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DIGITAL-RAIL 2023:

 

Thematische Einführung

zur Relevanz von Digitalisierung und Automatisierung

im Bahnsektor

sowie

zur Aktualität des Beitrags der Bahn-Digitalisierung

für den Wandel der Mobilitätsgesellschaft

 

 

 

INHALT

 

 

  1. DIGITAL RAIL 2023
  2. Thematische Einführung
    1. Bahn-Digitalisierung
    2. Automatisierung des Bahn-Betriebs
  3. Beitrag der Bahn-Digitalisierung für den Wandel der Mobilitätsgesellschaft
  4. Aktuelle Initiativen des BAHNVERBANDES zur Förderung der Bahn-Digitalisierung

 

 

 

  1. DIGITAL RAIL 2023

 

Die Tagungsreihe DIGITAL-RAIL wurde bereits im Jahr 2008 vom Interdisziplinären Forschungsverbund Bahntechnik unter dem Namen BAHN-SOFTWARE initiiert, um die Informationstechnologie (IT) im Bahnbereich zu forcieren.

Zunächst wurde eine nicht-öffentlich tagende Experten- und Führungskräftegruppe ins Leben gerufen, um die Einsatz-Möglichkeiten und -Grenzen von spezifischer BAHN-SOFTWARE zu erördern.

 

Die erste öffentliche Expertentagung fand im Jahr 2010 in Berlin unter dem Titel BAHN-SOFTWARE ausgerichtet. Schnell wurde deutlich, dass bei weiteren Fachtagungen ein umfassender Ansatz gewählt werden sollte, bei dem Hardware, Software und Schnittstellen simultan betrachtet werden sollten. Dementsprechend wurden die Fachtagungen 2011, 2014 und 2016 unter dem Titel RAIL-IT angeboten und mit dem Untertitel: Hardware, Software und Schnittstellen ergänzt. Die folgenden Tagungen 2019, 2021 wurden unter den neuen Titel DIGITAL-RAIL gestellt und durch weitere Service-Angebote unter dem Internetportal „digital-rail.com“ (eingetragenes Markenzeichen) flankiert.

 

In verschiedenen Wirtschaftssektoren (Maischinenbau, Elektrotechnik, Automotive etc.) wurden ambitionierte Projekte der Digitalisierung und Automatisierung aufgesetzt und auch derer Bahn-Sektor konnte einen signifikanten Anstieg von sog. „Digital-Projekten“ verbucht werden.

Mit der 2020 in Europa einsetzenden Pandemiesituation (COVID-19) sowie der damit verbundenen Virtualisierung von Arbeitsprozessen im sog. „Home-Office“ wurde eine Beschleunigung der Digitalisierung vieler Geschäftsbereiche beschneunigt.

Auch im Verkehrssektor, insbesondere im Bahnsektor, wurden zuvor bereits geplante Digitalisierungs- und Automatisierungsprojekte zeitlich vorgezogen.

 

Die Erkenntnis, dass nur durch massive Fortschritte bei der Bahn-Digitalisierung die dringend benötigten Kapazitätsausweitungseffekte realisiert werden können, hatte sich durchgesetzt und last but not least auch im Koalitionsvertrag 2021 – 2025 Niederschlag gefinden.

 

 

Während der 7. Expertentagung DIGITAL-RAIL 2023 wird die Keynote Speech „Bericht aus Bonn“ dazu dienen, den zwischenzeitlich erreichten Stand der DIGITALISIERUNG der EISENBAHNEN aus der Perspektive des zuständigen Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV) darzustellen und zudem einen Ausblick auf weitere Maßnahmen zu vermitteln.

Die Ziele der Bahn-Digitalisierung sind recht ambitioniert, denn auch die politisch vorgegebenen verkehrs- und umweltpolitischen Ziele für den Bahnsektor sind ebenfalls sehr hoch angesetzt! Dementsprechend massiv vorangeschritten sind die Digitalisierungsprojekte im Bahn- und Verkehrssektor.

 

Deshalb wollen die Vertreter der Wirtschaft – allen voran des Kooperationspartners DB SYSTEMTECHNIK GmbH – über begonnene bzw. kürzlich abgeschlossene Projekte der Bahn-Digitalisierung und Automatisierung berichten. Auch weitere Partner-Unternehmen des BAHNVERBANDES sowie der vom BAHNVERBAND e.V. organisierten Arbeitskreise BAHN-DIGITALISIERUNG bzw. BAHN-SENSORTECHNIK präsentieren die wesentlichen Erkenntnisse relevanter Projekte.

