xchange-Circle M&T
Themen und Team

Im Circle M&T arbeiten wir in interdisziplinären Teams in vielfältigen Themenfeldern und schaffen optimale Lösungen für Verkehrsbedarfe auf der Straße, der Schiene und in der Luft. Im Folgenden sind unsere Schwerpunktthemen in den Kategorien Forschung am Verkehrssystem, Straßenverkehr, Schienenverkehr und Luftverkehr mit weiterführenden Informationen gelistet.

Themen des Circles

Sprecher für den Circle M&T

  Name Einrichtung Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Stephan Rinderknecht		Fachbereich Maschinenbau, Mechatronische Systeme
+49 6151 16-23250
Prof. Dr.-Ing. Andreas Oetting		Fachbereich Bauingenieurwesen, Bahnsysteme und Bahntechnik
+49 6151 16-65911

Automatisierte und fahrerlose Fahrzeuge können den ÖPNV in Randzonen und -zeiten sinnvoll ergänzen und bspw. den ländlichen Raum mit On-demand-Shuttles an das bestehende ÖPNV-Netz der Großstädte anbinden. Außerdem können multifunktionale Roboterfahrzeuge mit bedarfsgerechten Anbaumodulen Dienstleistungen wie Reinigungs- und Grünpflegearbeiten für die Städten von Morgen anbieten. Dies leistet einen Beitrag zur sozialen und ökologischen Nachhaltigkeit in den gewachsenen Strukturen Deutschlands und Europas.

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Fachgebiet Fahrzeugtechnik

Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau

Wir forschen an Methoden der integrierten Netzplanung, Erschließungsplanung und Verkehrsentwicklungsplanung sowie die Gestaltung multimodaler Verkehrssysteme mit Bezügen zur Stadt- und Regionalforschung.

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Mehr zum Thema:Institut für Verkehrsplanung und Verkehrstechnik

Wir untersuchen wie disruptive Mobilität unsere Nachhaltigkeit beeinflusst. Wir beschäftigen uns mit der funktionellen, digitalen und institutionellen Vernetzung von neuen Verkehrssystemen, Straßenverkehrstechnik, Mobilitätsdienstleistungen, Informationssystemen und Künstlicher Intelligenz.

Ihre Ansprechpartnerin:

Mehr zum Thema:Institut für Verkehrsplanung und Verkehrstechnik

Wir erforschen methodische Grundlagen zur systematischen Verkehrsplanung und untersuchen spezifische Maßnahmen zur Steigerung der Nachhaltigkeit und Klimaresilienz unter Berücksichtigung von Verkehrssicherheit, Effizienz und Umweltfreundlichkeit.

Ihre Ansprechpartnerin:

Mehr zum Thema:Institut für Verkehrsplanung und Verkehrstechnik

Es wird untersucht, wie eine resiliente Planung auf Seiten der Spediteure und Operateure dazu beitragen kann, im Fall einer Störung von Schienentrassen den Hauptlauf des kombinierten Güterverkehrs auf der Schiene zu halten, ohne ihn auf den Straßenverkehr verlagern zu müssen.

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Mehr zum Thema: Fachgebiet Unternehmensführung und Logistik

Wir untersuchen Potenziale um intermodale Transporte mithilfe von digitalen Plattformen effizienter zu gestalten. Weiter untersuchen wir, wie sich unterschiedliche Geschäftsmodelle auf die Adoptions- und Diffusionsprozesse von digitalen Plattformen auswirken.

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Mehr zum Thema: Fachgebiet Unternehmensführung und Logistik

Die Sektorenintegration ist durch ihren umfassenden interdisziplinären Charakter eine ganz besonders herausfordernde Aufgabe der Systemintegration. Heute sind die technischen Probleme ganzheitlich zu betrachten und insbesondere um die Dimensionen „Mensch“ und „Umwelt“ zu erweitern. Die TU Darmstadt ist durch die breite thematische Ausrichtung ideal aufgestellt, um in den Bereichen Sektorenintegration und interdisziplinäre Systementwicklung einen wichtigen Beitrag zur Gestaltung der anstehenden Paradigmenwechsel zu leisten.

