Automatisiertes Fahren auf der Schiene Die positiven Auswirkungen durch den Wandel des Bahnmarktes Frei verwendbar © Siemens AG 2016 siemens.com/mobility Die exponentielle Zunahme der Digitalisierung wird den Schienen- und Straßenverkehr revolutionieren, und diese Revolution hat bereits begonnen! Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 2 27. Juni 2016 Division Mobility Die positiven Auswirkungen durch den Wandel des Bahnmarktes Herausforderungen des Fern-, Güter- und Regionalverkehrs Optimierungspotentiale durch automatisiertes Fahren »ATO over ETCS« Ausblick Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 3 27. Juni 2016 Division Mobility Die positiven Auswirkungen durch den Wandel des Bahnmarktes Herausforderungen des Fern-, Güter- und Regionalverkehrs Optimierungspotentiale durch automatisiertes Fahren »ATO over ETCS« Ausblick Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 4 27. Juni 2016 Division Mobility Aktuelle Herausforderungen verschiedener Betreiber und deren Erwartungen an Lösungen der Automatisierung im Spannungsfeld der Anforderungen High Density Fernund Regionalverkehr Low Density Fernund Regionalverkehr Güterverkehr Minenbahnen • Kapazitätssteigerung bei vorhandener Infrastruktur • Senkung Betriebskosten • Energieeinsparungen • Präzises Stoppen • Reduzierung der Ausrüstung • Interoperabilität • Technik auf der Lok • Robuste High-EndLösungen • Mischverkehr • Hohe Anforderungen an Sicherheit (Safety & Security) • Fahren ohne Lokführer • Fahren ohne Lokführer • Hohe Anforderungen an Sicherheit (Safety & Security) • Hohe Anforderungen an Verfügbarkeit • Interoperabilität • Hohe Verfügbarkeit des Systems • Hohe Anforderungen an Sicherheit (Safety & Security) • Geringere Anforderungen an Sicherheit (Safety) Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 5 27. Juni 2016 Division Mobility Siemens ist Marktführer für hoch und vollständig automatisierte Nahverkehrssysteme (> 3 Mrd. € Auftragseingang in den letzten fünf Jahren) Hochautomatisiert Vollautomatisiert (GoA 2) (GoA 3-4) Peking Linie 10 (2008) Istanbul Linie 1 (2010/12) Budapest Linie 2 (2008) Suzhou Linie 1 (2012) Barcelona, Linie 9 (2009) Guangzhou Guang-Fo (2010/12) Metro Paris Linie 1 (2011) Sao Paulo Linie 4 (2012) Budapest Linie 4 (2014) Metro Riad (2018) Guangzhou Linie 4+5 (2008/10) Paris Linien 3, 5, 9, 10, 12 (2009) Chongquing Linie 1 Algier Linie1 (2010) Peking Olympia Linie 8 (2012/13) Nanjing Linien 2+1 (2009/10) Lösungen für GoA 2-41) CBTC/Trainguard MT, Controlguide, Sicas, Westrace, Airlink New York PATH (2011/12) (2017) Metro Nürnberg (2006) Aufträge 2014/2015 (Auszug) Buenos Aires Linie C, Queens Boulevard New York City, Xian Linie 3 (China), Fuzhou Linie 1 (China), Sosa Wonsi (Korea) Jahr = Vergabe/Betriebsstart, GoA = Grade of Automation (Automatisierungsgrad), ATO = Automated Train Operation (automatischer Zugbetrieb), CBTC = Communications-Based Train Control (funkbasierte Zugsteuerung) 1) Siemens Mobility Produkte/Systeme/Lösungen für Bahnautomatisierung Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 6 27. Juni 2016 Division Mobility Chancen des Fern-, Güter-, und Regionalverkehrs durch Steigerung des Automatisierungsgrads • Im heutigen Bahnsystem herrschen hervorragende Voraussetzungen für darauf aufsetzende Lösungen • Hohes Potenzial für wirtschaftliche Optimierung • Energieeinsparung • Erhöhung der Streckenkapazität • Erhöhung der betrieblichen Flexibilität • Steigerung der Pünktlichkeit • Akkurates Stoppen Automatisierungsgrad Leistungsfähigkeit Betriebskosten Anfangsinvestition Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 7 27. Juni 2016 Division Mobility Die positiven Auswirkungen durch den Wandel des Bahnmarktes Herausforderungen des Fern-, Güter- und Regionalverkehrs Optimierungspotentiale durch automatisiertes Fahren »ATO over ETCS« Ausblick Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 8 27. Juni 2016 Division Mobility Automatisierungsfunktionen aus dem Nahverkehr können für den Fernverkehr adaptiert werden Teilweise automatisiert Hochautomatisiert Vollautomatisiert Fahrzeugführer behält die Kontrolle Fahrer greift nur begrenzt ein Ohne Eingriff eines Fahrers Lösungen GoA GoA = Automatisierungsgrad laut IEC/EN 62290-11 Fahrer an Bord Fahrer an Bord Zugbegleiter an Bord Ohne Zugpersonal 1 2 3 4 Sicherstellen einer sicheren Zugfahrt Fahren des Zuges Überwachen des Gleises Automatische Zugsicherung z.B. ETCS Assistenzsysteme DAS Automatischer Zugbetrieb ATO Überwachen des Reisendenübergangs, des Zugzustands, von Vorkommnissen und Notfällen Fahrerloser und unbeaufsichtigter Zugbetrieb DTO/UTO Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 9 27. Juni 2016 Division Mobility ETCS als weltweiter Standard für Zugbeeinflussungssysteme ist die Basis für weitere Stufen der Automatisierung Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 10 27. Juni 2016 Division Mobility Marktsituation • Assistenzlösungen im Regional- und Güterverkehrsbereich werden verstärkt angefragt • »ATO over ETCS« wird in UK implementiert (ist u.a. in Niederlanden und