Anpassungen des ETCS-Onboard-Systems für vollautomatisiertes Fahren unter ATO GoA4
Im fahrerlosen Betrieb im Modus ATO-GoA4 werden wesentliche Aufgaben des Triebfahrzeugführenden automatisiert und von Systemen wie z. B. einer sensorbasierten Umfelderkennung übernommen. Damit die GoA-Systeme und das ETCS-Onboard System (ETCS OB) im Fahrzeug zusammenarbeiten können, braucht es eine Schnittstelle. Im Forschungs- und Entwicklungsprojekt AutomatedTrain ist es erstmalig gelungen, eine derartige Schnittstelle zu ergänzen.
Das Projekt AutomatedTrain entwickelte ein System für vollautomatisierte Bereitstellungs- und Abstellfahrten sowie für das automatische Auf- und Abrüsten von Triebzügen. So konnte ein fahrerloser Betrieb aus der Abstellung heraus zum ersten Bahnhof und vom letzten Bahnhof zurück in die Abstellung realisiert werden. Dies ermöglicht einen vom Personal unabhängigen Fahrzeugeinsatz, eine höhere Arbeitseffizienz und ist eine Antwort auf den zunehmenden Fachkräftemangel bei Triebfahrzeugführenden (Tf).
Das Betriebskonzept von AutomatedTrain basiert auf der Verwendung von ATO (Automatic Train Operation) over ETCS (European Train Control System). Der bisherige ATO over ETCS-Regelbetrieb findet aktuell nur im Modus ATO GoA2 (Grade of Automation 2) statt, d. h. mit Tf, der die Streckenüberwachung übernimmt und in Notfällen eingreift (s. z. B. Digitale S-Bahn Hamburg). Für fahrerloses Fahren muss das ETCS-OnBoard-System des Zuges angepasst werden. Da alle ETCS-Systeme einem aufwendigen Änderungs- und Validierungsprozess unterworfen sind, sollte ETCS-OB so wenig wie möglich geändert werden. Im Projekt Automated Train wurden lediglich neue Schnittstellen zwischen dem Automatic Processing Module Onboard (APM-OB) zu ETCS-OB und zur Fahrzeugleittechnik geschaffen (s. Grafik). Das APM-OB ist die zentrale Steuereinheit des vollautomatischen Systems (GoA4). Die vorhandenen Standardschnittstellen zwischen ETCS-OB, Fahrzeugleittechnik und ATO (Automatic Train Operation) blieben unverändert erhalten (s. Abbildung).
Das APM-OB ersetzt dabei die bisherigen Fahrerhandlungen. Dazu gehören die Eingabe und Validierung der Zugdaten, die Auswahl von ETCS-Level 2, die Übergabe der Zugnummer sowie die Initiierung der Anforderung einer Fahrerlaubnis beim Radio Block Centre (RBC).
Für den automatisierten Betrieb benötigt das GoA4-System zahlreiche Informationen aus dem ETCS-OB. Dazu gehören unter anderem der aktuelle ETCS-Modus, Informationen über die Fahrerlaubnis, Positions- und Geschwindigkeitsdaten, Informationen zum Balise-Linking sowie Bremsparameter. Diese Informationen ermöglichen die sichere Fahrzeuglokalisierung, die Auswertung der Umfeldsensorik und die Ableitung von Fahr- und Bremsentscheidungen.
Eine weitere Aufgabe des APM-OB ist die Aktivierung des ATO-Onboard-Systems (ATO-OB). Während diese Bedienhandlung heute durch den Triebfahrzeugführe erfolgt, übernimmt sie im GoA4-Betrieb das APM-OB. Dabei wird die bestehende Architektur nur minimal angepasst, sodass bestehende europäische Spezifikationen weiter genutzt werden können. Für die Reaktion auf erkannte Hindernisse verfügt das APM-OB über einen eigenen Schnellbremseingriff in die Fahrzeugleittechnik. Dadurch bleibt ETCS-OB auf seine Kernaufgaben der Zugsicherung beschränkt.
Mit diesem Ansatz entsteht ein vollautomatisiertes System, das bestehende ETCS-Komponenten weitgehend unverändert nutzt und dadurch die Integration in Neu- und Bestandsfahrzeuge erleichtert. Die entwickelten Spezifikationen sollen künftig als Grundlage für Ausschreibungen dienen und in die europäische Standardisierung eingebracht werden.
Detailliertere Informationen zu den Anpassungen des ETCS-OB Systems für GoA4 werden in einem aktuellen Fachartikel der Augustausgabe (08/26) der Eisenbahntechnischen Rundschau gegeben.
AutomatedTrain wurde am 30.9.26 erfolgreich abgeschlossen. Das Projekt
wurde gefördert durch die Bundesrepublik Deutschland und die Europäische Union. Zuwendungsgeber sind das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages sowie die Europäische Union.
