Train Control and Management System (TraCo)

Ein zukünftiges Bahnsystem muss im Sinne der Mobilitätswende und der langfristigen Wettbewerbsgestaltung bzw. Mobilitätssicherung sowohl flexibel als auch (kosten-)effizient gestaltet werden, ohne dabei Einbußen in den Bereichen der Sicherheit oder Nachhaltigkeit zu erzeugen. Diese Aspekte gelten damit auch für das automatisierte Bahnsystem der Zukunft.

Das Projekt TraCo beleuchtet und fokussiert hierzu die eisenbahn betrieblichen Fragestellungen auf dem Weg hin zu einem hochautomatisierten, gesamtheitlichen Bahnsystem der Zukunft. Das Projekt ist im gesamten inhaltlichen Zusammenspiel mit den weiteren drei inhaltlichen Projekten im Programmthema Schienenverkehr zu sehen. Insbesondere die inhaltliche Nähe und Kooperation zum Projekt InTra ist aktiv gestaltet und organisiert. Die Arbeitsschwerpunkte in TraCo thematisieren dabei nicht ausschließlich das finale, abgeschlossene und vollständig automatisierte System, sondern es werden auch entsprechende Zwischenschritte auf dem Weg dorthin berücksichtigt und bewusst adressiert. Dafür sollen unter anderem die Potenziale und Möglichkeiten in der Interaktion von Mensch und Technik bzw. Automation berücksichtigt sowie die für eine Zulassung benötigte technische Ausrüstung an Hand einer „Automationsinsel“ ermittelt und erprobt werden.

In Abhängigkeit vom Marktsegment (z. B. Fernverkehr, Güterverkehr) und der jeweiligen Automationsstufe können unterschiedliche Ausrüstungs- bzw. Interaktionslevel unter Berücksichtigung von Aspekten der technischen Machbarkeit, der Sicherheit, des Bahnbetriebs und der Wirtschaftlichkeit relevant werden. Weiter steigt im Zuge der Automatisierung und hier insbesondere durch die Einführung entsprechender technischer Systemlösungen die Notwendigkeit zur Aufnahme, Bereitstellung, Verfügbarkeit und zielgerichteter Weiterverwendung einer eisenbahnspezifischen Datengrundlage. Auch hier ist das Projektziel nicht ausschließlich auf den hochautomatisierten Bahnbetrieb ausgerichtet, sondern es werden ebenfalls Potentiale und Lösungen analysiert, die bereits für das heutige Bahnsystem einen entsprechenden Vorteil aufweisen können.

Beispielhaft ist hier das Thema der kontinuierlichen Datenerfassung und Zustandsüberwachung im Realbetrieb bis hin zu einem prädiktiven Instandhaltungsmanagement zu nennen. Weiter kann das Bahnsystem von der Verknüpfung von bahnbetrieblichen und logistischen Optimierungszielen profitieren, indem diese unter Berücksichtigung der entsprechenden Rand- und Rahmenbedingungen analysiert und eine gemeinsame Optimierung angestrebt wird. Als weiterer Aspekt werden Möglichkeiten betrachtet, den (automatisierten) Eisenbahnbetrieb hinsichtlich der oben genannten Gesichtspunkte zu verbessern. Dabei sollen einerseits KI-basierte Methoden im Bereich der Datenanalyse (Anomalieerkennung) und der Umsetzung eines KI-Fahrdienstleiters Anwendung finden, andererseits auch Möglichkeiten zur aktiven Optimierung der Seitenwindstabilität von Eisenbahnfahrzeugen betrachtet werden. Letztere können unmittelbare Auswirkungen auf die Sicherheit beispielsweise bei einer Geschwindigkeitserhöhung in der Kurvenfahrt erzielen. Daraus resultiert eine Verringerung der Fahrzeit, welche für benötigte Pufferzeiten und damit zu einer Steigerung der Zuverlässigkeit des Bahnbetriebes genutzt werden kann. Die soeben beschriebenen Arbeiten konzentrieren sich auf die vier nachfolgenden Aspekte:

➢ Erfassung, Verwaltung, Analyse und Nutzung von Fahrzeug- und Infrastrukturdaten für digitale Informations- und Managementsysteme

➢ Aktive Optimierung der Seitenwindstabilität mittels eines reagierenden, selbstanpassenden Fahrwerks oder adaptiver Windleitflächen

➢ Menschen und Automation im digitalen und vernetzten Bahnbetrieb unter der weiterführenden Nutzung Künstlicher Intelligenz

➢ Konzeption sowie Proof of Concept zur gezielten frühzeitigen, zulassungsfähigen Automatisierung auf bestimmten Teilstrecken anhand der TraCo-Teilergebnisse