@ DLR

Forschungsprojekt Rail2X

Mehr Sicherheit auf allen Wegen

03/2017 - Auf der Straße fahren immer mehr Autos, die in der Lage sind, miteinander zu kommunizieren. Künftig will hier auch die Bahn ein Wörtchen mitreden. Ein Forschungsprojekt soll die entsprechenden Möglichkeiten aufzeigen.

Die Lokomotive hat sich in einem Zeitraum von 150 Jahren von einem rein mechanischen Stahlgebilde zu einem Rechnernetzwerk auf Rädern entwickelt. Die Verfügbarkeit von Daten ist heute von zentraler Bedeutung für eine sichere, effiziente und bedarfsgerechte Mobilität. Man braucht nur auf die Automobilindustrie zu schauen. Dort werden die Standards für die Car2Car- sowie Car2X-Kommunikation definiert. Car2X ermöglicht eine verbesserte Kommunikation von Fahrzeugen untereinander oder zwischen Fahrzeug und der Infrastruktur. Denkt man das Thema weiter, wird schnell klar, dass dieser Trend auch für die Bahn eine große Relevanz hat. Aus diesem Grund engagiert sich der Konzern beim vom Bund geförderten Forschungsprojekt Rail2X, mit dem das Vernetzungskonzept von der Straße auch auf die Schiene geführt werden soll.

  • Vehicle2X: Allgemeiner Oberbegriff für den Datenaustausch von Fahrzeugen wie Schiffen, Zügen, Flugzeugen mit umliegenden Strukturen (Car2X, Airplane2X, Ship2X etc.). Die Forschung arbeitet daran, zukünftig als Gesamtkonzept die Mobilitätsketten besser miteinander verknüpfen.
  • Car2Car: Austausch zwischen zwei oder mehr Autos, zum Beispiel Weitergabe von Warnungen vor Hindernissen, Aquaplaning oder anderen Gefahren.
  • Car2X: Bezeichnung für den Datenaustausch zwischen Auto und anderen Fahrzeugen, Infrastruktur, Verkehrsleitstellen und Internetanwendungen. Die von jedem Fahrzeug übertragenen Daten ermöglichen eine genauere Verkehrssteuerung.
  • Rail2X: Der Datenaustausch zwischen Zügen, umliegender Infrastruktur wie Bahnübergängen und dort wartenden Fahrzeugen wird als Rail2X-Kommunikation bezeichnet. So erhalten Lokführer beispielsweise die Information, ob der vorausliegende Bahnübergang bereits gesichert ist, während die wartenden Autofahrer angezeigt bekommen, wann der Bahnübergang wieder freigegeben wird.
  • mCLOUD: Die mCLOUD ist eine Rechercheplattform zu offenen Daten aus dem Bereich Mobilität und angrenzender Themen. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) stellt mit der mCLOUD einen zentralen Zugangspunkt zu allen offenen Daten seines Geschäftsbereichs zur Verfügung und öffnet das Portal auch für private Anbieter aus dem Mobilitätsbereich, um ihre Daten dort zu hinterlegen.

Ein Beispiel: In Deutschland gibt es rund 45.000 Bahnübergänge, an denen es allein im Jahr 2012 45 schwere Unfälle gab. Diese Zahlen sind relativ konstant, und ein Fortschritt ist nur mit neuen Maßnahmen erreichbar. Fast alle Unfälle wurden von den Straßenverkehrsteilnehmern verursacht, eine Erhöhung der technischen Sicherheit des Bahnverkehrs ist daher kaum zweckmäßig. Also müssen andere Regelungen getroffen werden. Ein Weg könnte der automatische Informationsaustausch aller Verkehrsteilnehmer untereinander sein. Genau dies ist ein Ansatzpunkt von Rail2X.

Video: Rail2X forscht daran, wie Schienenfahrzeuge, Bahnübergänge und Pkw automatisch Informationen austauschen können.
© DLR

Gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der Siemens AG, der Dralle Systemtechnik und dem Hasso-Plattner-Institut (HPI) forscht DB Systel daran, vorhandene und zukünftige Technik kosteneffizient und bedarfsgerecht einzusetzen – bei gleichzeitiger Erhöhung der Verkehrssicherheit. Rail2X wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitaler Infrastruktur gefördert, was zeigt, wie hoch der mögliche Effekt eingeschätzt wird.

