Smarte Züge ohne Lokführer
Autonome Züge kommen – wobei: eigentlich sind sie schon da, sagt Francesco Corman. Nur wird das öffentlich kaum diskutiert, obschon der fahrerlose Schienenverkehr viele Vorteile brächte.
Alle sprechen von autonomen Autos und fragen sich, ob diese schon bald über unsere Strassen fahren werden. Manchmal bin ich überrascht von diesem Hype, denn es gibt viele Fahrzeuge in anderen Transportsystemen, die sich seit Jahren oder sogar Jahrzehnten völlig fahrerlos bewegen: In industriellen Umgebungen und Häfen arbeiten automatisierte Transportsysteme bereits seit mehr als 60 Jahren. Und die meisten Metros sind hoch automatisiert. Dennoch sind solche Systeme für die Medien kaum Thema. Vielleicht weil sie weniger regulatorische und ethische Fragen aufwerfen als autonome Autos?
Autonome Züge als Ziel
Es ist jedenfalls erstaunlich, dass autonome Züge im öffentlichen Verkehr – soweit ich das beurteilen kann – bisher kaum breit diskutiert wurden. Aber auch das ändert sich: Vor kurzem wurde auf einer bedeutenden Eisenbahnmesse eine starke Zunahme der Automatisierung verkündet. Die französischen Eisenbahnen wollen in den nächsten fünf Jahren grosse technologische Anstrengungen unternehmen, um einen Prototypen von fahrerlosen Zügen in Betrieb zu nehmen. In Australien fahren seit einigen Monaten ferngesteuerte und teilautonome Güterzüge. Auch in der Schweiz haben Unternehmen wie die SBB und die SOB Automatisierungstechnologien ohne Passagiere getestet.
Der Nutzen von autonomen Autos ist nach wie vor schwer einzuschätzen. Im Gegensatz dazu liegen die Vorteile fahrerlosen Schienenverkehrs klar auf der Hand. Es geht nicht nur um die Kosten, die man spart – ich sehe den grössten Vorteil in der Regelmässigkeit des Betriebs: Die Leistung und der Zeitpunkt des Betriebs variieren nur geringfügig. Zudem lassen sich Züge besser kontrollieren, weil etwa Fahrplanänderungen schnell und zuverlässig umsetzbar sind.
«Wenn mehr Züge pünktlicher fahren können, profitieren alle: Die Wirtschaft, die Betreiber und natürlich die Fahrgäste.»Francesco Corman
Höhere Regelmässigkeit bedeutet eine verbesserte Pünktlichkeit. Wenn der Betrieb reibungsloser läuft, gibt es weniger Verzögerungen, und wenn es doch dazu kommt, können diese schneller behoben werden.
Verzögerung ist Verlust
Wenn Zeit Geld ist, dann bedeutet jede Verzögerung einen Verlust. Tatsächlich ist die Infrastrukturkapazität, d.h. wie viele Fahrzeuge in einer Zeiteinheit bewegen werden können, ein zentraler Faktor bei Verkehrssystemen. Bei der Eisenbahn verbrauchen Verspätungen und ungeplante Ereignisse sehr viel Kapazität.
Natürlich könnte man mehr Brücken, Tunnel und Eisenbahnlinien bauen um die Kapazität zu steigern, aber das ist teuer. Mit einem autonomen System können wir die Kapazität viel flexibler und kostengünstiger erhöhen. Und wenn mehr Züge pünktlicher fahren, profitieren alle: Die Wirtschaft, die Betreiber und natürlich die Fahrgäste.
Welche Weichen gilt es noch zu stellen?
Es gibt also gute Gründe, Züge zu automatisieren, aber es existieren noch technische Herausforderungen. Einzelne Komponenten haben sich bereits jetzt bewährt: Züge können sich sicher bewegen und anhalten, obwohl kein Lokführer sie aktiv lenkt. Es ist bereits möglich, einen fahrerlosen Zug über Signale zu steuern, welche an die Infrastruktur gesendet und dort durchgesetzt werden.
Das Problem liegt in dem komplexen Zusammenspiel mehrerer Komponenten. Während ein Zug fährt, müssen mehrere Subsysteme interagieren, einschliesslich solcher, die den Zustand der Eisenbahnstrecke, die Position anderer Züge und die physische Integrität des Zuges überwachen, oder den für ein sicheres Bremsen erforderlichen Raum bestimmen.
Wenn eines dieser Subsysteme eine Situation nicht richtig beurteilen kann, wird es defensiv. Das heisst, der Zug bremst ab oder stoppt, die Verkehrsleistung sinkt. Die ETH ist an mehreren Forschungsprojekten mit den Schweizer Bahnen beteiligt, um optimale Verkehrsmanagementsysteme zu ermöglichen. Zum Beispiel forschen wir daran, wie man die Kapazität der «Nadelöhre» im Schweizer Bahnsystem erhöhen kann.
Kein utopischer Traum
Wie viele von Ihnen haben in letzter Zeit mit einem Lokführer gesprochen? Tatsächlich würden die Passagiere wohl keinen grossen Unterschied feststellen, wenn Züge fahrerlos betrieben würden. Der gesamte Bahnverkehr wäre regelmässiger und es stünden wohl mehr Züge zur Verfügung. Menschen könnten direkt mit dem Transportsystem interagieren, sich dabei so viel bewegen, wie sie wollen und wann sie wollen. Das tönt utopisch? Nicht ganz: Es gibt bereits einige fahrerlose Fahrzeuge, die viele Menschen weltweit in einer unkonventionellen Dimension und mit einem hohen Automatisierungsgrad bewegen: Wir nennen sie Aufzüge.
