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Dieser Artikel berichtet über das erfolgreich abgeschlossene Entwicklungsprojekt Sensors4Rail: Unter anderem darüber, wie sensorbasierte Wahrnehmungssysteme der Automobilindustrie auf den Zug gebracht wurden und der umfassendste Multi-Sensordatensatz im Bahnsektor entstanden ist.

Erschienen in: Der Eisenbahningenieur

Im Digitalen Testfeld Bahn im Erzgebirge haben DB Netz, Nokia und Kontron Transportation ein 5G und Mission Critical Service (MCx) basiertes Kommunikationsnetz für die Erprobung des zukünftigen Bahnfunkstandards FRMCS (Future Railway Mobile Communication System) aufgebaut und getestet.

Erschienen in: Signal + Draht

Ein Abriss erster Erfahrungen aus der Nachrüstung von zunächst bis zu 127 Fahrzeugen aus 14 Baureihen der Netzinstandhaltung mit ETCS und weiteren Techniken.

Erschienen in: Der Eisenbahningenieur

Erfahrungen aus dem Digitalen Knoten Stuttgart zeigen, wie Bremskurven zu Kapazitätssteigerungen beitragen können und welche Knackpunkte und Spielräume verbleiben.

Erschienen in: Der Eisenbahningenieur

Die „pan-European Railway Data Factory“ ist eine Art Ökosystem mit einer gemeinsamen Infrastruktur, welches es Bahnunternehmen und Herstellern ermöglicht, Sensordaten europaweit zu sammeln, zu verarbeiten, zu simulieren und für die gegenseitige Nutzung zur Verfügung zu stellen. 

*Die Studienergebnisse wurden nur auf Englisch publiziert

Die Machbarkeitsstudie zu Digitalisierungsoptionen im Knoten Köln wurde im Januar 2023 abgeschlossen. Der betriebliche Schwerpunkt lag auf der Fragestellung: Wie viele S-Bahnen können bei maximalem Digitalisierungsgrad über die voll ausgebaute S-Bahn-Stammstrecke in Köln verkehren?

Erschienen in: Der Eisenbahningenieur

Bei der laufenden Nachrüstung von 333 Triebzügen für den Digitalen Knoten Stuttgart (DKS) wird neben ETCS, ATO GoA 2

und weiteren Techniken auch FRMCS eingebaut. Zusätzlich dazu

erhalten 130 neue Regionaltriebzüge FRMCS bereits „ab Werk“. Inzwischen wurde ein Großteil der Hardware in erste First-of-Class-Züge eingebaut.

Quelle: SIGNAL + DRAHT

Für die Umfeldwahrnehmung beim automatisierten Fahren im Eisenbahnbetrieb werden auch maschinelle Lernverfahren zum Einsatz kommen. Die für deren Entwicklung notwendigen Datensätze sind derzeit aber kaum öffentlich verfügbar. In einem Projekt des DZSF sowie der DB Netz AG im Rahmen der Sektorinitiative Digitale Schiene Deutschland wurde solch ein Multisensordatensatz erstellt und veröffentlicht.

Quelle: Eisenbahntechnische Rundschau

Die erste Planung eines Digitalen Stellwerks in einem großen
Knoten förderte eine Reihe von Erfahrungen zutage. Insbesondere in Bahnhofsbereichen im Bestand, die unter hohen Redundanzanforderungen vorübergehend nicht nur mit European
Train Control System (ETCS), sondern auch konventionell ausgerüstet werden sollen, stößt das bisherige Verkabelungskonzept an Grenzen. Auf der Grundlage dieser Erfahrungen wurde eine Reihe von Optimierungen erarbeitet.

Quelle: SIGNAL + DRAHT

Im Rahmen eines Modellvorhabens fördert der Bund im Digitalen Knoten Stuttgart (DKS) die Ausrüstung von Fahrzeugen
mit European Train Control System (ETCS) und weiteren Techniken der Digitalen Schiene Deutschland mit zunächst
fast einer halben Milliarde Euro.
Im Fokus steht dabei die Ausrüstung von Triebzügen des Landes Baden-Württemberg und der S-Bahn Stuttgart. Eine nun vorliegende Evaluierung zeigt, wie die mit der Förderung verbundenen Ziele erfüllt werden.

Quelle: Der Eisenbahningenieur

Zuverlässige und präzise Gleiserkennung, und der Nachweis dessen, sind kritische Bestandteile für viele on-board Umfeldwahrnehmungsfunktionen automatisierter Züge. Anhand eines beispielhaften neuronalen Netzwerks wird in diesem Paper dargelegt, wie eine präzise Gleismittellinen-Erkennung gelingen und wie dessen Präzision mittels einer erstmals vorgestellten Metrik nachgewiesen werden kann.

