Zug um Zug in die Zukunft

Die Bahn gilt als Verkehrsträger der Zukunft. Aber nur, wenn die Weichen in Richtung Digitalisierung gestellt werden.

4,5 Milliarden Tonnen Güter werden jährlich in Deutschland bewegt - mehr als 70 % auf der Straße. Soll die Eisenbahn als Verkehrsträger der Zukunft besser zum Zuge kommen, muss ihr 33.000 Kilometer langes Schienennetz intensiver genutzt werden. Bahnunternehmen wie Metrans oder das Vermittlungsportal modility haben dafür erste digitale Prozesse aufgegleist.

Wie kommen Container am schnellsten und klimafreundlich vom Hafen zum Ziel? Dr. Tjark Siefkes hat eine Vision: Ein Güterzug rauscht mit mehr 330 km/h aus Hamburg in Richtung Süden - autonom, ohne Lokführer. Kurz vor Hannover trennen sich die vier Großraum-Güterwaggons. Zwei setzen ihre Reise selbstständig nach Braunschweig fort; die beiden anderen rollen zum automatischen Be- und Entladen in eine futuristisch anmutende Bahnhofshalle. 

Das Konzept heißt Next Generation Cargo Train (NGT). Siefkes hat es am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt entworfen. „Wenn wir die Kapazität auf der Schiene vergrößern, die Transportzeiten sowie Energieverbrauch, Emissionen und Lärm verringern wollen, benötigen wir solche Konzepte“, ist der frühere Entwicklungschef des Zugherstellers Bombardier überzeugt.

Ein stetig steigendes Güteraufkommen, Staus auf den Straßen und die dringende Notwendigkeit, klimaschädliche Emissionen aus dem Lkw-Verkehr zu reduzieren - in diesem Umfeld müssen wichtige Weichen gestellt werden. Nach dem Willen der neuen Bundesregierung soll der Anteil der Schiene am Gesamtgüterverkehr in Deutschland bis 2030 von zurzeit 19 auf 25 Prozent wachsen. „Für das Erreichen der Klimaschutzziele im Verkehrssektor rennt die Zeit“, sagt der Präsident des Verbandes deutscher Verkehrsunternehmen, Ingo Wortmann.

Transportleistung Verkehrsträger 2015-2030 in Mrd. tkm

Quelle: Roland Berger

Ob das Wachstum auf der Schiene allein mit politischem Willen zu erreichen ist, gilt jedoch als zweifelhaft. „Es wird deutlich, dass das angestrebte Ziel unter den aktuellen Rahmenbedingungen nicht erreicht werden kann“, betont die Unternehmensberatung Roland Berger in ihrem „Gutachten zum Schienengüterverkehr in Deutschland 2030“ für den Verband Deutscher Verkehrsunternehmen VDV. Unter anderem mahnen die Berger-Experten eine verstärkte Digitalisierung der Bahn an.

Konzepte für die „Digitale Schiene Deutschland“ gibt es bereits

„Im deutschen Schienenverkehr brauchen wir mehr Mut und Geschwindigkeit bei der Umsetzung von Innovationen", bestätigt Andre Rodenbeck, Vorsitzender des Lenkungskreises Bahntechnologie im Deutschen Verkehrsforum und CEO Rail Infrastructure der Siemens Mobility. Konzepte für die „Digitale Schiene Deutschland“ liegen nach seiner Überzeugung bereits vor: „Die Umsetzung wird gelingen, wenn wir unsere Planungs- und Genehmigungsprozesse bündeln, digitalisieren und neue Wege der Zusammenarbeit im Sektor gehen."

Im aktuellen Masterplan Schienengüterverkehr des Bundes stehen neben dem Ausbau des Schienennetzes und seiner Optimierung für längere Güterzüge vor allem Projekte zur Automatisierung und Digitalisierung des Bahnbetriebes im Vordergrund. Viele Eisenbahnverkehrsunternehmen (EVU) packen das bereits an, zum Beispiel die HHLA-Tochtergesellschaft Metrans.

HHLA / Engel + Gielen

Metrans-Kunde können ihre Container „just in time“ einplanen

In der Metrans-Gruppe werden alle operativen Prozesse ihres engmaschigen Verbindungsnetzes zwischen Häfen an der Nordsee und der Adria mit einer einheitlichen Software gesteuert. Alle Züge sind mit GPS und Datenübertragung ausgestattet, so dass die Position jedes geladenen Containers jederzeit auf dem Weg zwischen den Hubs und Terminals in Deutschland, Österreich, Tschechien, Slowakei, Ungarn und Polen nachvollziehbar ist.

„Das ist gerade dann wichtig, wenn die Zeit knapp ist“, erläutert der kaufmännische Geschäftsführer von Metrans Rail Deutschland, Carsten Giesel. Denn dank der digitalen Informationen kann der Kunde seinen Container „just in time“ einplanen. In Deutschland arbeitet Metrans auch gemeinsam mit dem auf Bahn-Anwendungen spezialisierten Software-Entwickler RailWatch daran, die technische Prüfung der Güterzüge zu optimieren.