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Mehr zum Thema: Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau

Für das automatisierte Fahren ist eine zuverlässige Umfeldwahrnehmung unerlässlich. Die TU Darmstadt verwendet auf das menschliche Sehen kalibrierte Stereo-Kameras, GPS und Lichtsensoren für umfassende Verkehrsdaten um eine Datenbank für die künftige Analyse von Verkehrszenen zu ermöglichen und insbesondere Lichtverteilungen zu optimieren.

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Mehr zum Thema: Fachgebiet Adaptive Lichttechnische Systeme und Visuelle Verarbeitung

Zukünftig werden Turbolader zur Erhöhung der Leistungsdichte von Brennstoffzellen eingesetzt. Die TU Darmstadt hat in diesem Bereich über Jahre Forschungskompetenzen aufgebaut und trägt mit Industriepartnern zur Effizienzsteigerung und Betriebsstabilität der kompakten Radialverdichter bei.

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Mehr zum Thema: Fachgebiet Gasturbinen, Luft- und Raumfahrtantriebe

Leistungselektronische Energiewandler takten mit hohen Schaltfrequenzen. Hierdurch entstehen neben dem Nutzsignal auch Störsignale bis in den Megaherz-Bereich. Diese Störsignale müssen von empfindlichen elektronischen Systemen im Fahrzeug ferngehalten werden – daran forschen wir.

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Mehr zum Thema:Fachgebiet für Leistungselektronik und Antriebsregelung

Automatisiertes Fahren nach SAE-Level 4 für Lkw und Shuttle sowie Level 2 & 3 für Pkw sind unsere Forschungsgegenstände. Wir konzentrieren uns dabei vor allem auf Strategien zur Absicherung sowie auf neueste Sensorik zur Umfeldwahrnehmung inkl. deren Simulation.

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Fachgebiet Fahrzeugtechnik

An der TU Darmstadt wird vielfältige Forschung zur Elektrifizierung durchgeführt. Im Fokus steht die gesamte Entwicklungskette innovativer elektrischer Fahrzeugantriebe von der simulationsbasierten Konzeptionierung bis hin zum Aufbau von prototypischen Fahrzeugen. So forschen wir an prädiktiven Betriebsstrategien, elektrischen Antriebskomponenten, Antriebssträngen und Fahrzeugen am Prüfstand und im realen Straßenverkehr.

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Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau

Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe

Fachgebiet Leistungselektronik und Antriebsregelung

Der mechatronische Systemansatz eröffnet die Möglichkeit, das volle Potential von Antriebssträngen zu erschließen. Gegenüber rein komponentenbasierten Entwicklungsansätzen kann durch die gesamtheitliche Untersuchung und der funktionalen Systemintegration, die Performance des Gesamtsystems – bei gleichzeitiger Komplexitätsreduktion auf Komponentenebene – gesteigert werden. Die Validierung der Antriebssystemlösungen erfolgt dabei auf Basis von realer Erprobung mit objektiver und subjektiver Bewertung auf Prüfständen oder in Fahrzeugen.

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Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau

Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe

Fachgebiet Leistungselektronik und Antriebsregelung

Durch Entwicklungstrends der Automatisierung und der Elektrifizierung von Fahrzeugantrieben rücken Getriebesysteme und deren Komponenten verstärkt in den Fokus. An der TU Darmstadt werden daher im Bereich Getriebetechnik sowohl das Betriebsverhalten von bestehenden Getriebesystemen untersucht und charakterisiert als auch neue mechatronische Getriebekomponenten erforscht und entwickelt.

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Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau

Der Verbrennungsmotor stellt in Zukunft einen wichtigen Baustein der Mobilität dar. Um die Umweltbelastung weiter zu senken, sind effiziente und emissionsarme Konzepte unabdingbar. Im Fokus stehen dabei Untersuchungen von Technologiekombinationen und zur Applikation von Komponenten und Steuerungen.

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Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe

Der Einsatz CO2-neutraler Kraftstoffe stellt eine Möglichkeit dar, mit aktuellen und zukünftigen Fahrzeuggenerationen schadstoffarme und klimaneutrale Mobilität sicherzustellen. Kern der Forschungsarbeit sind die Untersuchungen von Kraftstoffen am Einzylindermotor, für Vollmotoren oder im Fahrzeug.

