13.01.2023 Innovative Mobilitätslösungen

Selbstfahrend auf die Schiene

Lille machte es vor. In der nordfranzösischen Großstadt wurde 1983 die erste fahrerlose U-Bahn in Betrieb genommen. Inzwischen gibt es weltweit mehr als 60 U-Bahnsysteme, die vollautomatisch über eine zentrale Leitstelle gesteuert werden. In Deutschland war Nürnberg die erste Stadt, die autonome U-Bahnen einsetzte. Ab 2008 befördern hier zwei U-Bahn-Linien befördern werktags rund 200.000 Fahrgäste. Ein U-Bahn-System ist ein überschaubares und geschlossenes System, das mit Kamera- und Radarsystemen gut überwacht werden kann. Auch im Schienenverkehr der Bahn sollen zukünftig autonome Züge eingesetzt werden. Das Projekt DEFACTO ermöglicht die Automatisierung der Schritte zwischen Software-Entwicklung und Übertragung auf das Zielfahrzeug. So bleibt die Bahn konkurrenzfähig zu autonomen Straßenfahrzeugen und kann ihren Beitrag zur Verkehrsverlagerung leisten.

fahrender Schnellzug — © Michael Jäger, Düsseldorf 2019 - mitifoto – stock.adobe.com

Zielsetzung & Bedeutung für das Rheinische Revier

In Zeiten von Fachkräftemangel kommt dem autonomen Fahren im Schienennetz der Bahn eine ganz besondere Bedeutung zu. Durch selbstfahrende Züge können Lokführerinnen und Lokführer entlastet werden. Die Wege im Schienenverkehr sind durch Gleisanlagen vorgegeben, dennoch gibt es viele kleine Einzelschritte zu beachten, die bei der Erstellung einer entsprechenden Software berücksichtigt und eingeplant werden müssen.

Durch die Automatisierung der Schritte zwischen Software-Entwicklung und Übertragung auf das Zielfahrzeug, verbunden mit automatisiert ablaufenden Tests, ist eine Beschleunigung der Entwicklung möglich. Hierfür wird im Projekt DEFACTO eine DevOps-Pipeline, eine automatische Verknüpfung von Software-Entwicklung (Development) und (Probe-)Betrieb (Operation) erstellt. Diese Pipeline ermöglicht das Testen der Automatisierungssoftware auf zweifache Weise. In sogenannten Unit Tests wird überprüft, ob die Softwarekomponenten auch das umsetzen, was beabsichtigt war. Zudem wird in Einzeltests das Zusammenspiel der voneinander abhängigen Programmierungen überprüft. Diese Einzeltests können sowohl in einer simulierten Umgebung, als auch auf Basis von aufgezeichneten Sensordaten stattfinden. Die Software wird automatisch auf das Fahrzeug übertragen und dort in einer Laborumgebung auf dem Fahrzeug getestet.

Schließlich wird die Pipeline für ein Schienenfahrzeug beispielhaft aufgesetzt und umfassend dokumentiert. Dabei werden aufgezeichnete Daten aus dem realen Gleisumfeld einer Werksbahn eingesetzt, um das datenbasierte automatische Testen zu erproben. Fahrversuche finden in einer Laborumgebung statt. Eisenbahnfachleute begleiten die Tests.

Eckdaten