Informatisierung des Schienenverkehrs Peter Zoche Abteilungsleiter Informations- und Kommunikationssysteme Fraunhofer-Institut Systemtechnik und Innovationsforschung

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InstitutSystemtechnik undInnovationsforschung

Informatisierung des SchienenverkehrsPeter Zoche

Abteilungsleiter Informations- und Kommunikationssysteme

Fraunhofer-Institut Systemtechnik und Innovationsforschung ISI

Breslauer Straße 48

D-76139 KarlsruheFolie 1

Workshop Mobilitäts- und KommunikationsstrategienAlcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden

1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin

•[email protected]

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Agenda

1 Herausforderungen für die DB AG (I&K-Sicht)

2 Evolution der Services

Herausforderungen und Chancen

Status und Evolution der verschiedenen Serviceklassen

3 Netzarchitektur (Status und Evolution)

Status und Evolution der Telekommunikationswelt (allgemein)

Status und Evolution der Telekommunikation bei der DBAG

Bausteine des Zugangsnetzes der DB AG

Aufbau des Transportnetzes der DB AG

4 Schlussfolgerungen zur Diskussion

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Agenda




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1 Herausforderungen für die DB AG

• Intelligente Fahrzeuge

• Automatisierung des Betriebes

• Kostenvolumen senken

• Attraktivität steigern

• Durchgängig einheitliche Telekommunikationsplattform

• Intelligente Trasse

• Integration der Telekommunikationsinfrastruktur (DB Telematik) Folie 4



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2 Evolution der Services Herausforderungen und Chancen

Status und Evolution der verschiedenen Serviceklassen


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Evolution der Services

Treiber:

Rationalisierungsdruck im Betrieb

Durchsatzsteigerungen im Netz

Steigerung der Attraktivität der Bahn

Entwicklung neuer Produkte für den Endkunden

Chancen:

Neue Technologien

Weitgehende Standardisierung der Technik

Organisatorischer NeuanfangFolie 6



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Evolution der Services - Die verschiedenen Serviceklassen

Bahnbetriebsrelevant

Essentiell notwendig für die Funktion des Gesamtsystems der Bahn („Mission Critical“)

Vorgaben des EBA bindend

Bahnspezifisch

Gestalten das System Bahn effizienter und kundenfreundlicher

Differenzierungspotential gegenüber anderen EVUs

Marktgängig (Anwendungen für Bahn und Kunden)

Enthalten keine Bahnspezifika

Frei am Markt beschaffbar und vermarktbar

Differenzierungspotential gegenüber anderen EVUsFolie 7



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Evolution der Services - Bahnbetriebsrelevante Anwendungen

Beinhalten alle Telematikanwendungen

Netzwerkmanagement über Betriebszentralen

Heute

- Dienen der Überwachung des Streckenzustandes, Streckenbelegung, Zugposition, Steuerung und Disposition

Evolution

- Erweiterung der Überwachungsfunktionen der Trassen, der Einrichtungen, des rollenden Materials

- Erweiterte Überwachungsaufgaben durch Einführung von ETCS- Weitere Vernetzung und Redundanz der BZn, Unterzentralen und Stellwerke

Vorteile für die DB

- Effizientere Auslastung der Strecken und des rollenden Materials- Weitere Erhöhung der Sicherheit durch zusätzliche Überwachung

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Evolution der Services - Bahnbetriebsrelevante Anwendungen GSM-R / GPRS-R

Heute

- Sprach- und Datenkommunikation zwischen stationären und mobilen Einrichtungen / Personal

Evolution

- Ausbau der Datenanwendungen zwischen Zug und stationären Einrichtungen (Fahrplan, Dispositions-Entscheidungen, Netzzustand, Diagnosemeldungen)

- Ausbau der Datendienste für ETCS Anwendungen- Datenaustausch mit Wartungsteams entlang der Strecke- Anbindung von Überwachungsanlagen entlang der Strecke

Vorteile für DB

- Online Datenanbindung auch des rollenden Materials- Verringerung des manuellen Handlings- Effizienterer Betrieb der Strecken und des rollenden Materials- Weitere Erhöhung des Sicherheitsstandards

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Evolution der Services - Bahnbetriebsrelevante Anwendungen

Bedarfsgesteuerte Wartung und Inspektion

Heute

- Überprüfung und Wartung nach festen Plänen Evolution

- Einsatz von Sensoren in Streckenanlagen (Verschleiß, Wasser- und Brandschaden, Bewuchskontrolle) und rollendem Material (Heißläufer, Unwucht, Bremsen, Betriebsstoffe, Sanitäreinrichtungen, etc.), zur kontinuierlichen Zustandsmeldung