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Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe

Die Erweiterung der europäischen Abgasgesetzgebung um Realfahrtests auf öffentlichen Straßen stellt die Fahrzeugentwicklung vor große Herausforderungen. Dei TU Darmstadt untersucht u.a. die methodische Erweiterung von Entwicklungsprozessen sowie die Erforschung zukünftige Messtechnik für den Straßeneinsatz.

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Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe

Wasserstoff stellt einen wichtigen Baustein der Mobilität der Zukunft dar, da durch ihn grüner Strom gespeichert und über größere Distanzen transportiert werden kann. Für die Nutzung von Brennstoffzellen und Verbrennungsmotoren werden Komponenten sowie Gesamtsystem für verschiedene Anwendungen untersucht.

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Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe

Auch in Zukunft werden Fahrzeuge in privatem Besitz genutzt werden. Unabhängig von der Antriebstechnik gilt es diese nachhaltiger zu gestalten. Dazu setzen wir auf lange Haltbarkeit bei hoher Wertstabilität. Wir orientieren uns an einem „Appartment on Wheels“ (statt dem „Smartphone on Wheels“) und entwerfen Konzepte für wandlungsfähige Fahrzeuge, deren auszutauschende Komponenten im Kreislauf geführt werden können.

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Fachgebiet Fahrzeugtechnik

Moderne KI-Verfahren für die Umfeldwahrnehmung haben einen signifikanten Energiebedarf, der die Reichweite der Fahrzeuge spürbar senkt. Durch neue Technologien wie neuromorphische Soft- und Hardware aber auch situationsabhängige Betriebsstrategien leisten wir einen Beitrag zur Verringerung dieses Bedarfs.

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Fachgebiet Fahrzeugtechnik

Die TU Darmstadt forscht an der Reduzierung von nächtlichen Verkehrsunfällen durch anpassbare Scheinwerfer. Mit bis zu einer Million Pixeln und KI-gesteuerten Kameras beleuchten sie Objekte präzise, basierend auf psychologischen Studien. Simulationen und Tests helfen, Algorithmen zur Sichtbarkeitsoptimierung zu entwickeln und Blendungsfaktoren zu verstehen.

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Fachgebiet Adaptive Lichttechnische Systeme und Visuelle Verarbeitung

Autonom fahrende Fahrzeuge stellen neue Anforderungen an die Licht- und Signaleinrichtungen am Fahrzeug. Zum einen benötigen Kamerasysteme im Vergleich zum Menschen andere Vorfeldausleuchtungen, zum anderen fällt die Kommunikationsmöglichkeit zwischen Fahrer und anderen Verkehrsteilnehmern weg, wodurch neue Kommunikationswege wie Displays benötigt werden.

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Fachgebiet Adaptive Lichttechnische Systeme und Visuelle Verarbeitung

Präzise Verkehrsraumanalysen ermöglichen eine adaptive Scheinwerferregelung in unterschiedlichen Gebieten, sparen Energie und verbessern die Sicherheit, indem sie die Helligkeit der Umgebung berücksichtigen. Kontrastprobleme verdeutlichen, dass mehr Licht nicht immer von Vorteil ist.

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Fachgebiet Adaptive Lichttechnische Systeme und Visuelle Verarbeitung

In unserer Forschung betrachten wir, wie mithilfe von Platooning Kosten und Emissionen im Straßengüterverkehr reduziert werden können. Insbesondere die Planung von Platoons liegt dabei im Fokus unserer Forschung.

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Fachgebiet Unternehmensführung und Logistik

Für griffige, langlebige und nachhaltige Straßen forschen wir zu folgenden Themen:

  • Schichtenverbund
  • Innovative Analyseverfahren
  • Temperierung von Asphaltbefestigungen
  • Bitumenemulsionen
  • Nachhaltige Bitumenersatzstoffe

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Fachgebiet Asphaltstraßenbau

Das Projekt INNASOL sieht den Bau einer rund 700 m² großen, mehrschichtigen Asphaltfläche vor, die sowohl als Verkehrsraum dient, als auch Wärme für ein benachbartes Bürogebäude gewinnt. In der Deckschicht sorgen spezielle Additive für hohe Wärmeleitfähigkeit, während eine darunterliegende poröse Schicht die aufgenommene Solarwärme mithilfe eines Wärmeträgerfluids abführt. Dieses zirkuliert zwischen dem Kollektor und einem Eisspeicher, in dem überschüssige Energie gespeichert wird. Über eine Wärmepumpe lässt sich Wärme für das Gebäude bereitstellen; zudem kann in kalten Perioden Wärme kurzfristig aus dem Speicher in die Asphaltfläche zurückgeleitet werden, um Eis- und Schneebildung zu reduzieren.

