Konzepte visualisieren mit dem Neurad Konzept Studio

Diese Seite ist ein Test. Es ging nicht um den Lok-Buddy, sondern um die Frage, wie man eine Idee, die nur im eigenen Kopf existiert, so beschreiben und visualisieren kann, dass sie sofort verständlich wird und man darüber diskutieren kann. Der Lok-Buddy war dafür perfekt geeignet. So einen Buddy gibt es noch nicht, aber in meiner Vorstellung war er bereits ziemlich weit fortgeschritten.

Vom Kopf zur Story

Den Anfang machte ein lockeres Gespräch mit dem Konzept Studio Agent. Ich erzählte, was mir vorschwebte, der Agent stellte Rückfragen und führte mich Schritt für Schritt durch die Lücken. Nach rund zwei Stunden stand eine Story mit rotem Faden, vom Problem über die Lösung bis zur Energiebilanz. Ich gab das OK, danach ging es an die Bilder.

Für jedes Bild liefert das Konzept Studio einen englischen Prompt und schlägt das passende KI-Tool vor. ChatGPT Image für realistische Szenen, Vizcom für Skizzen-zu-Render, Midjourney für Hochglanz-Beautyshots. Bei grösseren Abweichungen lädt man das Resultat zurück und der Agent passt den Prompt an. Der Hero ist dabei das wichtigste Bild. Er definiert Design und Materialität und dient später als Referenz für alle weiteren Bilder.

Skizzen und Referenzen

Skizzen sind Gold wert. Die KI versteht Dimensionen und vor allem mechanische Funktionen viel besser, wenn man eine handgezeichnete Skizze mitschickt. Sprachmodelle haben heute schlicht keine Ahnung von Mechanik. Eine zehn Sekunden gekritzelte Skizze ist meistens präziser als drei Absätze Text.

Genauso wichtig sind Bildreferenzen. Für den kleinen Lok-Buddy habe ich der KI ein Bild einer richtigen Lok mitgegeben und geschrieben, der Buddy solle „im Stil von“ dieser Lok aussehen. Die KI greift dann auf alles zu, was sie von ähnlichen Bildern gelernt hat, und versteht Materialitäten, Proportionen und Bauweise sehr genau.

Am Ende stand eine fertige Landingpage. Eine Idee, die vor wenigen Stunden nur in meinem Kopf existierte, war nun eine vollständige Produktbeschreibung. Etwas, das man teilen, zerlegen und gemeinsam diskutieren kann. Genau das ist der Punkt.

Und das kam dabei heraus:

Live

Neurad Concept Studio

DE EN

Konzept Concept

Lok-Buddy / Autonomes Bahnfahrzeug Lok-Buddy / Autonomous Railway Vehicle

Lok-Buddy für
Schweizer Bahnstrecken Lok-Buddy for
Swiss Railway Lines

Ein autonomes Bahnfahrzeug, das jedem Zug vorausfährt. Es erkennt Gefahren, prüft die Strecke und schützt das, was hinter ihm folgt. An autonomous railway vehicle that runs ahead of every train. It detects hazards, inspects the track and protects what follows behind it.

Die Idee The Idea

Der Aufpasser vor der Lok The Guardian Ahead of the Locomotive

Vor jedem Zug fährt ein kleineres, autonomes Bahnfahrzeug. Der Lok-Buddy ist 4 Meter lang, 1 Meter hoch und wiegt rund 3 Tonnen. Er fährt auf demselben Gleis wie der Zug, immer den vollen Bremsweg voraus, und überwacht durchgehend was vor ihm liegt. Ahead of every train runs a smaller, autonomous railway vehicle. The Lok-Buddy is 4 metres long, 1 metre high and weighs around 3 tonnes. It travels on the same track as the train, always a full braking distance ahead, continuously monitoring what lies in front of it.

Das Problem The Problem

Was heute fehlt What’s Missing Today

Moderne Züge fahren heute schneller, leiser und effizienter als je zuvor. Trotzdem reichen ihre Augen nicht weit genug nach vorne. Denn was 800 Meter voraus auf den Schienen liegt, sieht heute niemand rechtzeitig kommen. Und genau deshalb bleibt oft nur die Notbremsung, obwohl sie meistens zu spät erfolgt. Modern trains run faster, quieter and more efficiently than ever. But their eyes don’t reach far enough ahead. What lies 800 metres down the track is invisible until it’s too late.

