Automatisiert fahrende Regionalzüge in Niedersachsen (ARTE)

Abstract

Die Bahnbranche wächst kontinuierlich. Das BMVI schätzt, dass es 2030 50 % mehr Arbeitsplätze [1, p. 52] als 2020 gibt. Von 2013 bis 2023 stieg die Anzahl der Lokführer um 45 %. Dieser Anstieg reicht nicht, um den Bedarf zu decken. Im Jahr 2024 kommen auf zwei offene Stellen ein arbeitssuchender Lokführer [2]. Der Personalmangel wirkt sich schon heute auf den Zugverkehr aus, 2023 fielen deshalb knapp zwei Prozent aller Züge aus. In Zukunft ist nicht mit einer Entspannung der Personalsituation zu rechnen, weil die geburtenstarken Jahrgänge das Rentenalter erreichen. Die zügige und umfangreiche Verlagerung von Personen- als auch Güterverkehr auf die klimafreundliche Schiene [1, p. 10], lassen den Bedarf weiter ansteigen. Wie kann der Bahnbetrieb der Zukunft aussehen? Das Projekt "Automatisiert fahrende Regionaltriebzüge in Niedersachsen" erforschte die Zukunft des Bahnbetriebs. Die vier Partner Alstom Transport Deutschland GmbH, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, die Technische Universität Berlin und die Alstom Signal GmbH erhielten dafür eine Förderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz. Ausgehend vom Stand der Technik und den gesetzlichen Rahmenbedingungen analysierten die Partner die technischen und betrieblichen Anforderungen an einen automatisiert-fahrenden Zug. Den Zug, einen Alstom Coradia Lint 41 mit dem Baujahr 2005, stellt die Landesnahverkehrsgesellschaft Niedersachsen zur Verfügung. Alstom rüstete den Zug mit dem neuen europäischen Zugbeeinflussungssystem aus, eine Voraussetzung für das Projekt. Alstom entwickelte, basierend auf der Erfahrung aus vorherigen Projekten, die Teilsysteme für den automatisierten Fahrbetrieb: Die streckenseitige Signalerkennung, die Hinderniserkennung, die Positionsbestimmung des Zuges auf der Strecke, die fahrzeugseitige Steuereinheit, die Zugfernsteuerung und ein Gateway für den Zugriff auf analoge Komponenten des Zuges. Für die ausgewählte Regionalstrecke Northeim-Bodenfelde wurde eine digitale Karte erstellt. Die Karte enthält eingehende Kenntnisse der zu durchfahrenen Strecke, vergleichbar der Streckenkunde eines Lokführers. Parallel zur technischen Entwicklung erforschen die Projektpartner wie sich Aufgaben und Tätigkeitsabläufe des Betriebspersonals verändern und welche neuen Rollen und Berufsbilder entstehen. Der Schritt fand gemeinsam mit Mitarbeitenden der Regionalverkehre Start Deutschland statt. Die Teilsysteme wurden zu einem Gesamtsystem zusammengesetzt, in den Zug eingebaut und in Betrieb genommen. Der AsBo stellte für den umgebauten Zug eine Unbedenklichkeitserklärung aus. Die Partner testen einige technische und betriebliche Fragestellungen auf dem Testgleis in Salzgitter. Der Zug erkannte den lebensgroßen Stier erfolgreich als Hindernis und bremste bis zum Stillstand ab. Das DLR und die TUB untersuchten, ob und unter welchen Bedingungen Personen mittels Tablet-PC einen Zug fernsteuern können. Anschließend testeten die Partner den Zug auf öffentlicher Infrastruktur. Die Fahrten fanden als Testfahrten statt, wenn die Lücke zwischen den Fahrgastfahrten ausreichend lang war. Die entwickelten Systeme für den automatisierten Fahrbetrieb wurden zuerst einzeln getestet. Zum Abschluss der Versuche absolvierte der Zug erfolgreich auf der Strecke Northeim-Bodenfelde einen gesamten Zugumlauf in der Automatisierungsstufe GoA3 (Grade of Automation) mit Signalerkennung. Die Versuche waren erfolgreich und entsprachen unseren Erwartungen. Im Rahmen von ARTE wurden Betrachtungen zur Sicherheit des Systems für die Testfahrten und das künftige automatisierte Fahren erarbeitet. Die erstellte Roadmap für die Zulassung zeigt, wie die Ergebnisse auf den Fahrgasteinsatz übertragen werden könnten. Die Zielkostenbetrachtung beschreibt, welcher Preis für die Lösung voraussichtlich angesetzt werden kann. Dieser Forschungsbericht beschreibt wesentliche Aspekte und Schritte im Zusammenhang mit dem automatisierten Fahren ohne Lokführer und schließt mit Handlungsempfehlungen für beteiligte Stakeholder.