Das Projekt ATO-Cargo (Automatic Train Operation Technologies for Cargo) erforscht den hochautomatisierten Betrieb von Güterzügen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) arbeitet in dem vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) geförderten Projekt mit der DB Cargo AG als Koordinator, der Digitalen Schiene Deutschland (DSD) und dem niederländischen Infrastrukturunternehmen ProRail B.V. zusammen. Getestet wird dabei auf der Betuweroute, die den Hafen Rotterdam mit dem Ruhrgebiet verbindet und in den Niederlanden ausschließlich für Güterzüge zur Verfügung steht.
Ziel von ATO-Cargo ist eine bessere Ausnutzung der Streckenkapazitäten sowie eine Verbesserung der Transportqualität durch die jeweils optimale Wahl der Geschwindigkeit. Das Projektteam will damit die Wettbewerbsfähigkeit des Schienengüterverkehrs gegenüber dem Straßenverkehr verbessern und dazu beitragen, dass sich die Transportmengen von der Straße auf die umweltfreundliche Schiene verlagern.
In dem Projekt übernimmt eine auf der Lok installierte ATO-Einheit in Kombination mit der darunterliegenden Zugsicherung ETCS Level 2 die Zugsteuerung. Bei technischen Abweichungen oder Störfällen (degraded operation) übernimmt der Mensch von einem „Remote Supervision und Control Arbeitsplatz“ aus Aufgaben wie Fernüberwachung, Diagnose, Fernsteuerung oder Entstörung. Dies bedeutet, dass der Mensch weiterhin seine Rolle als zentrale Steuerungsinstanz behält und zum Beispiel bei Betriebsstörungen eingreift.
Die Forschenden rüsten zwei Prototypenlokomotiven mit ATO-Einheiten aus und entwerfen einen real umzusetzenden Remote Supervision und Control Arbeitsplatz. Nach Zulassung der Lokomotiven für den Probebetrieb soll die technisch-betriebliche Anwendungsreife der ATO-Technologie mit menschlichem Fernzugriff als Rückfallebene unter realen Betriebsbedingungen in einer einjährigen Testphase auf der Betuweroute nachgewiesen werden. Dieser Testbetrieb dient dem übergeordneten Ziel, ein Referenzkonzept zur sektorweiten europäischen Etablierung dieses Automatisierungsansatzes im Schienengüterverkehr zu erarbeiten.
Das DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik begleitet das Vorhaben wissenschaftlich aus Human-Factors-Perspektive. Der Fokus liegt hierbei auf der nutzerfreundlichen Gestaltung des Remote Supervision und Control Arbeitsplatzes zur Überwachung und Fernsteuerung von Zügen. Dieser Prozess des nutzerorientierten Designs beinhaltet die Erhebung von Anforderungen an die physische und organisationale Arbeitsumgebung sowie an die Mensch-Maschine-Schnittstellen. Weitere Arbeiten der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler umfassen die Erstellung eines Gestaltungskonzeptes für den Remote Supervision und Control Arbeitsplatz, unter anderem anhand von Virtual Reality-Entwürfen, begleitende Usability-Untersuchungen integriert in den technischen Entwicklungsprozess sowie die Human Factors Analyse des realen Probebetriebs.
Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr im Rahmen des Bundesprogramms "Zukunft Schienengüterverkehr" mit 18,9 Millionen Euro gefördert.
Projektergebnisse
VR-Demonstrator Virtueller Leitstand
Mit der zunehmenden Automatisierung werden auch im Güterzugbetrieb automatisch gesteuerte Züge und Routen eine realistische Perspektive, um die Sicherheit und Effizienz im Bahnverkehr zu erhöhen. Für die Überwachung, Entstörung sowie manuelle Fernsteuerung sind Operatoren in einem Remote Supervision und Control Center (RSC) verantwortlich, für das es im heutigen Bahnsystem noch keine Vorlage gibt. Um die technischen und betrieblichen Abläufe in diesem Leitstand besser zu verstehen, wurde eine Virtual Reality (VR)-Anwendung erstellt. Fachleute und andere Interessierte können damit in eine immersive 3D-Umgebung eintauchen, die einen realistischen Einblick in die Aufgaben und Herausforderungen eines Operators bietet. Das Durchspielen potenzieller Störsituationen in der VR-Umgebung erlaubt es, schon Erreichtes wie auch künftige Herausforderungen anhand der konkreten Beispiele zu diskutieren.
Projektname:
ATO-Cargo - Automatic Train Operation Technologies for Cargo
Laufzeit:
10/2021 bis 12/2025
Auftraggeber:
Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV)
Projektkoordinator:
DB Cargo AG
Projektbeteiligte:
DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik
Digitale Schiene Deutschland (DSD)
ProRail B.V.