Wissenschaftliches Paper über KI basierte Gleiserkennung, angenommen und präsentiert auf dem IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV) 2023 der IEEE Intelligent Transportation Systems Society (ITSS).

*Das Paper wurden nur auf Englisch publiziert.

Für eine klimafreundliche Mobilität nimmt der Verkehrsträger Schiene eine Schlüsselrolle ein. Um eine umfassende Verkehrsverlagerung von der Straße auf die Schiene zu realisieren, sind eine Kapazitätssteigerung auf der Schiene und Vereinfachung des grenzüberschreitenden Verkehrs in Europa erforderlich. Einen Beitrag hierzu leistet die Einführung des European Train Control System Level 2 (ETCS L2).

Quelle: Eisenbahntechnische Rundschau

Die digitale Leit- und Sicherungstechnik (DLST) ist ein Vorhaben im Rahmen der digitalen Schiene Deutschland (DSD). Die DLST beinhaltet unter anderem eine neue Generation Stellwerke (Stw), sogenannte digitale Stellwerke (DSTW). Das DSTW besitzt gegenüber dem elektronischen Stellwerk (ESTW) eine einheitliche modulare Hardware- und Softwarestruktur. Hierdurch fällt dem Betreiber eine Integrationsverantwortung der Teil- und Umsysteme zu. Im Rahmen eines kooperativen Projektes arbeitet der Lehrstuhl für Bahnsysteme und Bahntechnik der TU Darmstadt gemeinsam mit DB Netz AG (DB Netz) an der technischen Integration von Umsystemen in die neue Stellwerksinfrastruktur. Der vorliegende Beitrag erklärt die Systemarchitektur und behandelt die vorbewertende Teil Qualifizierung der Umsysteme zur Integration mit dem modularen DSTW.

Quelle: Der Eisenbahningenieur

Die modulare Systemarchitektur des Digitalen Stellwerks (DSTW) erfordert gegenüber monolithischen Lösungsansätzen früherer Stellwerksbauformen angepasste Genehmigungsprozesse und Aufgabenaufteilungen. Neben der Betreiberrolle übernimmt die DB Netz AG (DB Netz) die Verantwortung als Integrator für die verschiedenen Teilsysteme und Umsysteme der DSTW und weist das neu entstandene System in seiner Sicherheit nach. Der hohe Nachweisaufwand soll möglichst auf Folgesysteme mit gleicher Konfiguration übertragen werden können, um den Serien-Roll-out der Digitalen Schiene Deutschland (DSD) beschleunigen zu können. Deshalb wird erstmals die Deutsche Bahn AG (DB) für die integrierten DSTW eine Genehmigung zum Inverkehrbringen und Verwenden (GIuV) beim Eisenbahn-Bundesamt (EBA) erhalten.

Quelle: Der Eisenbahningenieur

Dieser Fachartikel beleuchtet den Fortschritt des Digitalen Knotens Stuttgart. Ein breites Autorenteam berichtet über den Stand des Projekts sowie wesentliche Erkenntnisse. Insbesondere der Verzicht auf eine Doppelausrüstung der Infrastruktur (ETCS mit Ks/PZB) in Verbindung mit einer klug gestalteten und geförderten DSD-Fahrzeugausrüstung werden als Erfolgsfaktoren überdeutlich.

Quelle: Der Eisenbahningenieur

Auftrag der 2018 ins Leben gerufenen Sektorinitiative „Digitale Schiene Deutschland“ ist es, die Eisenbahn für das 21. Jahrhundert aufzustellen und die Chancen der Digitalisierung konsequent zu nutzen, um die Leistungsfähigkeit des Bahnsystems signifikant zu steigern. Das Ziel ist dabei die durchgreifende Digitalisierung des gesamten Schienennetzes und des Fahrbetriebes.

Dabei werden sich die anstehenden Veränderungen nicht nur funktional und technologisch auswirken, sondern auch bezüglich der Rollen der Akteure und der Betriebsabläufe.

