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Rail Mobility 4.0: Innovation ist der Schlüssel für die Herausforderungen in der Signaltechnik

Projekte im Bereich der Signaltechnik nehmen kontinuierlich zu. Die Gründe dafür sind offensichtlich: Umweltaspekte. Miguel Muñoz, Global Rail Signalling (Digital & Integrated Systems) Domain Leader bei Expleo teilt seine Vision zur Signaltechnik.
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Projekte im Bereich der Signaltechnik nehmen kontinuierlich zu. Die Gründe dafür sind offensichtlich: Umweltaspekte, die zunehmende Privatisierung im Schienenverkehr und öffentlich-private Finanzierungen sorgen für einen beachtlichen Aufschwung im Eisenbahnsektor. Hinzu kommen ein starkes Bevölkerungswachstum in Städten und Digitalisierungsinitiativen mit neuen Services.

Signalsysteme sind von grundlegender Bedeutung für den Eisenbahnbetrieb. Sie leiten den Verkehr und verhindern Kollisionen durch die Koordination von Zügen. Sie steuern beispielsweise die Fahrtrichtung und teilen Zugführern mit, wann sie weiterfahren dürfen. Doch das ist noch lange nicht alles. Immer öfter sind sie auch für die Erhöhung der Kapazität, Standardisierung, Interoperabilität, betriebliche Effizienz und Automatisierung zuständig.

Railway Train Signal

Innovation: Neue Herausforderungen für die Signaltechnik

Signalsysteme können merklich dazu beitragen, die Kapazität von stark überlasteten Netzen zu erhöhen, indem die Sicherheit für eine größere Anzahl von Zügen gewährleistet wird. Fuhren Züge in der Vergangenheit auf Sicht, bevor feste Signale entlang der Gleise Lockführer leiteten, so kommen heute immer häufiger digitale Signaltechnik und integrierte Signalsysteme zum Einsatz.

Verschiedene Technologien wie sicherheitskritische Software, Funk- und/oder Satellitenkommunikation und Informationssysteme ermöglichen einen autonomen Betrieb von Zügen, eine vollständige Automatisierung und die Anbindung an eine intelligente Infrastruktur mit Echtzeitinformationen für Fahrgäste und Betreiber. Die Vorteile ergeben sich durch eine Steigerung der Kapazität (mehr Züge, schneller und sicherer), eine höhere Verfügbarkeit (pünktliche und flexible Fahrpläne ohne Unterbrechungen), eine höhere Leistung (Kosteneffizienz, Energieverbrauch, Asset Management) und eine bessere Zugänglichkeit (Fahrgastfluss, Konnektivität und Shared Mobility). In den kommenden Jahren und Jahrzehnten sind weitere wichtige Entwicklungen zu erwarten: eine Verdopplung des Hochgeschwindigkeitsverkehrs bis 2030, etwa.

Ebenso soll der automatisierte Transport in großem Umfang eingeführt werden. Experten rechnen weiterhin damit, dass sich der Hochgeschwindigkeitsverkehr bis 2050 verdreifachen und der Schienengüterverkehr das doppelte Volumen erreichen wird. Zum Teil ist dafür eine neue Infrastruktur nötig. In erster Linie werden allerdings Innovationen dazu beitragen, die Investitionskosten zu senken, indem die Kapazität der bestehenden Infrastruktur ausgereizt wird.

Metro Train Signal

Mit einer ähnlichen Entwicklung ist für die Instandhaltung zu rechnen. Auch sie wird effektiver und kostengünstiger.

Eine Echtzeitüberwachung von Anlagen lässt sich in Zukunft dazu verwenden, um Fahrgästen über eine mobile App sofort alle erforderlichen Informationen zu übermitteln. Fahrpläne wiederum werden flexibel und grenzüberschreitend sein, sich der Nachfrage anpassen und mit durchgängigen Mobilitätsangeboten integrieren lassen. 

 

Notwendig: Verstärkte Zusammenarbeit und neue Talente 

Ein Szenario, für das allerdings noch einige Hürden überwunden werden müssen. Dazu gehört die Personalbeschaffung.

Der Sektor für Signaltechnik kämpft häufig mit dem Problem, Talente mit ausgeprägten digitalen Fähigkeiten nicht anziehen oder halten zu können. Das liegt unter anderem an den Besonderheiten der Signaltechnik.  