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Projekt „INNASOL“

Der Straßenbelag ist das repräsentativste und kritischste Element von Straßen. Auch wenn andere Bauwerke wie Brücken oder Tunnel ebenfalls wichtig sind, ist der Fahrbahnbelag das grundlegende, durchgehende Bauwerk, das die Aufgabe hat, den gesamten Straßenverkehr über Kilometer von Straßeninfrastruktur zu tragen. Im Rahmen des Horizon 2020 Projektes „InfraROB“ (Grant agreement ID: 955337) werden daher Optimierungs- und Automatisierungsmöglichkeiten untersucht, die zur Verbesserung der Sicherheit von Arbeitskräften und Verkehrsteilnehmer, der Instandhaltungsplanung und der Einbauprozesse beitragen.

Die Aufgabe des Instituts ist es, einen Beitrag zur Automatisierung im Asphalteinbau zu leisten. Dazu soll der Einfluss der Verdichtungsaggregate der Einbaubohle auf das Mischgut in Feldversuchen systematisch untersucht werden. Um den Verdichtungsprozess beim Asphalteinbau zu verstehen, werden verschiedene Laborversuche durchgeführt, die das Bewegungsverhalten der Bohle simulieren. Darüber hinaus soll der Prozess durch numerische Simulationen abgebildet werden, um einen detaillierten Einblick in die Bewegungen des Mischguts zu erhalten.

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Projekt „InfraROB“

Die Kernbestandteile der digitalen Eisenbahnsicherungstechnik werden durch smarte Sicherungslogik, Formalisierung von Regelwerken für (ETCS-)Planungs- und Betriebsprozesse sowie dem automatisierten Fahren im Störfall weiterentwickelt und dadurch die Transformation unseres Verkehrssystems unterstützt.

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Institut für Bahnsysteme und Bahntechnik

Auch im Straßenbahnverkehr in der Mitte unserer Städte bieten sich Chancen für die Sicherheit durch moderne Assistenzsysteme, die aus dem Pkw übertragen und weiterentwickelt werden, an. Teleoperation bzw. Teleguidance ist ein Wegbereiter für automatisierten Betrieb bspw. in Randzeiten.

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Fachgebiet Fahrzeugtechnik

Modellierung, Planung und Disposition des Bahnbetriebs werden für eine optimale Ausnutzung der vorhandenen Kapazität, eine Steigerung der Energieeffizienz und ein kundenorientiertes Störfallmanagement weiterentwickelt. Geforscht wird dafür an Algorithmen zur Automatisierung bestehender Prozesse.

Ihr Ansprechpartner:

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Institut für Bahnsysteme und Bahntechnik

Innovationen können helfen den Schienengüterverkehr zu stärken und so den Gütertransport klimafreundlicher zu gestalten. Dabei können Innovationen Auswirkungen auf den Betrieb und Steuerung der Gütertransporte haben, die durch eine datengetriebene Analyse und Planung mitberücksichtigt werden können.

Ihr Ansprechpartner:

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Fachgebiet Unternehmensführung und Logistik

Terminals sowie Zugbildungsanlagen dienen dem Umschlag von Ladungsträgern bzw. dem Rangieren von Waggons. Schnittstellenverluste führen oft zu Engpässen, vor allem im kombinierten Verkehr. Hier liegt ein großes Optimierungspotential für effizientere Prozesse.

Ihr Ansprechpartner:

Mehr zum Thema: Fachgebiet Unternehmensführung und Logistik

Wir entwickeln Methoden für die Bewertung des Verkehrsangebots und von Änderungen des Verkehrsangebots (z.B. bei Störungen) aus Sicht der Kunden. Dies ermöglicht die Wirkungen unserer Innovationen der anderen Forschungsthemen zu analysieren und zu optimieren.