Quelle: EIK – EISENBAHN INGENIEUR KOMPENDIUM

Die bei Digitalen Stellwerken (DSTW) zum Einsatz kommende modulare Systemarchitektur bedingt gegenüber monolithischen Lösungsansätzen neue Aufteilungen und Zuständigkeitsabgrenzungen bei der Nachweisführung zur Bestätigung der sicheren Integration. Die DB Netz AG (DB Netz) verantwortet dabei weiterhin den Betrieb. Um sichere Komponenten mehrerer Hersteller in einem DSTW nutzen zu können, übernimmt sie zusätzlich die Rolle des Integrators verschiedener Teil- und Umsysteme des DSTW. Daraus ergibt sich eine Sicherheitsnachweispflicht für neu erstellte DSTW in Verantwortung der Deutschen Bahn AG (DB). In Artikel wird der Genehmigungs- und Sicherheitsnachweisführungsprozess für DSTW erläutert.

Quelle: Der Eisenbahningenieur

Die europäischen Bahnen arbeiten an einer ganzheitlichen Lösung für eine zukünftige Leit- und Sicherungstechnik (LST), die sich von der Sicherung über ortsfeste Blöcke löst und sich an der individuellen Zugfahrt ausrichtet. Mit der Entwicklung einer solchen zugzentrischen Sicherungslogik, dem "Advanced Protection System (APS)", reagieren sie auf Herausforderungen wie Steigerung der Kapazität und Flexibilisierung des Betriebsablaufs. Im Rahmen der Sektorinitiative Digitale Schiene Deutschland ist die Deutsche Bahn AG von Anfang an stark involviert.

Quelle: Der Eisenbahningenieur

Das Future Railway Mobile Communication System (FRMCS)
wird der Nachfolger von GSM-R. Es wird auf 5G-Technologien
basieren und die bahnbetriebliche Funkkommunikation
verbessern. Dabei ermöglichen weiterentwickelte Funkzugangsnetz- und Kernnetzarchitekturen sowie innovative
Antennensysteme in FRMCS höhere Bitraten, geringere Latenzen
und hohe Zuverlässigkeit für die zukünftigen Datenübertragungen
im Rahmen der Digitalisierung und Automatisierung des
Bahnbetriebs. Dieser Beitrag legt den Schwerpunkt auf Mehrantennen- Funktechnologien und deren Vorteile für FRMCS-Netze bei 1,9 GHz.

Quelle: SIGNAL + DRAHT

Bei der Einführung von ETCS liegt der Fokus neben der Herstellung von Interoperabilität auch auf der Realisierung von Kapazitätssteigerungen. Dabei spielt das sog. Vertrauensintervall eine große Rolle, da es als Teil der ETCS-Fahrzeugreferenzarchitektur das Betriebsverhalten

beeinflussen kann. Die Digitale Schiene Deutschland und die VIA Consulting & Development GmbH beschreiben in diesem Beitrag die Auswirkungen des Vertrauensintervalls auf Leistungsfähigkeit und Betriebsqualität sowie die auftretenden Wirkmechanismen.

Der Einzug neuer Technik und Methoden durch die Digitalisierung des Bahnsystems steht in engem Zusammenhang mit der Standardisierung und sorgt auch dort für Paradigmenwechsel. Standards müssen sich künftig am „reusability business case“ messen lassen: Standards schaffen nur dann Mehrwert für Projekte, wenn sie ohne projektspezifische Ergänzungen verwendbar sind. Dies spielt insbesondere für den Erfolg des neuen EU System Pillar zur Regulierung und Standardisierung des digitalen Bahnsystems eine entscheidende Rolle.

Quelle: Deine Bahn

Für einen gegenüber Ausfällen und Störungen robusten Hochleistungsbetrieb auf der Grundlage von ETCS Level 2 „ohne Signale“ wurde auch die LST-Infrastruktur in vielfältiger Weise optimiert. Dazu zählen beispielsweise der Zuschnitt von Stellbereichen ebenso wie der Funk, die Gleisfeldvernetzung und etliche betrieblich-technische Details. Der Beitrag gibt einen ersten Überblick über ein vielschichtiges Maßnahmenpaket.

Quelle: Der Eisenbahningenieur

In Kooperation mit der TU Darmstadt hat die Deutsche Bahn AG (DB) die Möglichkeiten einer (Teil-)Automatisierung der Planprüfung von ETCS Level 2 untersucht. Mit einer fachlichen Architektur sowie einem möglichen übergeordneten Algorithmus wird ein Ansatz zur Erhöhung des Automatisierungsgrades in der ETCS Level 2-Planprüfung vorgestellt.

Quelle: Der Eisenbahningenieur

Im Rahmen der Sektorinitiative Digitale Schiene Deutschland gehen Alstom, die Deutsche Bahn AG (DB) und das Land Baden-Württemberg gemeinsam neue Wege bezüglich der Nachrüstung von 333 Regional- und S-Bahn-Triebzügen für den Digitalen Knoten Stuttgart (DKS). Vier für den digitalen Bahnbetrieb der Zukunft wichtige Themenfelder in einer Innovationskooperation gemeinsam bearbeitet und zur Umsetzungsreife geführt. Die dabei entstandenen Lösungen sollen weiteren Nachrüstungsprojekten als Vorbild dienen.