• 01 Bremswege moderner Züge sind länger als der Mensch im Führerstand vorausblicken kann. Braking distances of modern trains are longer than the driver in the cab can see ahead.
• 02 Bordsensorik der Lok kann die Strecke nicht weit genug vorauseilend überwachen. On-board sensors of the locomotive cannot monitor the track far enough ahead.
• 03 Streckeninspektion passiert in Intervallen, nicht permanent. Track inspection happens in intervals, not continuously.
• 04 Sabotage und Anschläge auf die Bahninfrastruktur sind ein wachsendes Risiko. Sabotage and attacks on railway infrastructure are a growing risk.

Die Lösung The Solution

Vier Aufgaben in einem Fahrzeug Four Tasks in One Vehicle

Der Lok-Buddy ist eine Plattform, die mehrere Zwecke gleichzeitig erfüllt. Dabei rechtfertigt jede Aufgabe für sich allein bereits das Fahrzeug. Zusammen jedoch ergeben sie ein völlig neues Sicherheitskonzept für die Schiene. The Lok-Buddy is a platform that serves several purposes at once. Each task on its own justifies the vehicle. Together they form a new safety concept for the railway.

01

Gefahrenerkennung Hazard Detection

Lidar, Radar, Kameras und Infrarot erkennen Objekte, Tiere und Personen auf dem Gleis lange bevor der Zug sie sehen könnte. Lidar, radar, cameras and infrared detect objects, animals and people on the track long before the train could see them.

02

Sabotage-Erkennung Sabotage Detection

Geschweisste Keile, manipulierte Befestigungen, Fremdkörper. Der Buddy erkennt Eingriffe in die Infrastruktur in Echtzeit. Welded wedges, manipulated fastenings, foreign objects. The Buddy detects infrastructure tampering in real time.

03

Streckeninspektion Track Inspection

Sensorleisten unter dem Buddy vermessen Gleisbett, Schienen, Schwellen, Befestigungen, seitliche Abstände und die Fahrleitungen bei jeder Fahrt. Sensor arrays under the Buddy measure track bed, rails, sleepers, fastenings, lateral clearances and the overhead lines on every run.

04

Wegbereiter Zukunft Pathfinder Future

Optional und langfristig: der Lok-Buddy ist ein möglicher Baustein für autonomes Fahren auf der Schiene. Optional and long-term: the Lok-Buddy is a possible building block for autonomous rail operations.

Der Lok-Buddy scannt das gesamte Lichtraumprofil vor sich und prüft gleichzeitig Schienen, Schwellen und Befestigungen unter sich. The Lok-Buddy scans the entire structure gauge ahead while simultaneously checking rails, sleepers and fastenings beneath it.

Datenblatt Specifications

Lok-Buddy in Zahlen Lok-Buddy in Numbers

Status

Konzept Concept

in Studie in study

Länge Length

4.0 m

aerodynamisch flach aerodynamic, flat

Höhe Height

1.0 m

niedrige Silhouette low silhouette

Gewicht Weight

3.0 t

inkl. Sensorik und Akku incl. sensors and battery

Antrieb Drive

Elektrisch Electric

Akku, kein Stromabnehmer battery, no pantograph

Höchstgeschwindigkeit Top Speed

160 km/h

Auslegung Reisezug-Profil passenger train profile

Sensorik Sensors

6 Systeme 6 systems

Lidar, Radar, IR, ToF, Ultraschall Lidar, Radar, IR, ToF, Ultrasonic

Vorausabstand Forward Distance

bis 1000 m up to 1000 m

dynamisch, geschwindigkeitsabhängig dynamic, speed-dependent

Zielnetz Target Network

Schweiz Switzerland

aktuell für das Schweizer Bahnnetz currently for the Swiss rail network

Abstandslogik Distance Logic

Immer den Bremsweg voraus Always a Braking Distance Ahead

Im Stand berührt der Buddy die Lok direkt an der Front. Hier wird er geladen. Beschleunigt der Zug, beschleunigt der Buddy stärker und gewinnt Abstand. Der Abstand entspricht zu jedem Zeitpunkt dem aktuellen Bremsweg des Zuges plus einem Sicherheitspuffer. When stationary, the Buddy touches the front of the locomotive directly. That is where it charges. As the train accelerates, the Buddy accelerates harder and gains distance. At every moment, the gap matches the current braking distance of the train plus a safety buffer.