Vor jeder Abfahrt müssen Waggons, Ladung und Lok einer Sichtprüfung auf Schäden unterzogen werden. Egal ob tags oder nachts, bei jedem Wetter, ob in Häfen, Terminals oder auf den Privatgleisen von Industriebetrieben schreiten die Wagenmeister den Zug ab - das ist ein zeitaufwendiges Unterfangen. Das Projekt „DigiTwin“ soll den Prozess verkürzen, indem diese Prüfung durch Bilderkennung, Sensorik im Gleis und künstliche Intelligenz digital an bestimmten Durchfahrtspunkten vorgenommen wird.

Digitale Zwillinge für die Zugabfertigung

Die Unternehmen RailWatch und Metrans Rail Deutschland entwickeln gemeinsam den digitalen Zwilling eines Güterwaggons, um die technische Prüfung am Zug deutlich zu verkürzen.

Mehr über das Projekt erfahren

Das Innovationspotenzial im schienengebundenen Güterverkehr trägt inzwischen erfolgreich neue Geschäftsideen. Das von der HHLA gemeinsam mit Partnern gegründete Buchungsportal modility bietet Unternehmen einen unkomplizierten Zugang zum kombinierten Verkehr (KV) auf Schiene und Straße. 

KV-Operateure bekommen einen zusätzlichen Online-Vertriebskanal, über den sie ihre Relationen und Restkapazitäten zu tagesaktuellen Preisen vermarkten und Zugauslastungen erhöhen können. Spediteure finden über die Plattform KV-Verbindungen, erhalten tagesaktuelle Angebote und können die richtige Transportoption unkompliziert buchen. Der Erfolg spricht für sich: 100 Tage nach dem Auftakt hatten sich bereits mehr als 100 Unternehmen bei modility registriert. Rund 100 Zugverbindungen werden bereits vermarktet. 50 Terminals in zehn Ländern sind jetzt Teil des modility-Netzwerkes.

Das händische Kuppeln von Waggons ist derzeit noch eine schwere und zeitraubende Arbeit. Foto: HHLA

Solche erfolgreichen Projekte und Initiativen können allerdings nicht darüber hinwegtäuschen, dass grundsätzliche Voraussetzungen für die Digitalisierung der Bahn nur langsam vorankommen. Das in diesem Zusammenhang meistgenannte Stichwort lautet Digitale Kupplung: Während in China, Russland und den USA Waggons längst automatisch miteinander verbunden werden, müssen sie in Europa nach wie zu Beginn des Eisenbahnzeitalters von Hand gekuppelt werden.

Die Herausforderung dabei: Die technische Lösung muss gesamteuropäisch sein. Sonst ist kein grenzüberschreitender Güterverkehr mehr möglich. Inzwischen haben sich die europäischen Verkehrsminister auf eine gemeinsame Kupplung verständigt. Bis 2030 sollen europaweit 450 000 Güterwagen umgerüstet werden - Gesamtkosten bis zu 8,6 Milliarden Euro.

Digitale Lösungen funktionieren oft nur gesamteuropäisch

Die digitale Kupplung vereinfacht bereits in vielen Ländern die Zusammenstellung von Güterzügen. In Europa kommt das Projekt nur langsam voran. Copyright: Deutsche Bahn AG / Oliver Lang

Einen wesentlichen Anschub für den Güterverkehr auf der Bahn versprechen sich alle Experten vom europäischen Zugsicherungssystem ETCS. Bislang müssen die Lokführer mit größter Aufmerksamkeit auf mechanische Vor- und Hauptsignale achten und ihren Zug gegebenenfalls verlangsamen oder anhalten. Künftig soll diese Aufgabe ein Autopilot übernehmen, der sich an den Informationen aus einem digitalen Überwachungsnetz entlang der Strecke orientiert.

Die Basis-Informationen für die automatische Steuerung werden über so genannte Eurobalisen geliefert. Diese in der Gleismitte installierten Transponder übermitteln dem vorbeifahrenden Zug unter anderem Angaben über den Standort, die nächsten Signale und aktuelle Verkehrsinformationen. Vorläufer dieser Technologie werden zum Beispiel genutzt, um schnell fahrenden Zügen vor einer Kurvendurchfahrt Hinweise für die tempogerechte, automatisch eingestellte Seitenneigung zu geben.

Die gelben Eurobalisen im Gleisbett sind das entscheidende Element, um per Funk Informationen zwischen Fahrzeug und Infrastruktur auszutauschen. Copyright: Deutsche Bahn AG / Max Lautenschläger

Derzeit sind die Voraussetzungen für einen ETCS-Betrieb nur an 340 Streckenkilometern der Bahn - etwa ein Prozent des Gesamtnetzes - geschaffen. Außerdem müssen etwa 10.000 Schienenfahrzeuge nachträglich mit der notwendigen Technik ausgestattet und dafür jeweils etwa ein Jahr aus dem Betrieb genommen werden.

Ein System wie ETCS wäre erforderlich, damit die Vision von Tjark Siefkes Realität wird. Seine zu Beginn vorgestellte Vision von autonom fahrenden Zügen und Einzelwaggons ist auf die digitale Kontrolle angewiesen. Der DLR-Experte rechnet deshalb nicht damit, dass sein Next Generation Cargo Train in naher Zukunft Fahrt aufnimmt. Immerhin könnte seine Technologie schon bald ins Rollen kommen: Das DLR-Team wird in Kürze einen neuartigen Antrieb für den Zug der Zunft erproben, der jedes Waggonrad einzeln antreibt und eine Lok überflüssig machen wird.

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