Quelle: SIGNAL + DRAHT

Deutsche Bahn along with industry and academic partners are jointly investigating a key element of future rail operations – the SIL4 Cloud. The collaboration has been undertaken in order to gain synergies from different points of view, experiences, and expertise, such as in the specification of major high-level requirements for a SIL4 Cloud.

Zusammen mit namhaften Partnern aus der Industrie unternimmt die Deutsche Bahn im Rahmen der Sektorinitiative Digitale Schiene Deutschland im Projekt Sensors4Rail einen ersten Schritt zur Entwicklung und Erprobung eines integrierten Systems aus sensorbasierter Umfeldwahrnehmung, Lokalisierung und einer Digitalen Karte.

Quelle: Deine Bahn

Im Rahmen des Digitalen Knoten Stuttgarts wird erstmals in Deutschland ein großer Knoten mit dem europäischen Zugbeeinflussungssystem ETCS Level 2 ohne Licht-Hauptsignale ausgerüstet. Während viele Eisenbahner*innen diesen Schritt mit großer Skepsis beobachten, hat sich die DB mit ihren Partnern ganz bewusst so entschieden. Ein Abriss wesentlicher Beweggründe.

Quelle: Deine Bahn

Durch die Digitalisierung des Bahnsystems wird die Echtzeitdatenübertragung zwischen Zug und Strecke durch eine hochleistungsfähige, drahtlose Verbindung immer wichtiger. Mit der Einführung des 5G-basierten Future Railway Mobile Communication System (FRMCS) wird die dafür benötigte Konnektivität realisiert. Dieser Beitrag gibt einen Ausblick auf künftige Anwendungsfälle, die FRMCS Architektur sowie die umfangreichen Aktivitäten der DB im Kontext von FRMCS- Standardisierung, -Entwicklung und -Feldversuchen.

Quelle: SIGNAL + DRAHT

Der Beitrag fokussiert auf die erste Stufe der Digitalen Schiene Deutschland, der Einführung von ETCS L2oS und DSTW, sowie die damit verbundenen Auswirkungen auf Kapazität und Betriebsqualität im Schienenverkehr.

Quelle: EIK – EISENBAHN INGENIEUR KOMPENDIUM

Während der Digitale Knoten Stuttgart zunehmend Konturen annimmt, offenbaren sich immer mehr Chancen, aber auch Herausforderungen für den flächenhaften Roll-out.

Eine Zwischenbilanz.

Quelle: Der Eisenbahningenieur

Mit der Digitalisierung werden eine Vielzahl neuer Technologien ins Bahnsystem einkehren, die neben hohen Anforderungen an Performanz und Connectivity auch hohe Safety-Anforderungen an IT-Umgebungen stellen. Digitale Schiene Deutschland und Siemens Mobility GmbH haben die grundlegende Architektur für ein „SIL4 Data Center” erarbeitet. 

Quelle: SIGNAL + DRAHT

Deutsche Bahn and Siemens Mobility are jointly investigating a key element of future rail operations – the SIL4 Data Center. The collaboration has been undertaken in order to gain synergies from different points of view, experiences, and expertise, such as in the specification of major high-level requirements for a SIL4 Data Center.

Within this collaborative project between Vodafone and Digitale Schiene Deutschland (DSD), various hybrid architectural options and features in context of FRMCS have been analysed together with their suitability for the new use cases envisioned by DSD with challenging requirements on data rate, latency and reliability. 

European railways are currently working on the introduction of the 5G-based Future Railway Mobile Communication System (FRMCS), which will provide the connectivity backbone for future rail operation. Due to the criticality of this infrastructure, Nokia and DSD have invested in a collaborative project to make the FRMCS system more resilient.

This study conducted by Kontron Transportation and Digitale Schiene Deutschland aims to investigate design aspects of an end-to-end (E2E) FRMCS (Future Railway Mobile Communication System), which is successor of GSM-R (Global System for Mobile Communications – Railway).

This study conducted by Ericsson and Digitale Schiene Deutschland, aims to investigate design aspects of an End-to-End  Future Railway Mobile Communication System (FRMCS) based on 5G technology, which is envisioned to enable digital rail operation by connecting train and trackside.