- Wartung und Austausch belastungsabhängig oder nach technischem Zustand- Videoüberwachung zur Vermeidung von Beschädigungen und Vandalismus

Vorteile für DB

- Verringerte Aufwendungen für Material und Personaleinsatz- Effizienterer Einsatz der ortsfesten Anlagen und des rollenden Materials

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Evolution der Services - Bahnspezifische Anwendungen

Reisebuchung

Heute

- Ticketautomaten teilweise online zum zentralen Buchungssystem. Abgleich der Buchung mit dem aktuellen Fahrplan und ad hoc Platzreservierung noch nicht möglich.

Evolution

- Vollständige Online Anbindung aller Ticketautomaten- Buchung und Platzreservierung vorrangig Online- Einführung eines elektronischen Tickets

Vorteile für DB

- Genauere Kenntnis über Reisedaten- Bessere Disposition des rollenden Materials- Elektronisches Ticket erleichtert Kontrolle

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Evolution der Services - Bahnspezifische Anwendungen Fahrgastinformation

Heute

- Informationen während der Reise sind „Handarbeit des Zug- und Bahnhofspersonals“ und könnten aktueller sein. Anzeigesysteme nicht frei programmierbar.

Evolution

- Personalisierte Reiseinformationen auf PDA- Grosse LCD Displays, frei programmierbar und grafikfähig- Mobile Online Terminals für DB Mitarbeiter am Bahnsteig- Kopplung aller Anzeigen und Infos mit den aktuellen Daten des Fahrplans

Vorteile für DB

- Höhere Akzeptanz und Kundenbindung- Weniger manueller Aufwand von Bahnmitarbeitern und damit

Rationalisierungspotenzial Folie 12



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3S-Anwendungen Service, Sicherheit, Sauberkeit

Heute

- Überwachung der stationären Einrichtungen durch Videoüberwachung und Sicherheitspersonal.

Evolution

- Ausbau der Videoüberwachung von Streckenanlagen und rollendem Material- Erweiterte zentralisierte Überwachung in 3S Zentralen - Überwachung der Strecken auf systemfremde Hindernisse

Vorteile DB und Kunden

- Erhöhung Attraktivität der Bahn als sicheres Reisemittel- Durch Abschreckung werden Schäden durch Vandalismus reduziert- Effizienterer Betrieb aufgrund verringerter Störungen und Beschädigungen- Durch zentralisierte Videoüberwachung kann sich Ratiopotential beim

Sicherheitspersonal ergebenFolie 13



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Flottenmanagement

Heute- Güterverfolgung über eindeutige Zugnummer,

Information jedoch nur teilweise in den Systemen verfügbar. Lokalisierung des rollenden Materials nicht immer möglich

Evolution- Schaffung von durchgängigen intermodalen Transport- und IT Ketten und

elektronischer Transportpapiere zur Bewältigung des gesteigerten Verkehrsaufkommens

- Ortungssystemen aus Kombination von GPS und GSM-R Vorteile für DB

- Genaue Kenntnis über Standort und Transport der einzelnen Züge/Waggons/Transportgüter

- Verkehrsaufkommen wird wieder auf Bahn verlagert werden- Effizientere Auslastung des rollenden Materials- Weniger Umweltbelastung - Beschleunigte Abwicklung des grenzüberschreitenden Verkehrs Folie 14



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Evolution der Services - Marktgängige Dienste bahnintern

Interne Anwendungen

Heute

- Verwendung von Standardanwendungen SAP, Intranet, Sprachdienst, Lotus Notes etc. mit wenig Mobilität

Evolution

- Mobile Office- LBS für gezielte Erreichbarkeit von DB Mitarbeitern (Wartungsteams an der

Strecke)- Mobile Reiseinformation am Bahnsteig

Vorteile für DB

- Lokalisierung und Erreichbarkeit von Mitarbeitern für optimiertes Work Force Management (z.B. Wartungsteams)

- Mobile Mitarbeiter benötigen weniger Bürofläche- Mobiler Einsatz von Mitarbeitern bei ständigem Zugriff auf Daten des

FirmennetzesFolie 15



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Evolution der Services - Marktgängige Dienste für Reisende

Evolution

- Mobile Office- Internetzugang im Bahnhof und im Zug- Video on Demand als Unterhaltungsangebot