Darüber hinaus müssen Betriebs- und Verwaltungsmodelle grundlegend umgestaltet werden. Ziel muss es sein, Bahnbetreibern und Fahrgästen bessere und flexiblere Dienste anbieten zu können. Dafür ist es notwendig, die aktuell hohen Investitionen zu reduzieren, die für die Einführung digitaler Technologien erforderlich sind. 

Die Herausforderung: Die traditionelle Signaltechnik leidet unter einer starken Fragmentierung, sprich, alte und veraltete Systeme müssen mit neuen Mobilitätslösungen und anderen Verkehrsmitteln in Einklang gebracht werden und machen Änderungen somit kompliziert, kostspielig und zeitaufwändig. Ein Aspekt, der sogar dazu führen könnte, dass die Leistung und Wettbewerbsfähigkeit von Bahnsystemen im Vergleich zu Alternativen darunter leiden.

Außerdem besteht die Gefahr, dass eine Koordination zwischen allen Beteiligten erschwert wird. Das gilt insbesondere im Hinblick auf einen sicheren Datenaustausch und die Festlegung neuer Standards.  Gelingt es nicht, einen ganzheitlichen Strategieansatz zu implementieren, werden die Leistungen des Signaltechniksektors in Bezug auf eine schnellere Markteinführung, vereinfachte Innovation, leichtere Skalierbarkeit und verringerte Risiken geschmälert. Das Teilen der Risiken – und der Vorteile – wird zur Standard werden.

Expleo: Eine Schlüsselrolle in der Signaltechnik

Mit einem starken internen Team und allen erforderlichen Kernkompetenzen, die von unserer Expleo Railway Academy unterstützt werden, verfügt Expleo Signalling über die technologische Führungsrolle, die erforderlich ist, um die wichtigsten Herausforderungen des Sektors zu stemmen. Wir kombinieren Spezialisten aus der Branche mit Digitalkapazitäten wie unsere “Innovation labs”, um unseren Kunden zu helfen, schneller innovative Lösungen zu finden.

Unsere Kompetenzen im Bereich Signaltechnik umfassen:

  • Digital ATO (Automated Train Operations) via ETCS (European Train Control Systems): Sie stützt sich auf die nächste Generation der Automatic Train Control (ATC). Diese Technologie erfordert nur wenige Infrastrukturelemente und basiert auf einer digitalen Topologie sowie Führerstandssignalisierung. Das verbessert die Integration des Train Control and Monitoring Systems (TCMS) im Fahrzeug.
  • TMS (Traffic Management Systems): Es beseitigt Hindernisse für die Interoperabilität und bietet flexible Lösungen für eine vollständige Integration. Damit lassen sich Verkehrsmanagement und bedarfsorientierte Prognosen abdecken.
  • Future Railway Mobile Communication System (FRMCS): Dieser Standard verbessert die Sicherheit, den Fahrgastkomfort und die betriebliche Effizienz, basierend auf 5G-Telekommunikation und Cloud-Technologien.

Auszug aus unseren digitalen Fähigkeiten:

  • Digitale Zwillinge: Exakte virtuelle Nachbildungen realer Gegebenheiten. Sie verbessern die Validierung. 
  • Data Science: Ermöglicht es, das Verhalten kritischer Anlagen vorherzusagen und Instandhaltungsmaßnahmen einzuleiten. 
  • Software-Entwicklung: Erlaubt modulare Systemarchitekturen und offene Kommunikationsschnittstellen. 
  • DevOps: Konfigurations- und Virtualisierungsmanagement, das Zertifizierung und Migration erleichtert und den Schwerpunkt auf funktionale und Cyber-Sicherheit setzt.

Um ein neues Paradigma mit spezifischen und digitalen Fähigkeiten ins Leben zu rufen, müssen neue Geschäftsmodelle entstehen, die mehr Flexibilität und Anpassungsfähigkeit für die Nutzer bringen. Darüber hinaus sind neue Lösungen nötig, die sich stärker auf das Prototyping und Implementierungen in größerem Rahmen konzentrieren und wirksame Ergebnisse bei der Automatisierung und Digitalisierung ermöglichen. 

 

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