 

Die Vorträge und Diskussionrunden während der 7. Expertentagung finden unmittelbar nach der Einführung des „Deutschlandtickets“ zum 1. Mai 2023 statt, welches als lehrreiches Exempel für die Chancen der Modernisierung im Bahnsektor dienen kann.

Zugleich wird deutlich, dass die Unzu­läng­lich­keiten bei der Auswertung von nicht-personenbezogenen Daten (insbes. der Kapazitätsauslastungsdaten) nur ein relativ  unvollständiger Erkenntnisgewinn erzielt wird. Die verpasste Gelegenheit, die tatsächliche Nutzung von bestimmten ÖPNV-Verbindungen nicht nur vollautomatisch, sondern auch verkehrsträgerübergreifend zu erfassen, wird sich in Fahrgastbeschwerden bezüglich der nicht unwahrscheinlichen Fehl-Allokation von Verkehrsressourcen bemerkbar machen.

 

Die Tagung im Mai 2023 wird schließlich ein ganz besonderes Augenmerk auf den Themenschwerpunkt CYBERSICURITY legen und damit auch die steigendn Risiken für die KRITISCHE INFRASTRUKTUR berücksichtigen, welche auch aus der veränderten gepolitischen Lage resultieren. Auch ohne Krieg wären die Herausforderungen für die Bahn-Digitalisierung schon groß genug. Nun kommen weitaus drastischere Gefährdungs-szenarien hnzu, denen sich der Bahnverkehr zu stellen hat.

 

 

  1. Thematische Einführung

 

Zunächst sollen – in das Tagungsthema einführend – die relevanten Kernbegriffe geklärt werden:

 

2.1    Bahn-Digitalisierung

 

Digitalisierung kann in einem sehr engen Sinne als „Umwandlung von analogen Signalen in diskrete Werte“ verstanden werden. Etwas Umfassender wird mit Digitalisierung der gesamte „Prozess der Einführung von digitaler Technik in der Produktion, bei Dienstleistungen und in der Verwaltung“ subsummiert. [1]

 

Folglich kann die „Bindestrich-Definition“ der Bahn-Digitalisierung als Einführung von Digitaltechnik (Hardware, Schnittstellen, Software – einschließlich von Systemen der sog. „Künstlichen Intelligenz“) beschrieben werden.

 

 

2.2    Automatisierung des Bahn-Betriebs

 

Automatisierung kann als „Vorgang der Übertragung von Arbeit, die zuvor ein Mensch geleistet hat, auf Automaten“ definiert werden. Bei dieser Arbeitsdefinition wird zunächst nicht unterschieden, ob es sich bei den Automatien um technische Vorrichtungen (Maschinen, Apparate) oder um nicht-körperliche Systeme (Software bzw. „Apps“) handelt. [2]

Bei der Automatisierung des Bahn-Betriebs wird somit auf die Ersetzung von menschlicher Arbeit (knappe Ressource, fehleranfällig, teuer) durch technische Systeme (Kombination von Sensoren, Computer-Algorithmen, Aktuatoren etc.) angestrebt, wobei letztere ein höheres Sicherheitsniveau gewährleisten sollen – bei insgesamt günstigeren Kosten.

Die Überlegungen zum erreichbaren Sicherheitsniveau (Wegfall des sog. „menschlichen Versagens“) versus die neuen Sicherheitsrisiken (Cyber-Kriminalität) sind nicht trivial und haben zudem erhebliche Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeitsrechnung.

Durch die demographische Entwicklung der letzten Jahre wird der stetig steigende Fachkräftemangel zu einem millionenfach auftretenden Massenphänomen, dem sich der gesamte Mobilitätssektor stellen muss – auch der Bahnsektor.

 

 

  1. Beitrag der Bahn-Digitalisierung

         für den Wandel der Mobilitätsgesellschaft

 

Die mehrere Jahrzente umfassende umweltpolitische Debatte hat in den letzten Jahren durch empirische Erkenntnisse zum Klimawandel auch zu massiven politischen Handlungskonsequenzen geführt. So wurde auf der UN-Klimakonferenz in Paris 2015 (United Nations Framework Convention on Climate Change, 21st Conference of the Parties, COP 21) das sog. „1,5°-Ziel“ vereinbart, welches ohne die Einstellung der Verbrennung fossiler Energieträger für Strom, Wärme und Verkehr nicht realisierbar sein dürfte.

Damit nun der Verkehrsektor seine diesbezüglichen Ziele erreichen kann, muss eine umfangreiche Verlagerung der Verkshrströme von der Straße auf die Schiene erfolgen, was mit der hohen Energieeffizienz des Schienenverkehrs begründet wird.