Vorteile für DB

- Erhöhung der Attraktivität des Bahnfahrens- Einnahmemöglichkeit für DB als Access Netzbetreiber für: Mobile

Office, Internet und Video on Demand

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3 Netzarchitektur (Status und Evolution) Status und Evolution der Telekommunikationswelt (allgemein)

Status und Evolution der Telekommunikation bei der DBAG

Bausteine des Zugangsnetzes der DB AG

Aufbau des Transportnetzes der DB AG



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Heutige Telekommunikationswelt (allgemein)

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Telekommunikationswelt im Übergang (allgemein)

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Telekommunikationswelt der Zukunft (allgemein)

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Konvergente Netze (allgemein)

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• Eine Netzinfrastruktur, die Mobilität unterstützt

• Arbeitsplätze, die an jedem Punkt des Netzes

aktiviert werden können

• Applikationen, die von überall erreichbar sind

(mobil und fest)

• Virtuelle Netze, die die Arbeitsprozesse abbilden



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Overall Architektur der nächsten 10-15 Jahre (1)

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• Die Telekommunikationsarchitektur der Zukunft basiert auf

paketorientierten Systemen

• Das Protokoll der Schicht 3 wird IP sein

• Auf Schicht 1 und 2 werden sich eine Vielfalt von Protokollen

noch relativ lange halten

• Optische Übertragungsnetze werden weiter dramatisch

in ihrer Leistungsfähigkeit wachsen

• Bisher getrennte Lösungen auf Schicht 1-3 werden in einer Systemlösung

integriert werden, und einheitlich gemanaged werden



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Overall Netzarchitektur der nächsten 10-15 Jahre (2)

VPN`s können sowohl auf Schicht 1, 2 als auch auf Schicht 3 realisiert werden

Aus Kompatibilitätsgründen wird es noch eine geraume Zeit Gateways zu existierenden Netzen geben

Die Mindestbandbreite für die Anbindung von Gebäuden und Standorten sollte

2 Mbit/s sein

Züge müssen in Bezug auf Erreichbarkeit, Bandbreite und Kommunikation wie Gebäude behandelt werden

Differenzierung in Verfügbarkeit, Sicherheit und Dienstgüte findet über Virtuelle Private Netze (VPN`s) statt

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Die verschiedenen Bausteine für das Zugangsnetz

Möglichkeiten für Netzzugang in Zügen und Gebäuden

• DSL über Kupferkabel (nur Gebäude)

• Mobilfunk

• WLAN

• Richtfunk

• Satellitenlösungen

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Aufbau des transparenten Transportnetzes (Netzplattform)

Eine einheitliche Netzplattform für alle Telekommunikationsdienste der Bahn muss folgenden Anforderungen genügen:

Strukturelle Flexibilität (Einrichten, Ändern und Betreiben von virtuellen Netzstrukturen)

Klare Trennung der bahnbetriebsrelevanten (=EBA) von den restlichen Diensten

Differenzierte Einstellung der Dienstgüte je nach Anwendung

Höchste Zuverlässigkeit der Netzknoten (Carrier Class)

...

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Aufbau des transparenten Transportnetzes (Netzplattform)

Eine einheitliche Netzplattform für alle Telekommunikationsdienste der Bahn muss folgenden Anforderungen genügen:

...

Ende zu Ende Management der Bandbreite, Verfügbarkeit und Sicherheit (Individuelle SLA`s)

Voraussetzung für eine nutzbringende Einführung von Voice over IP in größeren Netzen ist QoS der Netzplattform E2E

Auf der konvergenten Plattform kann Sprache wie alle anderen Anwendungen integriert genutzt werden

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Schlussfolgerungen zur Diskussion

IKT sind ein Kernthema zur erfolgversprechenden Realisierung notwendiger Innovationsprozesse im Bereich Bahn.

Netze sind ein Element der Infrastruktur und als solche Plattform für ganzheitliche

Sicherungs-, DV- und Kommunikationsdienste.

Der Aufbau einheitlicher Plattformen dient wettbewerblich-ökonomischen und zukunftsorientierten versorgungstechnischen Anforderungen gleichermaßen.

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Informatisierung des Schienenverkehrs

Vielen Dank !

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Peter Zoche M.A.

Leiter der Abteilung Informations- und Kommunikationssysteme

Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung ISI

Breslauer Straße 48

D-76139 Karlsruhe

T: +49 (0)721 6809-152 F: +49 (0)721 6809-131

[email protected] http://www.isi.fhg.de/iuk/



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