Bei 160 km/h fährt der Buddy rund 1000 Meter voraus. Beim Bremsen schrumpft der Abstand wieder zusammen. Vor jedem Halt rückt der Buddy bis an die Lok heran, dockt an, lädt nach und startet dann die nächste Etappe. At 160 km/h the Buddy runs about 1000 metres ahead. When braking, the gap shrinks again. Before every stop the Buddy moves back to the locomotive, docks, recharges and then starts the next stage.

Sicherheit Safety

Kein Signal heisst bremsen No Signal Means Braking

Die Lok erwartet alle 500 Millisekunden ein OK-Signal vom Buddy. Kommt das Signal, geht die Fahrt weiter. Bleibt es aus, weil ein System ausgefallen ist, bremst der Zug automatisch. Die Leitstelle erhält ein Signal von der Lok und prüft, was los ist. Sobald der Buddy wieder sendet, beschleunigt der Zug erneut. The locomotive expects an OK signal from the Buddy every 500 milliseconds. If the signal arrives, the journey continues. If it stops, because a system has failed, the train brakes automatically. The control center receives a signal from the locomotive and checks what is wrong. As soon as the Buddy transmits again, the train accelerates.

Erkennt der Buddy ein Problem, leitet er ein abgestuftes Stopp-Signal weiter. Erkennt er ein mögliches Problem, das nicht sofort kritisch ist, geht die Meldung an die Leitstelle. Dort wird geprüft und entschieden, ob gestoppt wird oder die Fahrt weitergeht. Kommt von der Leitstelle kein OK, bremst der Zug. If the Buddy detects a problem, it forwards a graduated stop signal. If it detects a possible problem that is not immediately critical, the message goes to the control center. There it is checked and decided whether to stop or continue. If no OK comes from the control center, the train brakes.

OK

Alle 500 ms. Fahrt geht weiter. Every 500 ms. Journey continues.

STOPP 30%

Bremsung mit 30 Prozent Dringlichkeit. Braking at 30 percent urgency.

STOPP 100%

Vollbremsung. Sofort. Full braking. Immediately.

PRÜFEN

Mögliches Problem. Leitstelle entscheidet. Possible problem. Control center decides.

Die Kommunikation ist redundant abgesichert, damit keine Fehler durch Sende-, Empfangs- oder Sensorausfälle entstehen. Die meisten Verzögerungen sind keine Notstopps, sondern sanftes Abbremsen. Der Fahrgast bekommt davon in aller Regel nichts mit. Communication is secured redundantly so that no errors arise from transmission, reception or sensor failures. Most decelerations are not emergency stops but gentle braking. As a rule, the passenger notices nothing.

Mechanik Mechanics

Was im Buddy steckt What’s Inside the Buddy

Im Innern arbeiten Akku, Antriebsmotoren, Sensoren und Computing-Einheit auf engem Raum zusammen. Die durchsichtige Hülle zeigt die Anordnung der Komponenten: zentraler Akku-Block, Antrieb in den Drehgestellen, Sensor-Cluster vorne, Streckeninspektion unten. Vorne sitzen ausfahrbare Ladekontakte, die im Stand die Verbindung zur Lok herstellen. Inside, battery, traction motors, sensors and the computing unit work together in a tight envelope. The transparent shell reveals the arrangement: central battery pack, drive integrated into the bogies, sensor cluster at the front, track inspection module underneath. Retractable charging contacts at the front establish the connection to the locomotive when stationary.

Energiekonzept Energy Concept

Eine Minute Halt, zwei Etappen Energie One Minute Stop, Two Stages of Energy

Der Buddy hat keinen Stromabnehmer. Er fährt mit Akku und lädt während jedes Bahnhofs-Halts direkt an der Front der Lok. Eine Minute reicht aus, um Energie für die nächsten zwei Streckenabschnitte aufzunehmen. Die nötige Ladeleistung liegt im Bereich heutiger Schnellladestationen. The Buddy has no pantograph. It runs on battery and charges directly at the front of the locomotive during every station stop. One minute is enough to take in energy for the next two stages. The required charging power is in the range of today’s fast charging stations.

Stahl auf Stahl ist energetisch zudem extrem effizient. So liegt der Rollwiderstand fünf- bis zehnmal niedriger als bei einem E-Auto auf Asphalt. Deshalb braucht der Buddy für die 56 Kilometer von Luzern bis Zürich nur einen Bruchteil der Energie, die ein gleich schweres Strassenfahrzeug verbrauchen würde. Steel on steel is extremely efficient. Rolling resistance is five to ten times lower than for an electric car on asphalt. That is why the Buddy needs only a fraction of the energy a road vehicle of the same weight would consume over the 56 kilometres from Lucerne to Zurich.

