Fokus auf Digitalisierung und Technik

Unsere Digital- und Technikstrategie ist darauf ausgerichtet, bis 2030 ein hochintelligentes Mobilitätsnetzwerk zu entwickeln – vernetzt, automatisiert und kundenzentriert. Reisen sollen sich in Zukunft praktisch »wie von selbst« planen und bei Abweichungen in Echtzeit an veränderte Gegebenhei­­ten anpassen. Dafür müssen unsere Digitalisierungsprozesse als intelligentes Gesamtsystem verstanden und gestaltet werden – eine langfristige Entwicklung, bei der sich drei Kernauf­­­­­gaben der Starken Schiene benennen lassen:

• vollständige Vernetzung,
• selbstorganisierte Entwicklung und
• die einfachere Nutzung des Mobilitätsangebots für Kund:in­nen.

In sechs Ausbaufeldern sind Digitalisierung und Technik der Schlüssel zum Erfolg für die Starke Schiene:

• Der digitale Bahnbetrieb macht uns robuster, z.B. durch automatisierte Fahrplanung und Disposition.
• Die digitale Instandhaltung macht uns schlagkräftiger, z.B. durch Echtzeittransparenz und vorausschauende Planung.
• Das digitale Kundenerlebnis macht uns moderner, z.B. durch effizientere Reiseketten und intuitive Buchungsmöglichkeiten.
• Die hochverfügbare Bahntechnik macht uns robuster – durch eine Erhöhung der Verfügbarkeit von Infrastruktur und Fahrzeugen.
• Die flexible Bahntechnik macht uns schlagkräftiger, z.B. durch eine flächendeckende Modernisierung von Flotte und Infrastruktur.
• Die grüne Bahntechnik macht uns moderner, z.B. durch einen emissionsfreien und umweltfreundlichen Bahn­betrieb.

All diese Vorhaben tragen zur nachhaltigen Steigerung von Kapazität, Effizienz und Qualität bei. Für die Umsetzung der Digital- und Technikstrategie braucht es zudem eine Kultur, die Ideen und Pläne für eine neue Arbeitswelt unterstützt und Begeisterung für neue Technologien und Formen des (Zusammen-)Arbeitens fördert.

Die IT-Infrastruktur ist die Basis für die Entwicklung der Digitalisierung. Das Konzept einer digitalen Infrastruktur für die Starke Schiene besteht aus fünf Elementen:

• Konnektivität: ist die wichtigste Grundlage für den Daten­transfer und -austausch, denn die Starke Schiene braucht Highspeed-Kommunikation.
• Cloud-Services: Mithilfe von Cloud-Services werden IT-Dienstleistungen dynamisch, nach Bedarf und skalierbar zur Verfügung gestellt, denn die Starke Schiene braucht elastische IT-Ressourcen.
• Cybersecurity: Der Bereich wird weiter professionalisiert, denn nur eine sichere Schiene ist eine starke Schiene. Cybersecurity bedeutet: umfassender Schutz aller (digita­len) Assets, Systeme, Daten und Prozesse.
• Entwicklungsplattformen: Unsere Entwicklungsplattformen bieten modulare Services zur Beschleunigung der Softwareentwicklung.
• Datenmanagement: Im Bereich Datenmanagement ist das Ziel, Werkzeuge und Standards für die übergreifende Nutzung aller Daten im Konzern bereitzustellen.

Bis 2030 sollen die Mobilitätssysteme gelernt haben, selbstständig zu erkennen, zu berechnen und zu vernetzen – und damit alles permanent auf aktuellem Stand zu halten. Den Takt dafür bestimmt künstliche Intelligenz (KI), indem sie ein neuartiges Kapazitätsmanagement ermöglicht, Barrieren beseitigt und Anforderungen erfüllt, bevor diese überhaupt erkannt und formuliert werden. Die Fahrzeuge fahren hoch automatisiert, kommunizieren miteinander, updaten sich eigenständig und melden mögliche Defekte, noch bevor sie auftreten, mit neuer Sensorik, Drohnen und Robotern.

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Digitale Schiene Deutschland (DSD)

Unser Ziel ist ein attraktiverer Bahnverkehr mit mehr Kapazität in einer höheren Qualität, und das ohne zusätzliche Gleise. Basis hierfür ist die Erstellung einer digitalen Plattform für das Bahnsystem über die Ausrüstung mit digitalen Stellwerken (DSTW)Nr. 145 und dem europäischen Zugsicherungssystem European Train Control System (ETCS). Auf dieser Plattform setzen dann neue Technologien auf, die den Bahnbetrieb der Zukunft ermöglichen.

