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So digitalisiert die Bahntochter DB Cargo den Güterverkehr


Computerwoche - epaper ⋅ Ausgabe 28/2021 vom 05.07.2021

Artikelbild für den Artikel "So digitalisiert die Bahntochter DB Cargo den Güterverkehr" aus der Ausgabe 28/2021 von Computerwoche. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

Bildquelle: Computerwoche, Ausgabe 28/2021

Von Jürgen Hill, Chefreporter Future Technologies

Im Vergleich zum Straßentransport hat die Schiene gleich mit drei Wettbewerbsnachteilen zu kämpfen: Sie ist zu langsam, zu unflexibel und zu teuer. So kann die Bahn zwar mithalten, wenn beispielsweise ein „Ganzzug“ von einem Stahlwerk zu einem Autohersteller fährt. Keine Chance gegenüber dem Lkw hat die Bahn, wenn sich einzelne Waggons von A nach B bewegen und dabei mehrmals an verschiedene Güterzüge angekoppelt werden. Das macht den Transport teuer und zeitaufwendig.

Mit einer weitgehend automatisierten Zugabfertigung will DB Cargo dies ändern. Hierzu baut die Bahntochter den Rangierbahnhof München-Nord zum ersten digitalen Güterbahnhof Deutschlands um, der als Testfeld dienen soll. Man hofft, die Kapazität des Bahnhofs um bis zu 40 Prozent steigern zu können. Gleichzeitig ...

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... sollen Güterzüge in kürzerem Takt fahren sowie schneller und flexibler werden.

Automatische Bremsprobe

DB Cargo hat vor, bis 2030 rund 30 Millionen Lkws zu ersetzen und so zu helfen, zehn Millionen Tonnen CO2 einzusparen. „Digitalisierung bringt nochmal ordentlich Power für die grüne Schiene“, sagt Sigrid Nikutta, DB- Vorstand für den Güterverkehr. Das Unternehmen geht verschiedene Themen an: die mithilfe von KI automatisierte Güterwagendiagnose, die automatisierte Bremsprobe, die vollautomatische Abdrücklokomotive sowie die Digitale Automatische Kupplung (DAK). Hinter all diesen bahntypischen Aufgaben stecken bislang harte manuelle Knochenjobs, die bei Wind und Wetter zu erledigen sind.

Für die Inspektion der Waggons eines abfahrbereiten Güterzugs müssen die Mitarbeiter den 700 bis 800 Meter langen Zug heute noch zu Fuß abgehen. Pro Mitarbeiter sind das im Durchschnitt rund 7,5 Kilometer Wegstrecke pro Schicht. Diese Prozesse will DB Cargo künftig automatisiert erledigen, um die Züge schneller und kostengünstiger zusammenzustellen.

Heute werden die Züge noch von Hand inspiziert, die Ergebnisse über ein Tablet in das IT-System überspielt und gleichzeitig auf Papier in einem Zettelkasten am Güterwagen hinterlegt. Künftig sollen die Güterzüge unter einer Kamerabrücke durchfahren, die von allen Seiten Bilder der Wagen aufnimmt. Gemeinsam mit der Universität Wuppertal, der Hochschule Fresenius und den KI-Experten der DB entwickelt DB Cargo zu diesem Zweck Algorithmen, die Auffälligkeiten und Schäden an Güterwagen erkennen und melden. In München wird im August eine Kamerabrücke für diese optischen Tests aufgebaut.

Vor jeder Abfahrt sind zudem die Bremsen zu prüfen. Heute kontrollieren Mitarbeiter an jeder Achse, ob die Bremsklötze anliegen und sich wieder lösen. Je nach Länge des Güterzugs kann das bis zu 50 Minuten dauern. Pro Jahr kommen rund 1,2 Millionen Bremsproben zusammen. Diesen Prozess will DB Cargo beschleunigen und aus der Ferne erledigen:

Künftig prüfen Sensoren im Güterwagen die Bremsen und übermitteln das Ergebnis digital. In einem Förderprojekt mit der Technischen Universität Berlin testet die Bahn-Tochter in diesem Jahr einen ersten Prototypen dafür.

Digitale Automatische Kupplung (DAK)

Eine Abdrücklokomotive ist eine Rangier- und Verschiebelok, die Waggons zu Güterzügen zusammenstellt. Die Bahn stattet diese Lokomotiven mit Sensoren aus, die die Gleise und das Umfeld überwachen. Hinzu kommen Leit- und Steuerungstechnik für die automatisierte Regelung von Antrieb und Bremse. Gemeinsam mit der Technischen Hochschule Nürnberg wurde bereits ein Sensorkasten entwickelt, der mithilfe einer Videokamera, einer Wärmebildkamera, einem Laserscanner und einem Radar das Umfeld ähnlich wie das menschliche Auge wahrnimmt. Im Güterbahnhof München-Nord wird die Technologie nun bis zur Anwendungsreife weiterentwickelt und getestet. Künftig sollen deutschlandweit bis zu 40 vollautomatische Abdrücklokomotiven auf Rangieranlagen im Einsatz sein.

Im Schienengüterverkehr werden seit mehr als 100 Jahren fast ausschließlich Schraubenkupplungen verwendet. Um Wagen zu verbinden, legen Mitarbeiter einen 20 Kilogramm schweren Bügel auf den Haken des nächsten Wagens. Die Kupplung wird dann durch Drehen an einem Schraubgewinde hinter dem Bügel gespannt. Im Gegensatz dazu verbindet eine Digitale Automatische Kupplung (DAK) Güterwagen automatisch miteinander. Sie stellt ohne Handarbeit eine mechanische Verbindung zwischen den Wagen her und koppelt auch die Luftleitung für die Bremse.

Die DAK schafft zudem die Voraussetzungen für weitere Automatisierungen, weil sie eine stabile übergreifende Stromversorgung für die Güterwagen und Datenleitungen ermöglicht. Deutschlandweit werden derzeit verschiedene Prototypen einer DAK erprobt. Bereits Ende 2021 soll ein Testzug in Europa unterwegs sein, der mit einer ausgewählten DAK ausgerüstet ist. Ziel ist es, rund 500.000 Güterwagen in ganz Europa mit einer einheitlichen digitalen Kupplungstechnik auszustatten.

Die intelligente Steuerzentrale

Die Abläufe auf dem Rangierbahnhof selbst werden vom Yard Management Tool („Yamato“) gesteuert. Diese Software hat DB Cargo zusammen mit der TU Dresden entwickelt und in München-Nord 2020 erstmals getestet. Yamato optimiert in Echtzeit alle Arbeitsschritte von der Einfahrt in den Güterbahnhof bis zur Ausfahrt des neu zusammengestellten Zuges. Basis sind Echtzeitdaten aus dem Betrieb, beispielsweise prognostizierte Ankunftszeiten und Zustandsinformationen über die Güterwagen.