DigitalSkein Deutschland entwickelt bei Nvidia Omniverse einen digitalen Zwilling, um das zukünftige europäische Schienennetz zu schaffen.

Die Schiene hat im Vergleich zu anderen Verkehrsträgern viele Vorteile, aber ihre veralteten Technologien und ihre Digitalisierung sind heute unerlässlich, um die europäischen Bedürfnisse zu erfüllen. Zu diesem Zweck hat das deutsche Schienennetz Deutsche Bahn die Digitale Schiene Deutschland (DSD) geschaffen, die für die Digitalisierung ihres Netzes zuständig ist. In Zusammenarbeit mit NVIDIA wurde mit der Entwicklung eines digitalen Zwillings begonnen, um den automatisierten Betrieb von Zügen im gesamten deutschen Netz zu simulieren.

Mit 5.700 Bahnhöfen und 33.000 Gleiskilometern ist das Schienennetz der Deutschen Bahn das größte in Westeuropa. Da Deutschland aufgrund seiner geografischen Lage ein Transitland ist, ist der Ausbau dieses Netzes von entscheidender Bedeutung.

DSD-Projekte wurden im Januar 2020 gestartet. Sie zielen darauf ab, die Steuerungs- und Sicherheitstechnik bis 2035 zu aktualisieren, einschließlich der Nutzung des European Train Control System (ETCS) und des Digital Interlocking Systems (DSTW).

Der Einsatz von ETCS und DSTW trägt dazu bei, ein nahtloses EU-Schienennetz zu schaffen. Es bietet mehr Zuverlässigkeit und mehr Effizienz bei gleichzeitiger Reduzierung der Betriebs- und Wartungskosten: Reduzierung des Baus zusätzlicher Gleise bei gleichzeitiger Erhöhung des Schienenverkehrs.

Das Startpaket umfasst den transeuropäischen Korridor Skandinavien-Mittelmeer, die Schnellfahrstrecke Köln-Rhein/Main und den digitalen Knoten Stuttgart, der bis Ende 2030 in Betrieb gehen soll.

Ein digitaler Zwilling des deutschen Schienennetzes

Die zweite Phase des DSD-Projekts zielt darauf ab, vollautomatisierte Züge zu implementieren, die eng aufeinander folgen, intelligent und in Echtzeit automatisch gesteuert werden, indem Sensoren ihre Umgebung und Position erfassen.

Um diese Ziele zu erreichen und die Kapazität, Qualität und Leistung des Netzwerks zu verbessern und gleichzeitig den CO2-Fußabdruck zu reduzieren, hat DSD seinen digitalen Zwilling mit der NVIDIA Omniverse-Plattform auf Basis von USD 3D (Universal Display Description) von Pixar und NVIDIA RTX-Technologie entwickelt.

Mit USD kann DSD computergestützte Konstruktionsdatensätze zu einem gemeinsam genutzten virtuellen Modell kombinieren und kombinieren. Letzteres läuft auf Nvidia OVX, einem Computersystem zum Ausführen von Omniverse-Simulationen, und ermöglicht die Verwendung einer statischen Simulation, die durch Aktualisierungen des Datenstroms der physischen Welt ständig verbessert wird.

KI-Sensormodelle werden mit einer Kombination aus realen und synthetischen Daten trainiert und optimiert, von denen einige vom Omniverse Replicator SDK-Framework generiert werden. Dadurch können Systeme alltägliche oder unerwartete Ereignisse erkennen und planen.

Mit diesem innovativen Ansatz zur Netzentwicklung und einem Beitrag zur Zukunft des europäischen Schienensystems und zum Wachstum der Branche wird DSD in der Lage sein, seine Ziele zu erreichen, die Zahl seiner Nutzer zu verdoppeln und den Güterverkehr bis 2030 zu steigern. Neue Märkte erschließen und sich als Technologieführer positionieren.