Wesentliche Ziele des Projekts Digitale S-Bahn Hamburg sind die Konzeption und Realisierung des hochautomatisierten Fahrens auf einem 23 km langen Streckenabschnitt der S-Bahn Hamburg sowie einer vollautomatisierten, fahrerlosen Bereitstellung in der Station Bergedorf.

Quelle: Der Eisenbahningenieur

Um 333 S-Bahn- und Regionaltriebzüge mit ETCS und weiteren Techniken auszurüsten, gehen Bund, Land, Region, Industrie und DB in vielfacher Hinsicht neue Wege.

Ein erster Einblick in ein bislang einzigartiges Großprojekt.

Quelle: Der Eisenbahningenieur

Im Digitalen Knoten Stuttgart (DKS) wurde die Blockteilung mit neuen Methoden optimiert, um über alle Zugfolgefälle hinweg möglichst kurze Zugfolgezeiten zu erreichen und somit Kapazität und Leistungsfähigkeit des Fahrwegs zu maximieren. Obwohl ETCS „ohne Signale“ dabei eine deutlich flexiblere Planung ermöglicht, stößt auch sie mitunter an Grenzen.

Das Projekt Digitale S-Bahn Hamburg hat zum Ziel, die Anwendung von „ATO over ETCS“ nicht nur technisch und betrieblich umzusetzen, sondern auch zur Zulassung zu bringen und somit das System erstmalig in Deutschland im regulären Fahrgastbetrieb einzusetzen.

Quelle: SIGNAL + DRAHT

We present an optimization model which is capable of routing and ordering trains on a microscopic level under a moving block regime. Based on a general timetabling definition (GTTP) that allows the plug in of arbitrarily detailed methods to compute running and headway times, we describe a layered graph approach using velocity expansion, and develop a mixed integer linear programming formulation. 

An updated article is also published in the Journal of Rail Transport Planning & Managment and can be downloaded here, free of charge until May 19, 2022.

Bis 2030 wird die Region Stuttgart schrittweise mit Digitaler Leit- und Sicherungstechnik ausgerüstet. Erstmals in Deutschland kommen Digitale Stellwerke, das europäische Zugbeeinflussungssystem ETCS „ohne Signale“ und weitere, darauf aufbauende Techniken in einem großen Knoten zur Anwendung.

Quelle: Deine Bahn

Eine zentrale Grundlage für die Digitale Schiene Deutschland bildet ein Betrieblich-Technisches Zielbild, welches die funktionalen Anforderungen sowohl an den Betrieb (im Sinne der Disposition und operativen Durchführung des Bahnbetriebs) als auch an die hierfür erforderlichen technischen Systeme beschreibt.

Quelle: Deine Bahn

Die DB Netz will die Infrastruktur leistungsfähiger und robuster machen. Einen wichtigen Beitrag dazu leistet die Digitale Leit- und Sicherungstechnik (DLST). Als Nachfolger des Elektronischen Stellewerks (ESTW) ist das Digitale Stellewerk (DSTW) das Herzstück der DLST. Der Beitrag zeigt Entwicklungsstand und -perspektiven anhand der DLST als „Hirn, Herz und Hand“ der Digitalen Bahn auf.

Quelle: EIK – EISENBAHN INGENIEUR KOMPENDIUM

Das Forschungsprojekt SafeRailMap, ein Gemeinschaftsprojekt von DB Netz, Geo++ GmbH sowie DLR und gefördert durch die mFUND Forschungsinitiative, hat im Rahmen einer Machbarkeitsstudie einen Idealprozess zur Erstellung sicherer digitaler Gleisdaten, deren Integration in eine HD Map sowie der Verteilung der Daten bis zur Onboard-Lokalisierungseinheiten entworfen.

Quelle: Der Eisenbahningenieur

Aufgabe der Digitalen Schiene Deutschland (DSD) ist es, die Chancen der Digitalisierung für die Eisenbahn konsequent zu nutzen. DSD bringt Zukunftstechnologien in das System Bahn. Das hört sich einfach an. Für die Bahn ist das eine Revolution - das Bahnsystem wird quasi digital neu erfunden.

Quelle: Deine Bahn

Im Pilotknoten der Digitalen Schiene Deutschland wird „digitale“ Leit- und Sicherungstechnik für maximale Leistungsfähigkeit, Betriebsqualität und Resilienz geplant.

Quelle: Der Eisenbahningenieur

Learn more about the Project: Certifiable Localisation Unit with GNSS in the Railway Environment

CLUG - A new approach to train localisation using European GNSS. Agenda for the CLUG FINAL EVENT - Online Webinar.