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Automatisierter Fahrbetrieb (ATO) bei der OeBB « » Pilot ATO OeBB, (C) AUTO FERRIVIA
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Automatisierter Fahrbetrieb (ATO)bei der OeBB « »
Pilot ATO OeBB, (C) AUTO FERRIVIA
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Referent
Pilot ATO OeBB, (C) AUTO-FERRIVIA
Hans-Peter VetschGeschäftsführer
Vetsch Rail Consulting GmbH
Südstrasse 5 4922 Bützberg
Tel. +41 79 746 7721
Mobil. +41 62 963 1621
[email protected]@bluewin.ch
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Referent
Pilot ATO OeBB, (C) AUTO-FERRIVIA
Markus SchindelholzGeschäftsführer
Oensingen-Balsthal-Bahn
Bahnhofplatz 1
CH-4710 Balsthal
Tel. +41 62 391 31 01
Mobil. +41 79 223 21 79
www.oebb.ch
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Referent
Pilot ATO OeBB, (C) AUTO-FERRIVIA
Adrian EgloffGeschäftsführer
Rail Systems Engineering AG
Kirchstrasse 2
8304 Wallisellen
Mobil. +41 79 407 36 44
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Referent:
Pilot ATO OeBB, (C) AUTO-FERRIVIA
André SchweizerGeschäftsführer
Railtool GmbH
Neufeldstrasse 132
3012 Bern
Mobile: +41 79 610 68 [email protected]
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Agenda
Willkommen in Balsthal
Was und wer ist AUTO-FERRIVIA?
Ziel und Vision von AUTO-FERRIVIA?
Verständnis ATO, Anforderungen
Warum «proof of concept» bei der OeBB?
Gastgeber OeBB
Systemaufbau
Ausrüstung Fahrzeug
Ergebnisse Probefahrten, Fazit
Fragen, Diskussion
Kurzinstruktion für Probefahrten
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Was und wer ist AUTO-FERRIVIA?
Die Interessengemeinschaft AUTO-FERRIVIA besteht aus erfahrenen Eisenbahn-Fachexperten seitens Infrastruktur, Betrieb und Rollmaterial.
AUTO-FERRIVIA will die Bahnbranche mit alternativen Ideen bereichern und damit die Diskussion zur Weiterentwicklung bzw. Digitalisierung der Bahn mitgestalten.
AUTO-FERRIVIA finanziert den OeBB Piloten aus eigenen Mittel.
AUTO-FERRIVIA ist am Branchenprogramm smartrail 4.0 von SBB, BLS, SOB, RhB, TPF und VöV nicht beteiligt.
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Ziel und Vision von AUTO-FERRIVIA
AUTO-FERRIVIA hat sich gebildet, um die Machbarkeit eines kostengünstigen und einfachen Fahrassistenzsystems (ATO GoA2) unter Beweis zu stellen.
Der ATO Lösungsansatz von AUTO-FERRIVIA erlaubt eine einfache, rückwirkungsfreie Erweiterung des bestehenden Bahnsystems mit optischer Signalisierung und konventioneller Zugbeeinflussung.
Das vorgeschlagene ATO Konzept ist technologisch weitgehend unabhängig von Fahrzeug und Infrastruktur.
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Verständnis ATO, Anforderung
ATO GoA2 ist ein Fahrassistenzsystem und erlaubt dem Lokführer, die Routinehandlungen (Geschwindigkeits-steuerung, Beschleunigen und Abbremsen aufgrund von Geschwindigkeitsschwellen, Anfahren von Haltepunkten) dem System zu übergeben.
ATO erlaubt einen betrieblich optimierten Fahrbetrieb.
Der Lokführer kann die Kontrolle über den Zug jederzeit übernehmen und ATO unwirksam schalten.
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GoA (Grade of Automation) Stufen 1 - 4
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Gastgeber OeBB
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Die OeBB stellt mit ihrem rund 4km langen Streckennetz und den relativ einfachen betrieblichen Verhältnissen eine gute Übungsanlage für erste ATO Fahrten dar.
Die Infrastruktur ist allerdings recht alt und die Funktionalität der Anlage in Bezug auf die Automatisierbarkeit eingeschränkt.