Deutschland nachgefragt) • Herausforderungen für die Entwicklung des vollautomatisierten Fahrens (bemannt/unbemannt) • Komplexes Streckenlayout • Netz ist nicht vollständig gegen äußere Einflüsse abzugrenzen (z.B. durch Zäune, Über- und Unterführungen etc.) • Neben den technischen Herausforderungen müssen die Systeme in Europa harmonisiert werden Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 11 27. Juni 2016 Division Mobility Die positiven Auswirkungen durch den Wandel des Bahnmarktes Herausforderungen des Fern-, Güter- und Regionalverkehrs Optimierungspotentiale durch automatisiertes Fahren »ATO over ETCS« Ausblick Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 12 27. Juni 2016 Division Mobility Exkurs: ETCS und ATO im Bahnsystem Betriebliche Schicht Fahrdienstleiter Triebfahrzeugführer Kommunikation/ betriebliche Regeln Stellwerksbedienung Technische Schicht Triebfahrzeugbedienung ATO Zugbeeinflussung Fahrweg Fahrzeug ETCS Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 13 27. Juni 2016 Division Mobility Konzept des »ATO over ETCS« für den Mainline-Bereich TMS ETCS trackside Traffic Management System koordiniert die Zugbewegungen European Train Control System stellt die sichere Fahrterlaubnis bereit Track – train communications TMS – ATO Kommunikation erfolgt über ETCS und GSM-R ETCS on-board European Train Control System on-board unit (OBU) gewährleistet die sichere Zugbewegung ATO Automatic Train Operation gewährleistet optimale Zugbewegungen Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 14 27. Juni 2016 Division Mobility Projekt Thameslink Optimierung der Nord-Süd-Verbindung in London Beschreibung Thameslink Programme Indicative future network • Ziel: Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Nord-Süd-Verbindung in London • 24 Züge pro Stunde pro Fahrtrichtung nur mit »ATO over ETCS Level 2« erreichbar • ATO over ETCS Level 2 in der »Kernstrecke« ST PANCRAS INTERNATIONAL King’s Lynn Peterbrough Farringdon Cambridge Bedford City Thameslink Letchworth LONDON BLACKFRIARS Luton Airport Parkway Cricklewood St Pancras International Farringdon City Thameslink Blackfriar • DAS mit ETCS bzw. DAS mit TPWS in den übrigen Abschnitten Lewisham London Bridge Elephant and Castle Dartford Swanley Wimbledon Bedeutung Bromley South Seven Oaks • Erste Realisierung von »ATO over ETCS« weltweit • Für alle Arten des Eisenbahnbetriebs anwendbar • Hochleistungsfähiges ETCS-System (ähnliche Leistung wie ein Metro-System) Ashford Gatwick Airport Tonbridge East Grinstead Guildford Horsham Eastbourne Littlehampton Brighton Stations indicated are for route identification only This map shows an indicative rout network. The 2015 Thameslink train service is subject to further evaluation and consultation by the DfT Key July 2007 By end 2015 (possible destinations) TPWS – Train Protection and Warning System Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 15 27. Juni 2016 Division Mobility ATO verkürzt die Zugfolge durch späteres Bremsen und konstantes Fahren und erhöht damit die Leistungsfähigkeit einer Strecke • ATO setzt das Geschwindigkeitsprofil jederzeit exakt um • ATO bremst präziser auf den Punkt • Einige Anzeigen und Warnungen werden von der ATO unterdrückt, um Irritationen zu vermeiden Bremsaufforderung durch ETCS Block ETCS Bremsweg Zulässige Geschwindigkeit Zugfolge mit ATO Zugfolge ohne ATO Optimierungspotential durch ATO Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 16 27. Juni 2016 Division Mobility Eine ATO kann den Energieverbrauch um 15 bis 20 Prozent reduzieren • Die energiesparendste Fahrkurve wird in Echtzeit von der ATO berechnet und umfasst nur vier Fahrweisen: volle Beschleunigung, Beharrungsfahrt, Fahren im Leerlauf und volle Verzögerung • Die energiesparende Fahrweise wird für jede Zugfahrt optimiert und beruht nicht auf einer begrenzten Zahl fester Profile • Darüber hinaus vermindert die ATO den Verschleiß der Bremsen am Fahrzeug und reduziert die CO2-Emissionen V V Full acceleration Coasting Cruising Full braking Time-optimal train run S Energy-optimal train run S Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 17 27. Juni 2016 Division Mobility Die positiven Auswirkungen durch den Wandel des Bahnmarktes Herausforderungen des Fern-, Güter- und Regionalverkehrs Optimierungspotentiale durch automatisiertes Fahren »ATO over ETCS« Ausblick Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 18 27. Juni 2016 Division Mobility Auf Basis von ETCS finden stete Weiterentwicklungen statt Im Rahmen der EU-Initiative Shift2Rail wird u.a. ATO als Schwerpunktthema weiterentwickelt. Standard interfaces Europäische Gremienarbeit • Standardisierung von ATO over ETCS • Gleiche Interoperabilitätsanforderungen wie bei ETCS • Option 1: integrierte ATO • Option 2: ATO als alleinstehendes Produkt Virtual Balises ATO ETCS Moving Block GSM-R IP-Com Key Management Frei verwendbar © Siemens AG 2016 Seite 19 27. Juni 2016 Division Mobility Danke für Ihr Interesse Frei verwendbar © Siemens AG 2016 siemens.com/mobility
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