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Institut für Bahnsysteme und Bahntechnik

Für stabile, langlebige und nachhaltige Gleise und Bauweisen im Fernverkehr forschen wir zu folgenden Themen:

  • Der Klassiker: Gleis- / Weichentechnik
  • Nachhaltigkeit im Oberbau
  • Gleis-Tragwerk-Interaktion
  • Fahrbahnsonderkunstruktionen
  • Interdisziplinäre Forschung

Ihre Ansprechpartnerin:

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Themen zur Fernbahn des VWB

Für stabile, langlebige und nachhaltige Gleise und Bauweisen im Nahverkehr forschen wir zu folgenden Themen:

  • Optimierung von Straßenbahnkonstruktionen
  • Optimierung von Einbauverfahren für Straßenbahnen
  • Materialuntersuchungen an Vergussmassen

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Themen zur Fernbahn des VWB

Das Verständnis der Interaktion zwischen Brennkammer und Turbine fließt in die Entwicklung zukünftiger Triebwerke ein. Hierzu werden an der TU Darmstadt numerische und experimentelle Daten generiert, miteinander verglichen und die Erkenntnisse im Designprozess des Partnerunternehmens genutzt.

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Fachgebiet Gasturbinen, Luft- und Raumfahrtantriebe

Ob im Eurofighter, Ultra-Fan oder Lilium-Jet: Moderne Verdichter haben schlanke Schaufeln mit geringer Dämpfung, die von der Strömung zu sicherheitskritischen Schwingungen angeregt werden. Die TU Darmstadt forscht experimentell und numerisch an der Interaktion zwischen Struktur und Aerodynamik in Turbomaschinen.

Ihr Ansprechpartner:

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Fachgebiet Gasturbinen, Luft- und Raumfahrtantriebe

Kleinstsatelliten (Cube-Sats) werden in großer Zahl in die niedrige Erdumlaufbahn gebracht. An der TU Darmstadt werden Miniaturtriebwerke entwickelt und getestet, um ein zuverlässiges De-Orbiting zu ermöglichen. Hierzu werden unterschiedliche Treibstoffe, Brennkammern sowie Zündsysteme an Prüfständen untersucht.

Ihr Ansprechpartner:

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Fachgebiet Gasturbinen, Luft- und Raumfahrtantriebe

Mitglieder des Circles

Fachbereich Maschinenbau

  Name Arbeitsgebiet(e) Kontakt
Bettina Abendroth Prof. Dr.-Ing.Fachgebiet Fahrzeugtechnik, Human Factors & Ergonomie
Prof. Christian BeidlFachbereich Maschinenbau, Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe
Prof. Dr.-Ing. Uwe KlingaufFachgebiet für Flugsysteme und Regelungstechnik
Bild: Patrick Pintscher
Prof. Steven PetersFachbereich Maschinenbau, Fahrzeugtechnik (FZD)
Prof.Dr.-Ing. Stephan RinderknechtFachbereich Maschinenbau, Mechatronische Systeme
Prof. Dr.-Ing. Heinz-Peter SchifferFachgebiet Gasturbinen und Luftfahrtantriebe

Fachbereich Bauingenieurswesen

  Name Arbeitsgebiet(e) Kontakt
Prof. Jia LiuFachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaft, Verkehrswegebau
Prof. Eva Kaßens-Noor
Gewählte Vertretung der Vollversammlung
Fachbereichs Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Verkehrsplanung und Verkehrstechnik
Prof. Dr.-Ing. Andreas OettingFachbereich Bauingenieurwesen, Bahnsysteme und Bahntechnik

Fachbereich Elektrotechnik

  Name Arbeitsgebiet(e) Kontakt
Professor Dr.-Ing. Yves Burkhardt
Bild: Patrick Bal
Prof. Dr.-Ing. Yves BurkhardtFachgebiet Elektrische Antriebssysteme
Prof. Dr.-Ing. Gerd GriepentrogFachgebiet für Leistungselektronik und Antriebsregelung
Prof. Tran Quoc KhanhFachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Adaptive Lichttechnische Systeme und Visuelle Verarbeitung

Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

  Name Arbeitsgebiet(e) Kontakt
Prof. Ralf ElbertFachbereich Rechts- und Wirtschaftswissenschaften, Unternehmensführung und Logistik