Kommentare
3. Die Vorteile, welche Sie zu Gunsten der Vollautomatisierung anbringen, sind reine Mutmassungen. Regelmässigkeit des Betriebs, bessere Kontrollierbarkeit, tiefere Kosten, höhere Pünktlichkeit. Nichts davon ist belegt, die bisherigen Erfahrungen mit Automatisierungen im Bereich Planung, Fahren und Inbetriebnahme haben im Gegenteil zu negativen Auswirkungen geführt (Kapazitätseinbusse durch ETCS L2 am Genfersee, Zugausfälle durch automatisierte Prozesse beim Bombardier - Twindexx, Zuverlässigkeitsprobleme ETCS L2 Mattstetten-Rothrist, Einteilungssoftware-Desaster "Sopre"). 4. Ich bin mit Ihnen einverstanden, dass ein automatisches System bei unklaren Verhältnissen - also fast immer - defensiv wird. 5. "Menschen könnten direkt mit dem Transportsystem interagieren". Da habe ich Erklärungsbedarf. Die einfachere Sabotagemöglichkeiten bei einem unbemannten System meinen Sie vermutlich nicht. 6. Sie vergleichen Aufzüge allen Ernstes mit einem komplexen, offenen Eisenbahnsystem? Übrigens ist gestern ein Kollege 30 min. lang im Lift Nr.57 im Zürcher HB steckengeblieben. Die Securitrans holte ihn raus.
Das Thema "autonome Züge" verfolge ich seit einigen Jahren intensiv. Man mag mich für befangen halten - ich bin Lokführer. Das Thema rein aus der Perspektive des vermeintlich drohenden Arbeitsplatzverlusts zu betrachten, wäre jedoch ein Eigentor. Deshalb versuche ich, den nüchtern-realistischen Blick zu behalten, den ich bei meiner Ausbildung zum Naturwissenschafter an der gleichen Hochschule wie Sie, werter Herr Prof. Corman, antrainiert habe. Aus beiden Blickwinkeln (Lokführer und dipl. Natw. ETH) betrachtet, ist mir der Blogpost eindeutig zu oberflächlich und zu wenig fundiert. 1. Es fängt schon mit der Feststellung an, dass das Thema "autonome Züge" in der Öffentlichkeit nicht diskutiert werde. Google liefert bei der Suche nach "autonome Züge" immerhin 400'000 Resultate auf deutsch, davon etliche Zeitungsbeiträge... 2. Bis jetzt fanden in der Schweiz nur wenige Tests statt. Vor einem Jahr liess die SBB einen Zug automatisch beschleunigen und bremsen. Dies jedoch ohne Interaktion mit der Aussenwelt. Weitere Tests sind erst in Planung.
Ehrlich gesagt: ich persönlich bevorzuge immer noch (und das auch in Zukunft) einen (menschlichen!) Lokführer, die alle Ihren Beruf mit Herz und mit Begeisterung ausführen, da fühle ich mich um einiges sicherer, als von einem Automaten gesteuert. Sie sehen in 'autonomen' Zügen den grössten Vorteil in der Regelmässigkeit - und jetzt mein Vermerk: Bis mal, nur zum Beispiel, eine Tür (und das tun sie nun mal) bei der Abfahrt blockiert - oder die ganze Lok stillsteht - dann ist es mit 'Ihrer', in der Automatisation erhofften Regelmässigkeit vorbei. Bei so einer Situation ist ein menschlicher Lokführer ganz klar im Vorteil. Es gibt dutzende andere Beispiele, bei denen ein Mensch viel schneller auf die Situation reagieren kann, als ein, im Prinzip 'dummes', automatisiertes System. Automatisierte Systeme mögen sicher bei Kleinst-Systemen - wie z.B. der Polybahn, sinnvoll sein. Und solche autonome Bähnchen würde ich auch wenn ich als "Ewiggestriger" bezeichnet werde, durchaus benutzen. Aber danke trotzdem für den geschätzten Beitrag.
nicht vergessen: immer wieder werden Menschen (Lokführer) traumatisiert, weil sich andere vor den Zug werfen. Solche "Personenunfälle" werden sich durch Vollautomatisierung wohl nicht 100% eliminieren lassen, aber sehr wohl die Folgen, die der Lokführer dabei erleiden muss.
Meine persönliche Haltung entspricht recht genau dem zweiten Beitrag. Alles machen was machbar ist, nennt sich Machbarkeitswahn.
Auch bei Zugfahrten muss man zwischen Assistenzsystemen und vollautomatischen Systemen unterscheiden. Was hier als Vorteil von voll-autonomen, fahrerlosen Zugsystemen aufgelistet wird (grössere Regelmässigkeit, etc.), lässt sich genauso gut mit Zug-Fahrassistenzsystemen realisieren. Fahrerlos bedeutet lediglich, dass der Zug in jeder denkbaren Situation ohne Fahrer auskommen muss, alles andere kann auch ein Zugassistenzsystem erledigen. Meiner Meinung nach sollten heutige Zugfahrassistenzsysteme alle oben genannten Dingen wie dynamische Fahrpläne, grössere Regelmässigeit bereits übernehmen können. Der letzte Schritt, die Entfernung des Lokführers würde dann lediglich etwa bedeuten, dass der Zug dann auch selbst entscheiden muss oder er noch versucht anzuhalten, wenn ein Suizidaler auf der Schiene auftaucht. Auch Vandalismus gegen die Lokomotive (Einbruch, Handgranate, etc) müsste ein vollautonomes Zugssytem wohl selbst bewältigen oder aber es würde zusätzlich Remote überwacht.