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Infrastruktur und Fahrdienst
1. Die Sicherungsanlagen bestehen aus zwei Strecken-blöcken mit entsprechenden Signalen sowie 7 teilweise in die Signale eingebundenen Bahnübergängen. Es gibt ausschliesslich Handweichen. Die Zugsicherung ist auf dem Stand ZUB/Signum mit Packet 44 bzw. ETCS L1LS.
2. Nur auf den Stationen hat es einzelne Gleisfreimeldeabschnitte. Die Rück-Blockung erfolgt manuell durch den Lokführer, an den Endstationen über einen Tastenkasten und in der Klus über Funk. Auf diese Weise wird auch die Fahrerlaubnis angefordert.
3. Der Lokführer des Personenzuges ist gleichzeitig der Fahrdienstleiter und koordiniert alle weiteren Fahrten.
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Fahrzeuge OeBB
1. Für den regulären Personenverkehr wird ein von der SBB zur Verfügung gestellter Domino-Pendel eingesetzt.
2. Daneben ist die OeBB Fahrzeughalterin diverser historischer Fahrzeuge. Diese sind aufgrund ihrer elektromechanischen Steuerungen für einen ATO-Einsatz nicht geeignet.
3. Für einen ATO Betrieb musste daher ein Fahrzeug mit einer elektronischen Steuerung zur Verfügung gestellt werden.
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Probefahrten bei
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Die Strecke eignet sich als Teststrecke ideal, weil:
Einfache Betriebsverhältnisse
Vorhandenes Zugsbeeinflussungssystem
Relaisbasierte, weit verbreitete Stellwerktechnologie in der CH
Lange Zeitfenster für Probefahrten
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Motivation der OeBB bei den Tests von AUTO FERRIVIA mitzumachen:
Pilot ATO OeBB, (C) AUTO-FERRIVIA
Investitionsschutz: Die Stellwerk und Sicherungsanlagen sind am Lebensende In welche Technologie soll investiert werden?
Angebotsausbau: Bei der Einführung eines allfälligen ¼ Taktest in der Hauptverkehrszeit muss der Betrieb höher automatisiert werden.
Mit welchen Massnahmen wird dies erreicht?
Rationeller Betrieb: Mit welchen Massnahmen kann der Betrieb in Zukunft möglichst rationell umgesetzt werden? Welche Unterstützung ist für das Personal sinn- und zweckvoll?
Erfahrung zu tiefen Kosten: Dank der Möglichkeit die Strecke der OeBB für die Tests von AUTO-FERRIVIA zur Verfügung zu stellen, kann die OeBB viel Erfahrung sammeln ohne grosse Kosten oder Investitionen tätigen zu müssen.
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Systemaufbau
Fahrzeug-Steuerung
Zugbeein-flussung
Mobil Netz
Stellwerk bzw. Leittechnik
ATO Streckenrechner Rückwirkungsfrei
ATO Fahrzeugrechner
GPS3G
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Fahrzeug-Interface
1
ATO besteht aus 3 Hauptkomponenten (grün)
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Streckenseitige Anbindung von ATO
Pilot ATO OeBB, (C) AUTO-FERRIVIA
Das Stellwerk der OeBB basiert auf der Relaistechnik Domino
Auf diese Technik wurde ein einfacher rückwirkungsfreier Abgriff, ähnlich einer Leittechnik überlagert.
Diese Leittechnik umfasst alle notwendigen Funktionen und Daten, welche im Stellwerk in dieser Form nicht vorhanden sind.
Wenn ATO mit diesem Stellwerk möglich ist, sind alle Stellwerke ab dieser Generation nachrüstbar.
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ATO Streckenrechner
Pilot ATO OeBB, (C) AUTO-FERRIVIA
Greift die nötigen Prozessinformationen rückwirkungsfrei von der Signalanlage ab.
Stellt die für den Zug nötigen Streckendaten bereit und übermittelt diese über das Handy-Netz an das Fahrzeug. .
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ATO Fahrzeugrechner
Pilot ATO OeBB, (C) AUTO-FERRIVIA
Ermittelt stets die erlaubte Geschwindigkeit und kommandiert über ein Interface das Fahrzeug entsprechend.
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Berechnung des Fahrprofils
Pilot ATO OeBB, (C) AUTO-FERRIVIA
Halt
20
AG
40
60
80
100
km/h
20
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Funktionsprinzip
ATO arbeitet wie der Lokführer:
Besorgt sich alle für das Führen des Zuges notwendigen Informationen.
