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Safe architecture for Robust distributed Application Integration in roLling stock 2

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Fahrkarte für besser vernetzte Züge

Neue Technologien wie 5G-Konnektivität und Datenmanagement ermöglichen effizientere und sicherere Bahnfahrten.

Verkehr und Mobilität
Klimawandel und Umwelt

Um von A nach B zu kommen, ist eine Zugfahrt die beste Wahl. In der Tat gilt die Bahn weithin als eines der wirtschaftlichsten und sichersten Verkehrsmittel. Selbst während der Pandemie, als die Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel ein erhöhtes Infektionsrisiko darstellte, war Bahnfahren immer noch sicherer als das Auto zu nehmen. Doch trotz der glänzenden Bilanz besteht auch bei der Bahn noch Verbesserungspotenzial. „Obwohl die heutigen Züge bereits sehr hohe Sicherheitsstandards erfüllen, haben neue Technologien die Tür zur weiteren Erhöhung der Sicherheit und Effizienz im europäischen Eisenbahnsystem geöffnet“, sagt Aitor Arriola, Forscher am Technologiezentrum IKERLAN. Mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts Safe4RAIL-2 hat es sich IKERLAN zur Aufgabe gemacht, die neuesten Kommunikationstechnologien in Züge zu integrieren. „Das Projekt untersuchte Möglichkeiten zur Nutzung drahtloser, interoperabler Kommunikationssysteme an Bord“, erklärt Arriola. „Damit haben wir neue Zugstandards definiert, die Konnektivität der Züge optimiert und den Weg für weitere Effizienz- und Sicherheitssteigerungen im Bahnverkehr geebnet.“ Das Projekt Safe4RAIL-2 ist Teil der EU-Initiative Shift2Rail, die Forschung und Entwicklung im Eisenbahnbereich unterstützt und darauf abzielt, fortschrittliche Technologien in innovative Bahnlösungen zu integrieren.

Größere Genauigkeit in der Datenverwaltung

Im Rahmen des Projekts wurde mit dem Ziel, die Genauigkeit der Datenverwaltung im Kommunikationsbus des Zuges zu erhöhen, ein Großteil der Aufmerksamkeit auf das Zugsteuerungs- und -überwachungssystem gerichtet. „Als ‚Gehirn‘ des Zuges steuert und überwacht das System alle Parameter und Funktionen des Zuges“, so Arriola weiter. „Jede Effizienzsteigerung der Zugsteuerung- und -überwachung wirkt sich daher auf die gesamte Funktionsweise des Zuges aus.“ Im Rahmen des Projekts wurde zum Beispiel die Technologie des zeitkritischen Netzwerks in ein solches System eingebaut. Laut Arriola hat ein zeitkritisches Netzwerk den Vorteil, dass es die Datenkommunikation in Echtzeit erstellt, verteilt, synchronisiert und betreibt. „Obwohl diese Technologie zum ersten Mal im Eisenbahnsektor eingesetzt wird, besitzt sie ein riesiges Potenzial“, merkt er an. „Der Einsatz eines zeitkritischen Netzwerks erhöht die Sicherheit der verschiedenen Zugsysteme erheblich, da es zu einer Verbesserung der zeitlichen Präzision führt, mit der ein Zugsteuerungs- und -überwachungssystem seine Daten verwalten kann.“ Im Rahmen des Projekts wurde auch eine drahtlose, 5G-basierte Lösung für die Kommunikation über den ganzen Zug hinweg entwickelt. Die Lösung kommt ohne physische Verbindungen aus und stellt die Konnektivität auch dann sicher, wenn z. B. Waggons voneinander getrennt sind. Durch den geringeren Bedarf an Bauteilen für die drahtlose Kommunikation werden die Wartungskosten insgesamt gesenkt. Nicht zuletzt wurde im Rahmen des Projekts eine innovative Lösung für die schnelle Entwicklung und Erprobung neuer Bahnanwendungen entwickelt, einschließlich eines einzigartigen Lüftungs- und Klimasystems, das in die AUTOSAR Adaptive Platform integriert ist.

Eine Grundlage für neue Initiativen

Alle fortschrittlichen Bahntechnologien des Safe4RAIL-2-Projekts wurden in Prototypen umgesetzt und in realen Anwendungsfällen demonstriert. „Wir haben mit Erfolg gezeigt, wie unsere Technologie der zeitkritischen Netzwerke die Robustheit der Kommunikationssysteme eines Zuges optimiert und wie der Einsatz drahtloser Technologien flexiblere Zugkonfigurationen ermöglicht“, fügt Arriola hinzu. Die Safe4RAIL-2-Prototypen dienen nun als Grundlage für neue Initiativen, darunter das Projekt Safe4Rail-3. „Wir streben an, diese Prototyplösungen zu Produkten weiterzuentwickeln und damit die Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit des europäischen Eisenbahnsektors zu steigern“, so Arriola abschließend.

Schlüsselbegriffe

Safe4RAIL-2, Züge, 5G, drahtlos, Daten, Datenverwaltung, Bahn, Transport, Eisenbahn, Kommunikationstechnologien, Shift2Rail

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