Wie die Digitalisierung die Bahninfrastruktur transformiert

Der Druck auf Verkehrsinfrastrukturen wächst stetig – auch durch neue Mobilitätsangebote, Stichwort „Uber“. Wie bleibt die Schiene auch zukünftig ein attraktiver Bestandteil der Transportkette? Dank neuer digitaler Lösungen. Eisenbahnverkehrsunternehmen nutzen die Digitalisierung, um ihr Angebot auszubauen und flexibel, anpassungsfähig – kurz: zukunftstauglich – zu gestalten. Projekte in London, Norwegen und Deutschland zeigen, dass es funktioniert.

Verkehrsinfrastruktur unter Druck

Unsere Verkehrsinfrastruktur steht vor einer Zeitenwende. In vielen Ballungsräumen stoßen Pendler auf Schiene und Straße täglich an die Grenzen des Zumutbaren. Schon heute lebt mehr als die Hälfte der Bevölkerung in Städten. Bis 2050 werden weltweit 2,5 Milliarden Menschen mehr in Großstädten und urbanen Regionen leben. Inter- und multimodales Reisen soll insbesondere dort die Verkehrsträger vernetzen und den Verkehr entlasten. Gleichzeitig muss eine drastisch gestiegene Gütermenge von globalisierten Wirtschaften bewältigt werden. Und auch die Aspekte Umweltschutz und Passagierkomfort rücken stark in den Vordergrund.

Wie hilft die Digitalisierung?

Die Digitalisierung wird der schienengebundenen Mobilität einen ungeahnten Schub verschaffen, davon sind Experten bei Siemens Mobility überzeugt. Die technisch bedingte hohe Komplexität des „Systems Eisenbahn“ könne man durch die Digitalisierung intelligent vereinfachen. Betreiber und Zulieferer können Systeme nun gemeinsam geschützt öffnen und miteinander vernetzen. „Digitale Stellwerke sind für diese umfassende Konnektivität der neue Standard“, erklärt Gerhard Greiter, Segmentleiter des Mainline Railway Automation-Geschäfts von Siemens Mobility, „unsere Pläne gehen jedoch weit darüber hinaus. In der Siemens-Vision einer komplett digital verbundenen Bahninfrastruktur sind Weichenantriebe die einzig verbliebenen Elemente im Feld – alle anderen Komponenten sind virtualisiert. Die Steuerungslogik dahinter – das Stellwerk – wandert in die Cloud.“

 

Basierend auf ETCS werden Züge ihre Position funkgesteuert an ein zentrales gesichertes System melden; Gleisfreimeldung und Signale verschwinden. Die aus den verbleibenden Komponenten gewonnenen Daten können jederzeit und an jedem Ort eingesehen und genutzt werden, um die Verkehrsflüsse mittels Betriebsleittechnik dynamisch und an Umweltbedingungen angepasst zu steuern – ein wahres Datenuniversum öffnet sich. „Wir brauchen klare Visionen wie diese, um etwas zu verändern und das steigende Verkehrsaufkommen in Zukunft bewältigen zu können“, ist Greiter überzeugt.

Technologien und Referenzen – so funktioniert die Digitalisierung

Er betont weiter: „Schon heute gibt es beeindruckende Projekte, die belegen, dass der digitale Wandel funktioniert, wenn wir ihn verantwortungsvoll gestalten.“ Ob es ums automatisierte Fahren geht, die Umstellung der gesamten Schieneninfrastruktur auf neue Standards oder um digitale Stellwerke, Siemens Mobility präsentiert sich als Vorreiter in Sachen Digitalisierung.

 

Das Ziel ist es, mehr Kapazität, verbesserte Pünktlichkeit und Zuverlässigkeit, größere Energieeffizienz und mehr Sicherheit zu ermöglichen. Automated Train Operation (ATO) und europaweite Standards wie das European Train Control System (ETCS) sind die dafür wichtigen Basistechnologien für eine flächendeckende Automatisierung und Datenerfassung. Das ETCS-System soll die derzeit mehr als 20 verschiedenen Zugsicherungssysteme ersetzen, mit dem Ziel, grenzüberschreitenden Eisenbahnverkehr in Europa zu ermöglichen.

