Steigen Sie ein in Lucy, den Labor Zug von Thales, um herauszufinden, was die Zukunft für Hauptbahnen bringen könnte.

Mit der Ankündigung vom „Europäischen Jahr der Schiene 2021“ – Pläne zur Ankurbelung des europäischen Bahnverkehrs und Regierungen auf der ganzen Welt, die um die Reduzierung der CO2-Emissionen wetteifern – sieht die Zukunft der Bahn vielversprechend aus.

Bei der Smart Mobility Experience finden Sie im Bereich Intercity & Cross-Border Komplettlösungen für die Mobilität der Zukunft - einschließlich Tools zur Kapazitätssteigerung, zur Reduzierung von Emissionen und zur Kostensenkung. Hier sind einige Beispiele:

Zugautonomie

Thales war bereits vor mehr als 30 Jahren Pionier bei automatischen Zügen. Jetzt sind wir Vorreiter bei autonomen Zügen. Ein Zug, der mit fortschrittlicher Technologie ausgestattet ist, verwendet künstliche Intelligenz, um selbst zu „denken“ und sich zu bewegen. Sensoren und Software geben die genaue Position an, überprüfen jederzeit die Geschwindigkeit, erkennen Hindernisse auf der Strecke, überwachen die Umgebung und viele andere Dinge.

Der Schlüssel liegt darin, dass die Züge zur richtigen Zeit die richtigen Entscheidungen treffen. Und hier kommt Lucy ins Spiel. Lucy ist Teil unseres laufenden Forschungsprogramms - eines voll ausgestatteten mobilen Labors zur Entwicklung neuer Funktionen in einer Live-Eisenbahnumgebung.

Das Schöne dabei ist, dass bereits heute echte autonome Funktionen schrittweise aufgebaut werden können. Die Funktionen reichen von der Zugpositionierung bis hin zum vollautonomen Betrieb.

Die Vorteile sind enorm. Dazu gehören geringere Betriebskosten, zusätzliche Bahnwege, verbesserte Zuverlässigkeit, weniger streckenseitige Ausrüstung und geringerer Energieverbrauch. Die Revolution ist näher als Sie denken. Die ersten autonomen Züge sollen in wenigen Jahren im Linienverkehr sein.

Automatikbetrieb - GoA2 für Hauptstrecken

In GoA2 (Grade of Automation 2) werden die Hauptfahrfunktionen eines Zuges von einer Computersoftware unter Verwendung der ATO-Technologie (Automatic Train Operation) ausgeführt. U-Bahnen profitieren bereits seit Jahren von ATO. Es ist ein wesentlicher Baustein des modernen Betriebs und bietet weniger Emissionen sowie ein reibungsloses Beschleunigen und Bremsen.

ATO kann jedoch viel mehr als nur reibungslose Fahrten ermöglichen. Durch die Kombination von ATO mit einem Driver Advisory System (DAS) kann die Energieeffizienz von Zügen gesteigert werden.

ATO ist auf Hauptstrecken noch nicht weit verbreitet. Ein Grund ist, dass ATO Befehle von älteren Signalisierungsarten nicht einfach interpretieren kann. Mit dem Aufkommen von ETCS (European Train Control System) ist es nun möglich, ATO als Overlay mit Energieeinsparungen von 10-20% bereitzustellen. Mit Blick auf die Zukunft könnte die Kombination aus ATO und autonomem Betrieb zu Energieeinsparungen von bis zu 30% führen.

Zukunftssichere Stellwerke

Moderne Stellwerke sind elektronisch und digital - eine Welt fern von den mechanischen und relaisbasierten Systemen von gestern. Elektronische Stellwerke sind jedoch wie ihre Vorgänger immer noch auf maßgeschneiderte Hardware angewiesen. Dies kann Spuranpassungen erschweren. Auch der Tausch von Hardware kann teuer werden.

Unsere zukunftssicheren Stellwerke lösen diese Probleme. Stellwerke werden auf Standard-COTS-Server (Commercial Off the Shelf) gehostet, die sich in streckenseitigen Stellwerksgebäuden, Rechenzentren oder in der Cloud befinden. Es gibt keine geografischen Einschränkungen – das Stellwerk kann überall sein, auch in einem anderen Land.

Dieser Ansatz bietet viele Vorteile. Streckenlayouts können einfach durch das Hochladen neuer Software geändert werden, anstatt Hardware zu ersetzen. Die Ausfallsicherheit wird transformiert, da es möglich wird, gespiegelte Stellwerke auf Servern an verschiedenen Standorten auszuführen aus Sicherheits-, Security- und Backupgründen. Zusätzlich sind die Themen Wartung und Obsoleszenz dank standardisierter Hardware einfach zu managen.

Unser zukunftssicheres Stellwerk ist „Cybersecured by Design“. Alle Funktionen laufen auf einer sicheren digitalen Thales Plattform, sodass kritische Daten zu jeder Zeit geschützt sind.

Neben weniger komplexen Stellwerken möchten Infrastrukturmanager auch flexible Möglichkeiten zur Steuerung von Feldelementen wie Signalen und Weichen. Die dezentrale Ansteuerung (Distributed Control Architecture - DCA) von Thales erfüllt diese Anforderung. DCA ermöglicht es Kunden, Steuerelemente zu platzieren wo auch immer sie möchten. Beispielsweise können Steuereinheiten nahe bei Signalen und Weichen platziert werden, um die Verkabelung zu minimieren. Oder sie können auch zentralisiert werden, um die Wartung zu vereinfachen.

Hybrid ETCS Level 3

Infrastrukturbetreiber stehen zunehmend unter dem Druck, zusätzliche Fahrtwege bereitzustellen, damit mehr Züge die bestehenden Strecken nutzen können. Eine feste Blocksignalisierung legt jedoch eine fixe Beschränkung für den möglichen Zugverkehr fest.

Die ideale Lösung wäre der Einsatz von ETCS Level 3 Signalisierung. Dies bietet mehr Kapazität, da es auf dem Prinzip von beweglichen Blöcken basiert. Die Abstände werden verringert, sodass die Züge näher aneinander fahren können.

Die Implementierung von reinem ETCS Level 3 bringt jedoch große praktische Probleme mit sich - nicht zuletzt die Herausforderung, die Integrität von Zügen zu einem bestimmten Zeitpunkt nachzuweisen. Dies ist bei modernen Personenzügen unkompliziert, doch es ist viel schwieriger zu beweisen, dass ein Güterzug nicht geteilt wurde.

Hybrid ETCS Level 3 bietet eine funktionsfähige und effektive Lösung für Strecken mit gemischtem Verkehr. Es funktioniert nach dem Prinzip des Blockschneidens. Personenzüge, die für ETCS Level 3 ausgerüstet sind, fahren nach den Grundsätzen für bewegliche Blöcke – wodurch Kapazitätssteigerungen erziel werden - während nicht ausgerüstete Züge (normalerweise Güterzüge) weiterhin in festen Blockabständen fahren.

Wie die obigen Beispiele zeigen, bietet Thales Komplettlösungen für zukunftssichere Mobilität – um Kapazitäten besser zu nutzen, Emissionen zu reduzieren und Kosten zu senken.