenbahnwagen. Für die Entwicklung des Simulators wurde ein multidisziplinäres Team zusammengestellt: Gofores Tochterunternehmen Creanex war für die Simulation, die Übungen und die gesamte Ausrüstung verantwortlich, während das Unternehmen 3D Talo Oy aus Kuopio zusammen mit der Clever-Einheit der Fachhochschule Kajaani (Kajaanin ammattikorkeakoulu, KAMK) die visuelle Modellierung der Stadt- und Straßenbahnumgebung durchführte.

Bei der Entwicklung des Simulators wurden selbst die kleinsten Details beachtet, um ein Erlebnis zu schaffen, das den Fahrer:innen einer echten Straßenbahn entspricht. Die Bedienelemente in der Steuerkabine wurden so integriert, dass sie wie in einer echten Steuerungsumgebung funktionieren. Es wurde eine Drei-Bildschirm-Ansicht konzipiert, die der realen Umgebung entspricht, einschließlich Gebäuden, Verkehrsschildern und Rückspiegeln. Die Realitätsnähe wurde durch die Platzierung des Simulators im Inneren eines 1:1-Modells eines Straßenbahnwagens abgerundet.

Die Steuerkabine wurde mit den Bedienelementen einer echten Steuerung sowie drei Bildschirmen ausgestattet, die der Perspektive der Fahrer:innen aus einer echten Kabine entsprechen.

Der Simulator wurde sehr realitätsnah gestaltet, was von den Fahrer:innen gut aufgenommen wurde. Das Fahren im Simulator ist so nah an der Realität, dass er auch für die Planung der Fahrpläne herangezogen werden konnte. Auf der Grundlage des Schulungssimulators begannen wir mit der Entwicklung eines vollwertigen HiL-Systems für den Einsatz in der Entwicklungsarbeit bei Škoda.

Timo Mustonen, Technischer Leiter bei Creanex

Das HiL-System (Hardware in the Loop) erzeugt eine vollständig simulierte Umgebung zum Testen des Steuersystems. Es verfügt über alle IO-Schnittstellen eines echten Steuerungssystems, sodass die Simulation praktisch genauso funktioniert wie die reale Implementierung.

DAS ERGEBNIS

Einsparungen in Millionenhöhe, qualifizierte Fahrer:innen und ein Sprung in Richtung autonomes Fahren

„Dank des Schulungssimulators mussten wir keine zusätzlichen Wagen für die Schulungen anschaffen und die Abwesenheit von Fahrer:innen vom Dienstbetrieb während der Erst- und Fortbildung berücksichtigen. Dies führt zu erheblichen Einsparungen, denn allein ein Straßenbahnwagen kostet einige Millionen Euro“, sagt Ali Huttunen, Fuhrparkleiter bei Tampereen Raitiotie Oy.

Der Schulungssimulator erleichtert den Fahrer:innen die Zeitplanung, denn sie können damit das Fahren sicher üben und die Schulungszeiten auf ihre persönlichen Bedürfnisse abstimmen.

Der Simulator hat sich auch auf die Gestaltung des echten Straßenbahnwagens ausgewirkt, da es nicht notwendig war, in der Steuerkabine einen separaten Platz für den/die Ausbilder:in vorzusehen, wie es bei herkömmlichen Wagen der Fall gewesen wäre. So konnte die Steuerkabine hinsichtlich der Fahrerergonomie bestmöglich gestaltet werden.

„Dies ist der erste Straßenbahnsimulator in Finnland, und wir haben ihn überraschend schnell fahrbereit gemacht. Nun stehen wir auch kurz davor, für unsere Produktentwicklung ein alle Komponenten integrierendes HiL-System zu erhalten. Der Simulator ermöglicht uns einen großen Schritt in die Richtung des autonomen Fahrens, da selbst Software einer hohen Sicherheitsstufe direkt im Simulator getestet werden kann“, erklärt Kai Hermonen von Škoda Transtech.

Die Konzeptionierung des Schulungssimulators begann im August 2019, und im Juni 2020 wurde der Simulator offiziell in Betrieb genommen. Der kommerzielle Verkehr der Tampereen Ratikka, der Straßenbahn von Tampere, wurde im August 2021 aufgenommen. Für die Weiterentwicklung der Strecke und der Straßenbahnwagen liegen bereits bis ins Jahr 2040 reichende Pläne vor, und der Schulungssimulator soll Teil dieser Pläne sein.

Highlights des Projekts

Das Ziel

Die Tampereen Raitiotie Oy wollte für die Fahrerschulung einen Schulungssimulator verwenden, der echt aussieht und sich auch so anfühlt. Ziel war die Sicherstellung der Qualifikation der Fahrer:innen, und der Simulator sollte sowohl Zeit als auch Ausbildungskosten sparen. Škoda Transtech, der Hersteller der Straßenbahnwagen, wollte den Simulator auch nutzen, um den Anforderungen der Produktentwicklung im Schienenverkehr gerecht zu werden.

Die Lösung

Gofores Tochterunternehmen Creanex war für die Simulation, die Übungen und die gesamte Ausrüstung verantwortlich. Der Simulator wurde konzipiert, um ein realistisches Fahrerlebnis zu schaffen, sowohl hinsichtlich der Steuerung als auch der auf den Bildschirmen dargestellten Umgebung. Auf der Grundlage des Schulungssimulators wurde mit der Entwicklung eines vollständigen HiL-Systems für Škoda Transtech begonnen.

Das Ergebnis

Dank des Schulungssimulators kann die Tampereen Raitiotie Oy alle ihre Straßenbahnwagen im Betrieb halten, was zu Einsparungen in Millionenhöhe führt. Der Simulator macht es den Fahrer:innen leicht, ihre Fähigkeiten zu erweitern und zu aktualisieren. Die für Škoda Transtech entwickelte HiL-Simulation ermöglicht die Entwicklung des Schienenverkehrs hin zur Welt des autonomen Fahrens.

Wichtige Zahlen

  • 2000+ Stunden im Schulungssimulator
  • 20000 gefahrene Kilometer im Schulungssimulator
  • 11 Monate bis zur Fertigstellung des Schulungssimulators
  • 10+ Beteiligte haben den Simulator bei ihrer Entwicklungsarbeit genutzt
  • 100+ in den Simulator integrierte Aktoren

Nimm Kontakt auf!

Maximilian Wolff

Intelligente Industrie

maximilian.wolff@gofore.com

+49 174 778 5063

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