Die Substitution von großen Personenzahlen im Nah- und Fernverkehr bzw. von großen Tonnagen im Güterverkehr kann aber nur gelingen, wenn genügend Transportgefäße (Schienenfahrzeuge) sowie ausreichende Infrastrukturkapazitäten (Verkehrswege, Bahnhöfe, Umschlagsysteme) vorhanden sind und auch möglichst störungsfrei genutzt werden können.

In Deutschland kann man im Jahr 2023 jedoch weder mit der anzahl der verfügbaren Bahn-Infrastruktur noch mit der Anzahl bzw. der Qualität der Schienenfahrzeuge zufrieden sein. Die Gründe hierfür mögen in unterlassenen Investitionen in der Vergangenheit liegen, belasten aber die Gegenwart und Zukunft des schienengebundenen Verkehrs in einer Zeit, in unisono die Rufe nach MEHR BAHNVERKEHR laut werden, um den politisch bzw. gesellschaftlich gewünschten Wandel der Mobilitätsgesellschaft zu erreichen.

 

Genau in diesem Moment setzt die Hoffnung auf DIGITALISIERUNGSEFFEKTE im Bahnverkehr an: Die vorhandenen Ressourcen sollen besser genutzt werden, wie einige Beispiele verdeutlichen:

 

  • Das ETCS (European Train Control System) soll die Zugfolge verdichten, was zu mehr Zügen pro Tag auf einer bestimmten Strecke führt (sofern die Strecke nicht durch anderweitige Störungen blockiert ist).

 

 

 

  • Die DAK (Digitale Automatische Kupplung) soll als Primärziel schnelleres Kuppeln und Rangieren von Güterwaggons ermöglichen. Das Sekundärziel der Elektrfizierung von Güterwaggons sowie den Anschluss an zugseitige Datenübertragungsleitungen ist ebenfalls ein Conditio-sine-qua-non für die Bahn-Digitalisierung.
  • Die Einführung von CBM (Condition-based Maintenance) soll Instandhaltungszeiten bei Schienenfahrzeugen sowie Infrastruktureinrichtungen verkürzen und somit bei besonders teuren Ressourcen zu einem höheren Verfügbarkeitsgrad führen.

 

Die Ansätze der DIGTIALISIERUNG und AUTOMATISIERUNG im Bahnbereich sind zahlreich und im Ergebnis vielversprechend.

 

Dabei darf die Digitalisierung kein reiner Selbstzweck bleiben, bei dem die Daten-Verabeitung parallel auf digitalen und analogen Systemen erfolgt (doppelte Kosten). Der wirtschafltiche Erfolg der Bahn-Digitalisierung setzt erst bei der Bahn-Automatisierung ein, sofern die Bedingung der „minestens gleichen Sicherheit“ stets erfüllt sein muss.

 

Weiterhin erscheint die Übertragung von diesbezüglichen Erkenntnissen anderer Branchen auf den Bahnsektor als sehr vielversprechend, um Lerneffekte zu beschleunigen. Allerdings sind dabei auch die nicht gerade trivialen „Bahnspezifika“ zu beachten – insbesondere die hohen Anforderungen an die bahntechnische Zulassung.

 

Um im Ergebnis die erwünschten Kapazitätseffekte nicht nur schnell, sondern auch dauerhaft realisieren zu können, muss zu jedem Zeitpunkt die SICHERHEIT des Bahnverkehrs und damit der transportierten Passagiere bzw. Frachtgüter gewährleistet sein.

 

Die Sicherheit von Schienenfahrzeugen und der Bahninfrastruktur, die für mehrere Jahrzehnte des Bahnverkehrs ausgelegt sind, muss den täglich neuen Angriffen aus der Cyberkriminalität standhalten können – was eine Daueraufgabe für Betreiber, Hersteller und die Dienstleistungsbranche darstellt.

 

 

 

  1. Aktuelle Initiativen des BAHNVERBANDES

         zur Förderung der Bahn-Digitalisierung

 

Der BAHNVERBAND entwickelt daher llaufend neue Initiativen für die Branche und Aktivitäten für die Mitgliedsunternehmen der Arbeitskreise bzw. Netzwerk-Gruppen.

 

Hierüber informieren wir auf dem Internetportal: www.BAHN-DIGITALISIERUNG.info

 

 

Zusammenfassung

Bahn-Digitalisierung ist wichtig, um politische bzw. gesellschaftliche Ziele der Mobilitätswende zu erreichen. Bei der Automatisierung des Bahnbetriebes muss auf die Einhaltung höchster Sicherheitsstandards geachtet werden.

Der Bahnverband bündelt die Initativen und Aktivitäten auf dem Informationsportal Bahn-Digitalisierung.info