Es ist ein Trendthema – und aufgrund des Einsatzes im Automobilbereich ist zu erwarten, dass standardisierte Kommunikationskomponenten in Kürze in großer Stückzahl zu niedrigen Kosten produziert werden. „Wir wollen aufzeigen, dass wir mit vorhandenen Mitteln am Markt Synergien schaffen können. Auf diesem Weg Mehrwerte zu erzeugen ist mindestens genauso wichtig wie neue Technologien zu entwickeln“, gibt Ingo Schwarzer von DB Systel das Ziel des Projekts vor. In einem aufzubauenden Testfeld bei der Erzgebirgsbahn in Sachsen sollen erst einmal beispielhaft drei Nutzerszenarien im Bereich des öffentlichen Verkehrs realisiert und demonstriert werden.

Drei unterschiedliche Anwendungsfälle

„Wir haben bei den Use Cases bewusst gemischt“, sagt Dr. Michael Meyer zu Hörste vom DLR. „Sie haben ganz unterschiedliche Ausprägungen und dadurch auch ganz unterschiedliche Mehrwerteffekte.“ Die Steigerung von Verkehrssicherheit und -effizienz durch direkten Austausch zwischen Kraftfahrzeugen und Bahnübergängen steht beim Use Case „Schranke“ im Fokus. „Es geht also vor allem um die Interaktion zwischen Auto und Bahnübergang. Das ist technologisch schon sehr weit und passt auch in die angestrebte Standardisierung. Für ein Auto bräuchte man lediglich ein minimales Software-Update, um diese Funktion zu aktivieren.“

Im Case „Service und Diagnose“ steht der Informationsaustausch zwischen Zug und Infrastrukturanlagen im Vordergrund. Es soll gezeigt werden, wie eine Instandhaltung von Zügen und Anlagen mittels aktueller Daten verbessert werden kann. „Bei diesem rein funktionalen Case geht es um den digitalen Transport von Instandhaltungsdaten von A nach B, um zum Beispiel Kabel zu sparen.“

Der dritte Case „Bedarfshalt“ bringt dem Endverbraucher unmittelbar einen Nutzen, denn es findet ein Austausch zwischen Zug und Station statt: Fahrgäste könnten beispielsweise per App oder Rufknopf mitteilen, dass sie an einem Bahnhof in einen Zug steigen möchten, der dort nur bei Bedarf hält. Ziel wäre ist es, Bedarfshaltestellen zu erhalten. Auch das hätte eine Steigerung der Attraktivität des Bahnfahrens zur Folge.

Für all diese Use Cases werden Daten aus zentralen Quellen wie der mCLOUD verwendet sowie angereicherte oder neu erfasste Daten bereitgestellt.

Neue Möglichkeiten mit Bestandsmitteln

Rail2X entsteht auf der Basis der schon vorhandenen Standardisierungen aus dem Car2X-Universum. Der Einsatz führt auch zu einem positiven volkswirtschaftlichen Nutzen. Durch einen bedarfsgerechten Einsatz von Fahrzeugen, beispielsweise durch passende Fahrzeuggrößen und Halte nur bei Bedarf können ökologische Verbesserungen wie beispielsweise geringerer Energieverbrauch und Reduzierung von Lärm und Emissionen sowie ökonomische Effekte wie Kostenreduzierungen erreicht werden.

Die Nutzung und der Ausbau eines Testfelds bei der Erzgebirgsbahn für Rail2X-Anwendungen und die Mischung aus Industrieunternehmen, Forschungseinrichtungen sowie kleineren Mittelstandsunternehmen führen zu einer ausgezeichneten Expertise in der Projektthematik. So ist für Ingo Schwarzer das Projekt auch ein Zeichen dafür, wie künftig gearbeitet und entwickelt wird: „Wir arbeiten eng mit der Industrie, Forschung und Wissenschaft zusammen. Die Zukunft ist intermodaler Verkehr und die intermodale Zusammenarbeit über alle Kompetenzgrenzen hinweg.“

Das sieht auch Dr. Meyer zu Hörste so: „Wir schaffen gemeinsam den Zugang für die Zukunft. Hier entsteht das Verkehrssystem der Zukunft, an dem die Deutsche Bahn beteiligt ist. Und das ist unser Anspruch.“