Nach der Entwicklung eines gemeinsamen Verständnis­ses zur Umsetzung des DSD-Flächenrollouts mit dem Eisenbahn-Bundesamt (EBA) und dem Verband der Bahnindustrie (VDB), gefolgt von der Unterzeichnung einer Absichtserklärung im September 2020, sind wir auf dem Weg, den DSD-Rollout beschleunigt realisieren zu können. Eine vollständige Ausrüstung des Netzes mit digitaler Leit- und Sicherungstechnik ist bis 2035 möglich. Dafür sind neben der Sicherstellung der Finanzierung (für die Infrastruktur- und Fahrzeugausrüstung) u.a. serienreife Technik, optimierte Prozesse für Planung, Realisierung und Inbetriebnahme, ausreichende Funkkapazität und die Sicherstellung von Personalressourcen erforderlich. Die Umsetzung wird in einem DSD-Projekt gemeinsam mit Bund und Sektor in fünf regelmäßigen Arbeitskreisen diskutiert.

Im Rahmen des Starterpakets 2020 hat die konkrete Planung und Installation von ETCS und Digitalen Stellwerken (DSTW) im Kontext des Digitalen Knotens Stuttgart (DKS), der Schnell­fahrstrecke Köln — Rhein/Main und der Durchfahrbarkeit des transeuropäischen Korridors Skandinavien — ­Mittelmeer be­gon­nen. Als erste Re­­gion Deutschlands wird Stuttgart die digitale Zugsicherungs- und Stellwerkstechnologie bekommen. Für die korrespondierende Fahrzeugumrüstung hat das BMDV Anfang 2021 eine Fahrzeugförderrichtlinie für die betroffenen Fahrzeuge im DKS veröffentlicht und Mittel im Haushalt bereitgestellt.

Zur Beschleunigung der Umstellung von Stellwerkstechnik auf DSTW hat der Bund für ein Schnellläuferprogramm zusätzliche Mittel i.H.v. 500 Mio.€ bis Ende 2021 zur Verfügung gestellt. In insgesamt sieben Projekten wird die vorhandene Stellwerks- und Bahnübergangssicherungstechnik durch moderne und digitale Stellwerkselemente ersetzt. Mit dem Programm werden gemeinsam mit der Bahnindustrie neue Prozesse und Technologien für die Flächenausrüstung des Netzes mit DSTW entwickelt und erprobt.

Auch bei der Digitalisierung des Bahnsystems wurden wichtige Meilensteine erreicht:

• Im Pilotprojekt Digitale S-Bahn Hamburg wurde zum ITS- Weltkongress im Oktober 2021 der hoch automatisierte Bahnbetrieb auf Basis von Automatic Train Operation (ATO) und ETCS demonstriert. Vier Bestandsfahrzeuge der S-Bahn Hamburg wurden mit digitaler Technik ausgestattet und 23 km Strecke hochgerüstet. Zudem wurde zum ITS-Weltkongress im Bahnhof Bergedorf in Hamburg die voll automatisierte Rangierfahrt demonstriert. Derzeit erfolgen Schulungen und Qualifizierungen weite­­rer Triebfahrzeugführer:innen. Ab April 2022 sind der Start der ATO- und ETCS-Fahrten im täglichen Fahrgastbetrieb vorgesehen.
• Im Kooperationsprojekt Sensors4Rail haben wir mit unseren Projektpartnern Siemens Mobility, Bosch Engineering, ibeo automotive und HERE Technologies einen weiteren Zug der S-Bahn Hamburg mit hochmoderner Sensorik aus­­gestattet. Die 14 Sensoren erfassen durch Radar-, Lidar- und Kamerasysteme Informationen über das Umfeld des Zuges. Der Abgleich der Sensorinformation mit einer digi­talen Karte erlaubt eine präzise Ortung des Fahrzeugs. Auf Basis dieser Daten können Züge zukünftig optimal gesteuert werden und in kürzeren Abständen fahren. Dadurch kann die Kapazität des Netzes erhöht werden. Auf dem ITS-Weltkongress wurde das Projekt Sensors4Rail erstmalig auf der S-Bahn-Linie S 21 zwischen den Stationen Bergedorf und Hamburg Dammtor erlebbar gemacht. Von 2022 bis 2023 wird die Technologie weiter im Dauerbetrieb erprobt und es werden Daten erhoben und Szena­riotests zur Verbesserung der (KI-basierten) Funktionen durchgeführt.
• Im Digitalen Testfeld Bahn im Erzgebirge werden in
  An­na­­berg-­Buchholz Weichen und Signale für die Erzge­birgsbahn bereits digital gestellt. Der Aufbau eines 5G-Testnetzes entlang des Streckenabschnitts Markersbach — Schlettau ergänzt das Testfeld. 2021 wurde der Aufbau einer Forschungsumgebung mit acht 5G-Funkmasten entlang der Strecke fertiggestellt und in Betrieb genommen. Zudem wurden verschiedene innovative Technolo­gien rund um den neuen Bahnfunkstandard Future Railway Mobile Communication System (FRMCS)/5G für den Einsatz im Betrieb getestet. So wurden z.B. zusammen mit Ericsson und Rohde&Schwarz neuartige Antennentechnologien für das Bahnfunknetz der Zukunft erprobt. Erkenntnisse aus den Testreihen dienen dazu, die Funknetzplanung im Hinblick auf künftige digitale Bahnanwendungen zu optimieren.