Beispiel: Luzern – Zug – Zürich HB, 56 km, 6 Halte, bis 160 km/h Example: Lucerne – Zug – Zurich HB, 56 km, 6 stops, up to 160 km/h

Gesamtenergie Total Energy

31 kWh

Pro Etappe Per Stage

6.3 kWh

Akku-Grösse Battery Size

20 kWh

Akku-Gewicht Battery Weight

130 kg

Ladeleistung Charge Power

380 kW

Haltezeit zum Laden Stop Time for Charging

60 s

Bei 380 kW Ladeleistung über 60 Sekunden Halt nimmt der Buddy genug Energie für die nächsten zwei Etappen auf. Berechnet mit pessimistischen Annahmen bei 160 km/h. Der Sicherheitspuffer ist eingebaut. At 380 kW charging power over a 60 second stop, the Buddy takes in enough energy for the next two stages. Calculated with conservative assumptions at 160 km/h. The safety buffer is built in.

Bahnübergänge Level Crossings

Weniger Wartezeit, mehr Sicherheit Less Waiting, More Safety

Der Buddy fährt einige Sekunden vor dem Zug durch jeden Bahnübergang. Die Barrieren schliessen so, dass der Buddy noch normal bremsen könnte, falls etwas auf der Strasse stehen bleibt. Diese Vorlaufzeit ist kürzer als die Sicherheitsmarge heutiger Systeme. The Buddy crosses every level crossing a few seconds ahead of the train. The barriers close in time for the Buddy to brake normally should something be left on the road. This lead time is shorter than the safety margin of today’s systems.

Das Resultat: gleiche oder kürzere Schliesszeiten der Barrieren, höhere Akzeptanz bei Autofahrern, deutlich mehr Sicherheit für alle. The result: equal or shorter barrier closing times, higher acceptance among drivers, significantly more safety for everyone.

Kommunikation Communication

Sehen, hören, verstanden werden Seen, Heard, Understood

Der Buddy ist nicht nur ein passives Sensorfahrzeug. Über seitliche Displays und Lautsprecher kommuniziert er aktiv mit der Umwelt. Tiere im Gleisbereich werden mit gerichteten Signalen verscheucht, unachtsame Personen mit klaren Warnungen erreicht. The Buddy is not just a passive sensor vehicle. Through side displays and loudspeakers it communicates actively with its surroundings. Animals near the track are deterred with directed signals, distracted people reached with clear warnings.

Auf den Displays erscheinen Texthinweise wie „Achtung Zugdurchfahrt“. Optisch kann sich der Buddy an seine Umgebung anpassen, damit er bei ruhiger Fahrt nicht stört, im Gefahrenfall aber maximal sichtbar wird. The displays show text warnings like „Train Approaching“. Visually, the Buddy adapts to its environment, staying unobtrusive in normal operation, becoming maximally visible in case of danger.

Ausblick Outlook

Ein Blick in eine mögliche Zukunft A Glimpse of a Possible Future

Der primäre Zweck des Lok-Buddy ist Sicherheit und Streckenüberwachung. Autonomes Fahren der Züge selbst ist eine eigene, viel grössere Diskussion. Der Buddy könnte aber ein wichtiger Baustein auf diesem Weg sein. Er sammelt Erfahrungen, schafft Vertrauen und beweist im Alltag, dass ein autonomes Bahnfahrzeug zuverlässig vor einem Zug fahren kann. The primary purpose of the Lok-Buddy is safety and track monitoring. Autonomous operation of trains themselves is a separate, much larger discussion. The Buddy could, however, be an important building block on that path. It collects experience, builds trust and proves in daily operation that an autonomous railway vehicle can reliably run ahead of a train.

Diese Idee soll zur Diskussion anregen. Bestimmt gibt es Annahmen, welche in der Beschreibung falsch oder gar nicht beachtet wurden. Und bestimmt gibt es unglaublich viele Regulatorien, welche der Umsetzung eines Lok-Buddys im Weg stehen. Oder? This idea is meant to spark discussion. Surely there are assumptions in this description that are wrong or were not considered at all. And surely there are countless regulations standing in the way of building a Lok-Buddy. Or not?

Fazit Conclusion

Das Lok-Buddy Konzept ist nicht zu Ende gedacht. Es soll zur Diskussion anregen. Quatsch oder Zukunft, lass es mich wissen! The Lok-Buddy concept is not thought through to the end. It is meant to spark discussion. Nonsense or future, let me know!

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