Von der Unterstützung bis zum fahrerlosen Betrieb: Die Automatisierungsgrade im Schienenverkehr
Wenn von automatisierten Zügen die Rede ist, entsteht häufig das Bild eines vollständig selbstfahrenden Fahrzeugs. Tatsächlich umfasst die Automatisierung im Schienenverkehr jedoch verschiedene Stufen.
Um diese zu unterscheiden, werden sogenannte Grades of Automation (GoA) verwendet. Sie beschreiben, in welchem Umfang technische Systeme Aufgaben des Zugbetriebs übernehmen und welche Tätigkeiten weiterhin durch Personal ausgeführt werden. Die Einteilung reicht von GoA 0 bis GoA 4.
Die fünf Automatisierungsgrade im Überblick
GoA 0
Betrieb ohne automatische Zugbeeinflussung
GoA 1
Manuelle Zugführung mit Zugbeeinflussung
GoA 2 Halbautomatisierter Zugbetrieb
GoA 3
Fahrerloser
Zugbetrieb
GoA 4 Vollautomatisierter Zugbetrieb
Der Zug wird vollständig durch das Fahrpersonal gesteuert. Eine automatische Zugführung oder Zugbeeinflussung ist nicht vorgeschrieben. Einzelne technische Sicherungseinrich-tungen können dennoch vorhanden sein.
Das Fahrpersonal übernimmt die Zugführung. Technische Systeme überwachen sicherheitsrelevante Vorgaben, beispielsweise die zulässige Geschwindigkeit, und können bei Bedarf eingreifen.
Das Beschleunigen und Bremsen erfolgen automatisiert. Das Fahrpersonal bleibt an Bord, überwacht den Fahrweg und übernimmt weiterhin sicherheitsrelevante Aufgaben.
Die Zugführung erfolgt automatisiert und ohne Triebfahrzeugführer. Begleitpersonal ist weiterhin an Bord, um beispielsweise bei Störungen oder in besonderen Betriebssituationen einzugreifen.
Der Zugbetrieb erfolgt vollständig automatisiert und ohne Fahrpersonal an Bord. Die erforderlichen Betriebs- und Sicherheitsfunktionen werden durch das Gesamtsystem abgedeckt. Eine Überwachung durch eine Leitstelle kann weiterhin stattfinden.
Warum sind diese Unterschiede wichtig?
Die Automatisierungsgrade zeigen, dass der Weg zum automatisierten Schienenverkehr nicht zwangsläufig in einem einzigen Schritt erfolgen muss. Jede Automatisierungsstufe stellt unterschiedliche Anforderungen an Fahrzeuge, Infrastruktur, technische Systeme und betriebliche Abläufe. Auch die Aufgaben und Verantwortlichkeiten des Personals verändern sich mit zunehmender Automatisierung. Während bestimmte Automatisierungsformen bereits im Einsatz sind, erfordert die Übertragung auf weitere Anwendungsbereiche zusätzliche Forschung und Entwicklung.
Automatisierung als Forschungsaufgabe
Insbesondere der konventionelle Eisenbahnverkehr stellt hohe Anforderungen an automatisierte Systeme. Unterschiedliche Fahrzeugtypen, komplexe Streckennetze und vielfältige Betriebsbedingungen müssen berücksichtigt werden. Die Weiterentwicklung automatisierter Technologien ist daher ein bedeutendes Forschungsfeld.
Auch das Forschungsprojekt enableATO am DZM-Standort Minden beschäftigt sich mit diesen Herausforderungen. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung von Technologien für einen vollautomatisierten Schienenverkehr auf dem Niveau GoA 4. Mit dem MONOCAB als Versuchsträger werden unterschiedliche automatisierte Funktionen erforscht und erprobt.
Damit leistet das Projekt einen Beitrag zur Weiterentwicklung automatisierter Bahnmobilität und untersucht, wie entsprechende Technologien zukünftig im Schienenverkehr eingesetzt werden können.
Quellen
IEC 62290-1:2014
Railway applications – Urban guided transport management and command/control systems – Part 1: System principles and fundamental concepts.
https://standards.theiteh.com/catalog/standards/iec/0ea4d582-9218-426a-9cbe-9a7f3ab56cc1/iec-62290-1-2014
European Union Agency for Railways (ERA)
ERTMS/ATO Operational Principles.
https://www.era.europa.eu/sites/default/files/2024-12/index64_12e108_2_ato_operational_principles.pdf
Bundesministerium für Verkehr (BMV)
Deutsches Zentrum Mobilität der Zukunft – Standort Minden.
https://www.bmv.de/SharedDocs/DE/Artikel/G/dzm-minden.html