Zug fährt vollautomatisch zwischen Lausanne und Villeneuve

Auf die Sekunde genau!

Datum: 01.10.2018

 

Ob beim Auto oder bei der Bahn – eines der Digitalisierungs- und Automatisierungsfelder mit hohem Potenzial sind selbstfahrende Fahrzeuge. Mit «Automatic Train Operation», kurz ATO, werden selbstfahrende Systeme auf die Schiene gebracht. Bei U-Bahnen sind solche Lösungen vielerorts schon Realität. Auf dem restlichen Schienennetz ist vollautomatisches Fahren jedoch um einiges anspruchsvoller.

 

Eine komplexere Topologie, verschiedenste Fahrzeugtypen, Personen- und Frachtzüge, internationaler Verkehr und schwierige Objekterkennung sind einige der Gründe, warum ATO im «Nicht-U-Bahn-Bereich» viel höheren Anforderungen genügen muss. Damit sich das automatische Fahren schnell verbreiten kann, ist die Interoperabilität solcher Systeme eine wichtige Voraussetzung. Um diesen Anforderungen gerecht werden zu können, hat Siemens zusammen mit der SBB ein Pilotprojekt realisiert. Bereits im September 2018 wurde bei einem Testbetrieb zwischen Lausanne und Villeneuve mit einem Fahrzeug vollautomatisch gefahren.

 

Auf die Sekunde genau

Bei diesen Testfahrten konnte der Nachweis erbracht werden, dass automatisches Fahren im sogenannten ATO GoA2-Level (GoA = Grade of Automation) möglich ist. Bei diesem Level übernimmt die ATO die Fahrt, sobald der Lokführer die Bewilligung erteilt hat. Dieser kann auch jederzeit die Steuerung des Zuges wieder übernehmen. Bei der Entwicklung von ATO setzt Siemens auf die Umsetzung der bis dato noch nicht freigegebenen UNSIG-Spezifikationen für ATO, welche die Parameter und Funktionen detailliert beschreiben. Erstmals wurde in diesem Projekt auch die Kommunikation zwischen dem ATO-Onboard-Computer (ATO-OB) und der Trackside gemäss UNISIG Subset 126 (125) erfolgreich getestet. Die Implementierung des streckenseitigen Trackside-Systems (ATO-TS) übernahm die SBB.

Die ATO-TS sendet über GSM-Mobilfunk die Topologie- und Fahrplandaten (die sogenannten Segment- und Journey Profiles) an die ATO-OB. Der Onboard Computer berechnet mit diesen Informationen eine ideale Beschleunigung/Verzögerung beziehungsweise die optimale Geschwindigkeit über die gesamte abzufahrende Strecke. In der Folge kommt der Zug am Ziel pünktlich auf die Sekunde an und hält auf rund einen Meter genau am vorhergesehenen Haltepunkt.

 

Zahlreiche Vorteile

So lässt sich äusserst energieeffizient fahren. Zudem werden das Rollmaterial und die Strecke nur so stark beansprucht wie unbedingt notwendig, gleichzeitig wird die Pünktlichkeit erhöht. Bei ATO geht es somit primär darum, durch eine optimale Regelung der Beschleunigung beziehungsweise der Geschwindigkeit Energie zu sparen und damit das Rollmaterial und die Fahrbahn zu schonen – dies führt logischerweise zu einer Reduktion des Unterhaltsaufwandes. Ein weiterer Aspekt ist die Einhaltung oder gar Verdichtung der Fahrpläne.

 

Diverse Tests

In der Schweiz sind mehrere Pilotprojekte in Planung, um die Machbarkeit und den Nutzen solcher Systeme zu evaluieren. Die erste Pilotphase mit der SBB konnte dank enger Zusammenarbeit aller Beteiligten in sehr kurzer Zeit erfolgreich abgeschlossen werden. Innerhalb von zwei Wochen wurden zwischen Lausanne und Villeneuve diverse Testszenarien abgefahren. So war es beispielsweise möglich, von Station zu Station automatisch zu fahren und jeweils in den Stationen am vorhergesehenen Ort genau und pünktlich anzuhalten. Der Lokführer hatte dabei nur eine Überwachungsfunktion. Weiter konnten die Fahrplandaten während der Fahrt dynamisch geändert und von der Trackside übertragen werden. Der Onboard-Computer passte daraufhin die Regelung des Fahrzeuges unverzüglich an. In weiteren Testphasen und Pilotpro-
jekten wird das System nun erweitert, getestet und für die Zulassung im kommerziellen Personenbetrieb vorbereitet.