Fallstudie: hochautomatisierte S-Bahn in Hamburg

Nach dem Thameslink-Projekt in London kam im Sommer 2018 ein weiteres Projekt, in dem automatisches Fahren im Fernverkehr implementiert wird, hinzu: In Hamburg wird 2021 erstmals in Deutschland der automatisierte S-Bahn-Betrieb aufgenommen. Eine entsprechende Kooperationsvereinbarung zur "Digitalen S-Bahn Hamburg" haben die Freie und Hansestadt Hamburg, die Deutsche Bahn und Siemens unterzeichnet.

 

Die Vereinbarung sieht vor, den 23 Kilometer langen Streckenabschnitt auf der S-Bahn-Linie 21 zwischen den Stationen Berliner Tor und Bergedorf/Aumühle für das hochautomatisierte Fahren einzurichten und parallel dazu vier Fahrzeuge mit der erforderlichen Technik „ATO über ETCS“ auszurüsten.

Fallstudie: Norwegens Schieneninfrastruktur wird digital

Bane NOR, das staatliche Bahninfrastrukturunternehmen Norwegens, hat Siemens Mobility mit der ETCS-Installation im gesamten norwegischen Bahnnetz beauftragt. Gemeinsam werden die Unternehmen das gesamte norwegische Schienennetz in ein voll digitalisiertes, IP-basiertes System transformieren – ein echtes „Internet der Dinge“. Das spart viel Hardware, schafft maximale Kapazität und legt die Basis für eine datenbasierte präventive Wartung. Die Steuerung erfolgt in einem zentralen digitalen Stellwerk in Oslo, von wo aus den Zügen mittels der ETCS-Level-2-Lösung von Siemens Mobility die Fahrerlaubnis erteilt wird. Die Fahrgäste profitieren von mehr Pünktlichkeit, Kapazität und kürzeren Takten. Die Inbetriebnahme aller Strecken soll bis 2034 abgeschlossen sein.

Fallstudie: Gornergrat Bahn – “Mobility as a service”

Mit digitalen Stellwerken kann Mobilität zum Service werden. Große Investitions- und Wartungsvolumen weichen neuen, flexiblen Geschäftsmodellen. Bei der Schweizer Gornergrat Bahn zum Beispiel läuft die Leittechnik weltweit erstmals in der Cloud – als Lizenzmodell für die Kunden buchbar.

Brandneu: Ein Tool zur einfachen Datenanalyse

Je digitaler die Schiene und ihre Feldelemente werden, desto mehr Daten generieren sie. Doch was tun mit der schier unendlichen Fülle im Datenuniversum? „‘Big Data‘ muss am Ende für unsere Kunden auch nutzbar sein“, erklärt Greiter. „Gemeinsam filtern wir die für sie nützlichsten Daten der Infrastruktur und der Flotte heraus und bereiten sie übersichtlich auf, sodass ein zusätzlicher Mehrwert entsteht.“ Besonders intuitiv und in einem bisher nicht dagewesenen Umfang gelingt dem Unternehmen dies in einer brandneuen Lösung: dem System Performance Dashboard. Greiter ist überzeugt von der Innovation: „Auf Knopfdruck spuckt das System die gesuchten Daten aus, weist auf potentielle Asset-Ausfälle hin und unterstützt somit aktiv im Entscheidungsprozess.“

Was erwartet uns als Nächstes?

Der digitale Wandel hat bereits begonnen. Jetzt gilt es, ihn gemeinsam zu gestalten. Durch die Weiterentwicklung bestehender und bewährter Signaltechnik und die Nutzung innovativer Technologien entsteht eine intelligente, digital vernetzte Infrastruktur. Mit neuen digitalen Lösungen und Geschäftsmodellen werden Unternehmen wie Siemens gemeinsam mit ihren Kunden – den Betreibern und Infrastrukturunternehmen – den digitalen Wandel gestalten, damit die Reisenden die vielen Möglichkeiten des Mobilitätsuniversums von morgen sicher und geschützt nutzen können. Greiters Ziel: „Wenn wir diese Chance wahrnehmen, erreichen wir den nächsten Reifegrad eines intelligenten Schienenverkehrs. Wir wollen die Verfügbarkeit im Fernverkehr auf nahezu 100 Prozent erhöhen, den Durchfluss maximieren und das Reiseerlebnis für den Fahrgast verbessern. Wir stehen unseren Kunden bei diesem Wandel als verlässlicher und erfahrener Partner zur Seite.“

28.3.2019

Bildquellen: Siemens Mobility

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