Leitet aus den Daten das erlaubte Fahrprofil ab (Soll-Geschwindigkeit).
Steuert den Zug unter Vorgabe des Fahrprofils von A nach B.
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Ausrüstung Fahrzeug mit ATO
Pilot ATO OeBB, (C) AUTO-FERRIVIA
Das Fahrzeug des Vereins Depot und Schienenfahrzeuge Koblenz (dsf) und Rail Systems Engineering ist mittleren Alters aus den 80er Jahren.
Die Nachrüstung mit ATO ist, verglichen mit einem modernen Fahrzeug sehr komplex.
Wenn ATO mit diesem Fahrzeug möglich ist, sind alle Fahrzeuge ab dieser Generation nachrüstbar.
Eine Migration ist rasch und flächendeckend, unabhängig vom Fahrzeugtyp und Infrastruktur möglich.
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Synergien zu anderen Projekten
Pilot ATO OeBB, (C) AUTO-FERRIVIA
Es handelt sich um dasselbe Fahrzeug, welches für die erweiterten ATO Tests bei der SOB im Rahmen des Projektes smartrail 4.0 eingesetzt wird.
Im Projekt SOB werden im Gegensatz zum Pilot OeBB die international standardisierten Schnittstellen zwischen Strecke und Fahrzeug verwendet.
Gemachte Erfahrungen im Pilot OeBB fliessen dabei in das Projekt SOB mit ein.
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SOB Wettbewerb: ATO-Pilot unter ETCS L1LS
Pilot ATO OeBB, (C) AUTO-FERRIVIA
RSE entwickelt mit der SOB im Rahmen des Branchenprogrammes smartrail 4.0 eine Lösung für die Pilotierung von ATO GoA2 unter ETCS L1LS
Ende 2019 wurden erste erfolgreiche Tests der Fahrzeugsteuerung, der Übertragung der Infrastrukturdaten und der Erkennung der Signalzustände über die Zugbeeinflussungsanlage absolviert.
Dabei wird auf das Zugbeeinflussungssystem «European Train Control System, Level1 Limited Supervision» aufgesetzt.
Die Signalzustände werden aus den Informationen der gleisseitigen Komponenten (Balisen) gelesen.
ETCS L1LS ist in der Schweiz das meistverbreitete System für konventionelle Aussensignalisierung (mit Lichtsignalen) auf Normalspurnetzen und kommt bei der SBB, BLS, SOB und SZU zum Einsatz.
Die SOB beabsichtigt im Rahmen ihres Piloten, an welchem neben RSE auch Stadler Rail mit einem FLIRT- Triebzug mitwirkt, ab 2021 kommerzielle Fahrten auf einer S-Bahnlinie.
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ATO Fahrzeug-Interface
Pilot ATO OeBB, (C) AUTO-FERRIVIA
Übersetzt die Befehle des ATO Fahrzeugrechner in die zur Steuerung des Fahrzeuges notwendigen Signale (Bild Prototyp).
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Resultate erste Probefahrten
Pilot ATO OeBB, (C) AUTO-FERRIVIA
Am 17. Dezember 2019 fanden erste integrale Probefahrten zwischen Oensingen und Balsthal statt.
Der Testaufbau zeigt, dass mit relativ einfachen Mitteln ein automatisiertes Fahren auf konventionellen Eisenbahnstrecken möglich ist.
Es konnten in beiden Richtungen autonome Fahrten ohne Eingriffe des Lokführers durchgeführt werden.
Sogar die Türsteuerung ist im System integriert und funktionierte erwartungsgemäss mit der seitenselektiven.
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Fazit
ATO kann auf bestehender Infrastruktur eingesetzt werden
ATO funktioniert mit bewährter, konventionelle Technik
ATO funktioniert bereits mit Relaisstellwerken
ATO funktioniert auch mit Fahrzeuggeneration der 80-iger Jahren
ATO ist unabhängig von einer Führerstandsignalisierung
ATO unterstützt den Investitionsschutz
ATO kann smart und trotzdem bezahlbar sein.
ATO unterstützt die Sicherheit im Eisenbahnbetrieb
ATO kann mit weiteren Funktionen erweitert werden
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