© G. Zwiehoff

Automatisiertes Rangieren (AuRa)

Kollege Computer schiebt Waggons aufs richtige Gleis

04/2019 – Vom internen Test zum externen Erfolgsmodell und vom manuellen Rangieren zu automatisierten Abläufen: Mit dem Gemeinschaftsprojekt AuRa kommt Bewegung ins Rangiergeschäft.

Rangierbetriebe stehen vor großen Herausforderungen und Problemen: Zum einen wird das Rangierpersonal immer älter, und zum anderen gibt es kaum Nachwuchskräfte. Während sich Bahnbetriebe zwar insgesamt zeitgemäß weiterentwickeln, herrschen in Rangierbetrieben oft noch alte Arbeitsweisen vor – sowohl bei der Deutschen Bahn als auch in Unternehmen, deren Güterumschlagplätze ebenfalls von der Schiene abhängen. Eine Idee zur Modernisierung ist es, Rangierfahrzeuge mithilfe einer Software automatisch anzusteuern.

Mit AuRa (für Automatisiertes Rangieren) wird der Fokus entsprechend auf die Automatisierung innerbetrieblicher Rangierabläufe von Schienenfahrzeugen gelegt. Dr. Frank Kleespies von DB Systel erklärt: „AuRa verknüpft als zentrales IT-Steuerungssystem alle Komponenten eines Rangiervorgangs miteinander und steuert diese automatisch.“ Darunter fallen alle vernetzten Rangierfahrzeuge, Weichen, Bahnübergänge und Signale. Ein besonderes Augenmerk gilt dabei immer der Sicherheit von Personen und Prozessen. Der Grundstein dafür wurde bereits 2016 gelegt: Innerhalb weniger Wochen wurde erfolgreich ein Pilotprojekt zum automatisierten Rangieren im Instandhaltungswerk Paderborn durchgeführt. Ein mit Sensoren und Computer ausgestattetes Zweiwegefahrzeug zum Rangieren wurde automatisch über die AuRa-Software angesteuert und fuhr so Fahrbefehle automatisch ab. Mehr noch: „Mit AuRa qualifizierten wir uns beim 5. Pitchevent des Skydecks für das Acceleratorprogramm und entwickelten daraus ein Geschäftsmodell“, sagt Frank Kleespies.

AuRa im Überblick

Zuerst werden Rangieraufträge in das jeweilige Dispositionssystem eingegeben und dort optimiert. AuRa übersetzt die Aufträge in Steuerbefehle und übermittelt sie per Funk an das Rangierfahrzeug. Über die Kommunikation zum Stellwerk wird der gewünschte Fahrweg gestellt. Für den Rangiervorgang wird ein automatisiertes, ansteuerbares Rangierfahrzeug benötigt. Dieses ist mit Sensorik ausgestattet und kann automatisch an Wagen kuppeln, entkuppeln und während der Fahrt für ein gefahrenfreies Rangieren den Raum auf Hindernisse überwachen. Neben der Einstellung des Fahrweges und automatisierten Einstellung aller beteiligten Komponenten wird die Geschwindigkeit auf den einzelnen Gleisabschnitten an das Fahrzeug übertragen. AuRa ermöglicht es so, dass Rangierfahrzeuge schnell und sicher Waggons zu den gewünschten Gleisen bringen – und das rund um die Uhr.

AuRa – die Zukunft des Rangierens. Eine Demonstration.
© DB Systel GmbH

Trotz des erfolgreichen Tests in Paderborn wurde das Projekt dort nicht fortgesetzt. Thomas Gerdes ist Product Owner für AuRa bei DB Systel und erklärt: „Um dieses Werk als erstes vollständig zu automatisieren, wären hohe Investitionen nötig gewesen. Neben Fahrzeugbeschaffung und Einbau der IT-Systeme müssten dafür die Infrastruktur angepasst und Weichen automatisiert werden – ein insgesamt viel zu großer Aufwand für den ersten Schritt.“ Doch mit einer konsequent zu Ende gedachten Produktstrategie und damit der Reduktion von IT-Kosten je Kunde sowie einem international agierenden Stahlwerk mit besseren Voraussetzungen für die Automatisierung als Pilotstandort konnte dieser Herausforderung begegnet werden. Gemeinsam mit der Zwiehoff GmbH, die bereits das Rangierfahrzeug für den Piloten in Paderborn zur Verfügung gestellt hat, und dem Institut für Schienenfahrzeuge und Transportsysteme (IFS) der RWTH Aachen, das sich wissenschaftlich mit dem Thema beschäftigt, wird AuRa nun im Rangierbetrieb des Stahlwerks umgesetzt, um Roheisentransporte zu optimieren.

Wir entwickeln nicht nur die Software, sondern beraten Kunden, zeigen Möglichkeiten auf und bieten passende Integrationsleistungen rund um die Automatisierung an.

Dr. Frank Kleespies, Agility Master des AuRa-Teams bei DB Systel

Das Projekt wird vom Bund gefördert und ist zunächst auf drei Jahre ausgelegt. In dieser Zeit liegt der Fokus vor allem darauf, vor Ort ein stationäres IT-Dispo- und Fahrsystem aufzubauen. „Grundsätzlich funktionieren alle Rangierbetriebe ähnlich“, sagt Thomas Gerdes. „Fachlich lässt sich das System daher schnell adaptieren.“ Ein Unterschied ist, dass die Waggons im Stahlwerk nicht mehr gekoppelt werden müssen und die Rangierfahrzeuge fest mit den Waggons verbunden sind. Außerdem gibt es für die Planung und Steuerung der Fahrten kein einheitliches System, das von allen Unternehmen mit Rangierbetrieb genutzt wird. Auch hierfür ist AuRa geeignet und lässt sich für ganz unterschiedliche Bedingungen und die vorhandenen Schnittstellen flexibel einsetzen. Bei Bedarf unterstützt das Team AuRa auch dabei, entsprechende Planungssysteme aufzusetzen. „Auch das ist ein Baustein unseres neuen Selbstverständnisses“, sagt Frank Kleespies. „Wir entwickeln nicht nur die Software, sondern beraten Kunden, zeigen Möglichkeiten auf und bieten passende Integrationsleistungen an.“

Doch zuvor wird AuRa erst einmal für das Stahlunternehmen fit gemacht. Die erste Testphase ist abgeschlossen, die Fahrzeugsteuerung funktioniert. Nun werden die Sensoren eingebaut, darunter auch welche, die Personen erkennen können und in Gefahrensituationen das Fahrzeug bremsen. Denn um für AuRa die benötigte Zulassung zu bekommen, müssen auch die Sicherheitsregularien des Eisenbahnbundesamtes und der jeweils zuständigen Landeseisenbahnaufsichten eingehalten werden. „Wir setzen darauf, frühzeitig mit Gutachtern und Experten in den Dialog zu gehen, um die Zulassungsfähigkeit von AuRa zu garantieren“, sagt Thomas Gerdes. Ziel sei es, nicht nur die reine Forschung, sondern ein für den regulären Betrieb einsatzfähiges Produkt zu erzeugen. Alle Erfahrungen auf dem Weg dorthin will das AuRa-Team künftig auch für den Konzern nutzen. Die Hoffnung von Thomas Gerdes: „AuRa könnte eine Keimzelle für die Automatisierung der Bahn insgesamt sein.“