Wirkungsanalysen automatisierter Bahnsysteme
Die voranschreitende Digitalisierung und Automatisierung des Schienenverkehrs birgt große technologische Potenziale und wird den Bahnverkehr in den nächsten Jahren grundlegend verändern. Absehbare Ziele sind dabei:
- höhere Leistungsfähigkeit (Züge pro Zeit) und höhere Betriebsqualität (Fahrplanstabilität)
- höhere Attraktivität durch ein verdichtetes Angebot
- Reduktion des Energiebedarfs der Züge
- geringere Lebenszykluskosten der eingesetzten Systeme zur Leit- und Sicherungstechnik, sowohl für die Eisenbahninfrastruktur- als auch -verkehrsunternehmen
Das Institut für Verkehrssystemtechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) analysiert Technologien und Betriebsszenarien hochautomatisierter Eisenbahnverkehrssysteme, um die daraus resultierenden Auswirkungen auf die betroffenen Stakeholder zu ermitteln und zu bewerten. Mikroskopische Eisenbahnbetriebssimulationen und verschiedene DLR-Tools zur Simulation und Datenanalyse werden hierzu verwendet (u. a. SUMO, Railonomics®). Neben rein betrieblichen Fragestellungen werden dabei auch rechtliche Aspekte und Handlungskonzepte im Störungsfall behandelt. Gleichzeitig werden Migrationsszenarien zur schrittweisen Einführung neuer Technologien bezüglich ihrer Potenziale und der notwendigen Aufwände untersucht.
Aufbauend auf der technischen Beschreibung des Verkehrssystems werden Methoden zur Bewertung und Darstellung des Nutzen-Kosten-Verhältnisses, beispielsweise Lebenszykluskostenrechnungen, Kapitalwertmethoden, oder Methoden zur Nutzwertanalyse, angewendet. Dies ermöglicht einen direkten Vergleich der Szenarien sowie eine gesamtheitliche Bewertung hinsichtlich der benötigten Technik sowie des Investitionsaufwands und der Betriebs- und Instandhaltungskosten.
Mit Hilfe der Werkezugkette, die dieses Exponate umfasst, können verschiedene Szenarien im Zuge der Automatisierung dargestellt, bewertet sowie unmittelbar miteinander auf Basis von Key Performance Indicators (KPI) verglichen werden.
- Leistungsfähigkeit (Anzahl an Zugfahrten)
- Fahrplanstabilität
- Life Cycle Cost (LCC)
- Energiebedarf
Dargestellt sind beispielhaft drei Szenarien, jeweils im Regelbetrieb und im Störungsfall:
- Szenario 1: konventioneller Bahnbetrieb (Signale, PZB, ggf. LZB, etc.)
- Szenario 2: hochautomatisierter Bahnbetrieb (Mischbetrieb / GoA 2)
- Szenario 3: automatisierter Bahnbetrieb (ohne Führerstand im Zug / ab GoA 3)
Infrastrukturausrüstung für die Beispielszenarien