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Deutsche Bahn : So wird die Schiene schlauer

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Die Bahn auf der Suche nach Problemlösern. Bild: LAIF

Die Bahn holt sich neue Ideen von außen in den Konzern. Vom Innovationsmanagement sollen auch Instandhaltung und Betrieb des 33.400 Kilometer langen Netzes profitieren.

          3 Min.

          Was Künstliche Intelligenz (KI) für ein Infrastruktursystem mit bald 185 Jahre alten Wurzeln tun kann? Eine Menge, wenn es nach der Deutschen Bahn geht. Zum Beispiel könnten digitale Systeme die Videoaufzeichnungen der Oberleitungsmesszüge automatisch auswerten. „Das ist eines unserer ganz frischen Themen von der diesjährigen Start-up-Auswahl“, sagt Bianca Renner. Die promovierte Betriebswirtin leitet seit 2015 die Abteilung „Grundsätze Stellwerks-, Telekommunikations-, Elektrotechnik“ von DB Netz in Frankfurt am Main.

          Das klingt sperrig und ein wenig nach Bundesbahn-Organisation, steht aber für ein kleines, junges Innovationsteam im großen Mobilitätskonzern. Die 26 Mitarbeiter suchen unter anderem nach Innovationen insbesondere von Start-ups, die sich für die Weiterentwicklung der Bahn-Infrastruktur nutzen lassen. So wie eben die automatische Auswertung von Messzug-Videos. Das soll dazu führen, eventuelle Schäden an der Oberleitung schneller und zuverlässiger zu erkennen als bisher.

          Solche frischen Ideen kann die Bahn gut gebrauchen. Denn seit 1835 hat sich das Netz der deutschen Eisenbahn mehr oder weniger organisch entwickelt. Das ist bis heute in der bestehenden Struktur zu spüren, trotz Großvorhaben von der Schnellfahrstrecken-Offensive vor 30 Jahren bis zur Eröffnung der VDE 8 von Berlin nach München Ende 2017. Und so schnell wird sich an der Grundlage nichts ändern. Denn der Neubau von Strecken dauert nicht nur lange, sondern er stößt auf immer mehr Widerstand aus der Bevölkerung.

          Kurzfristig soll die Störanfälligkeit reduziert werden

          Dabei brauchte die Bahn eigentlich dringend mehr Netzkapazität, wenn die Pläne für mehr Personen- und Güterverkehr Wirklichkeit werden sollen. Umso wichtiger also, dass der Verkehr im bestehenden Netz so effizient und zuverlässig wie möglich läuft. Kurzfristig soll daher die Störanfälligkeit reduziert werden, mittelfristig will man das bestehende Netz modernisieren, und für die langfristige Perspektive steht die Vision der „Digitalen Schiene“ mit digitalen Stellwerken, durchgehendem Einsatz der Leit- und Sicherungstechnik European Train Control System und dem weiteren Ausbau der Schienen-Infrastruktur.

          Das Innovationsteam vom Main hat dabei vor allem die Aufgabe von Kundschaftern: neue Lösungen entdecken, bewerten, weiterentwickeln und das jeweilige Projekt schließlich mit dem passenden Reifegrad an die entsprechende Fachabteilung übergeben. Die erfolgreiche Serieneinführung steuern Bianca Renner und ihre Mannschaft also nicht mehr. „Das kann von der ersten Idee bis zur Umsetzung auf 33 400 Kilometer Strecke auch dauern“, erklärt Renner. Außerdem erarbeitet die Abteilung auch Regelwerke für die Technologieentwicklung im Unternehmen.

          Automatische Bilderkennung wird eingesetzt

          Ein großes Innovationsthema von DB Netz ist die digitale Sensorik und Signalauswertung, um Störungen aller Art zu reduzieren. Zu den Projekten gehört auch die digitale Risikokarte für das Vegetationsmanagement. Sie basiert auf Satellitenbildern sowie Luftaufnahmen. Unter anderem wird bei deren Auswertung automatische Bilderkennung eingesetzt, um frühzeitig auf Bäume aufmerksam zu machen, die bei einem Sturm aufs Gleis stürzen könnten.

          Neue Ansätze gibt es zudem für die automatische Gleisbettkontrolle. Hier sollen künftig Videoaufnahmen von Regelzügen zum Einsatz kommen. Die Idee dahinter: Warum bis zur Fahrt eines spezialisierten Messzugs warten, wenn auch die regelmäßig verkehrenden Reise- und Güterzüge entsprechende Bilder und andere Daten liefern können. „Bei diesem Projekt sind wir noch in einer frühen Phase“, berichtet Renner. Derzeit gilt die präzise Georeferenzierung der Videos als Herausforderung. Und die Frage der Datenübertragung muss wegen der oft nicht sehr großen Bandbreite der mobilen Netze entlang der Bahnstrecken geklärt werden.

          Auch stationäre Sensorik setzt die Bahn in ihrem Netz ein. Seit 2018 bewährt haben sich die Anlagen zur akustischen Überwachung von Reisezügen des Fernverkehrs. Sie lauschen auf verdächtige Geräusche aus den Radsatzlagern der Intercity-Express-Züge (ICE). Installiert sind sie strategisch günstig in Halle an der VDE 8, in Köln und in Biblis. So kommen binnen vier Wochen alle Fahrzeuge der ICE-Flotte an einem der drei Messpunkte vorbei. Der Vorteil: Lager, die eine Wartung brauchen, können früh identifiziert werden, der Zug kommt also rechtzeitig vor einer Panne in die Werkstatt.

          Neben dem akustischen Verfahren gibt es in der streckenseitigen Überwachung von Zügen auch laserbasierte und mechanische Systeme. Und kurz vor dem Testende mit einer ersten Pilotanlage steht derzeit die Videoüberwachung von Güterzügen. Sie soll die Inaugenscheinnahme des Zugverbands orts- und wetterunabhängig ermöglichen. Bisher ist das die Aufgabe des Lokführers. Der Technologiewandel erinnert an die Ablösung der einstigen Streckengeher durch Messzüge. Schon heute werden beispielsweise Infrastrukturanlagen durch das induktive Messen von Motorströmen überwacht, unter anderem bei Weichenantrieben.

          Neue Ideen, mit denen sich das Innovationsteam beschäftigt, stammen unter anderem aus der DB Mindbox, dem konzerneigenen Start-up-Zentrum in Berlin. Aber die Bahn arbeitet auch mit Hochschulen wie der Technischen Universität Darmstadt und mit Einrichtungen wie dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zusammen. Gemeinsam mit der TU wird unter anderem untersucht, wie man die komplexe Planung der Streckenausstattung mit den diversen Elementen für ETCS automatisieren kann.

          Gemeinsam mit dem DLR überlegt man zum Beispiel, wie die neue digitale Sensorik entlang der Strecke auch ohne Stromversorgung verwirklicht werden kann. „Hier geht es um möglichst robuste Anlagen, die zugleich wenig Energie verbrauchen“, erklärt Bianca Renner. Aus dieser Kooperation stammt auch der laufende Versuch, Schaltanlagen durch den Auftrag von Aero-Gelen zu dämmen und so die thermische Belastung der Elektronik zu verringern. Denn übermäßige Hitze mögen die digitalen Bauteile genauso wenig wie die Passagiere in einem ICE mit defekter Klimaanlage.

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