Öffentlicher Nahverkehr
Neuartige Mobilität auf Schienen im ländlichen Raum - "Bahnautonom Bayern 2029"
Wie bringt man den öffentlichen Schienennahverkehr voran – insbesondere auf wenig lukrativen Nebenstrecken – ohne den Haushalt der Kommunen zusätzlich zu belasten? Wie bringt man die zu beteiligenden Akteure aus Wissenschaft, Industrie und Politik mit ihren unterschiedlichen Vorstellungen an einen Tisch?
Teststrecke für autonome Schienenfahrzeuge
Stellen wir uns das konkret vor: Wir befinden uns auf der ländlichen Bahnstrecke Forchheim – Ebermannstadt – Streitberg – Gößweinstein - Behringersmühle. Noch befahren Regionalzüge den Abschnitt Forchheim – Ebermannstadt, den anderen Abschnitt betreibt der Verein Dampfbahn Fränkische Schweiz e.V.
Heutiges und zukünftiges Potential
Für Berufstätige und Pendler kann die Regionalbahn Forchheim – Ebermannstadt noch attraktiver gestaltet werden, indem die Strecke zukünftig öfter und zeitlich flexibler befahren wird. Um dies zu ändern, müsste die öffentliche Hand mehr Geld an den Betreiber zahlen respektive in den Ausbau der noch bestehenden Infrastruktur investieren. Obwohl bereits heute auch abends ein nachgewiesener Bedarf für mehr Zugfahrten besteht, kann wegen Lokführermangels ein weiterer Ausbau des Fahrplanangebotes leider nicht angeboten werden. Doch es kann auch ganz anders gehen…
Abb. 1 Mini-Railbus Konzept / © AVS und a|p|t
Abb. 2 Mini-Railbus Konzept / © AVS und a|p|t
Das Innovationsvorhaben „Bahnautonom Bayern 2029“
will das künftige technische, wirtschaftliche und angebotsmäßige Potenzial des digitalisierten Bahnverkehrs aufzeigen und entfalten, wie mit fahrzeugseitiger Ausrüstung ein kostengünstiger und hochautomatisierter Betrieb auf Nebenbahnen zum Vorteil des Betreibers, der Fahrgäste und der öffentlichen Hand verwirklicht werden kann. Dies soll, anders als bei bisherigen automatischen Steuerungen, mit minimalen Änderungen und überschaubaren Investitionen in die Streckeninfrastruktur geschehen.
Für den fahrerlosen Schienenverkehr gilt es Vertrauen aufzubauen bei politischen Entscheidungsträgern und der Öffentlichkeit. Das durch Personal begleitete, aber autonom fahrende Demonstrator-Schienenfahrzeug soll möglichen Zweifeln und Vorbehalten entgegenwirken und so die Weichen zu einem deutlich attraktiveren SPNV im ländlichen Raum stellen.
Kurzfristiges Ziel ist die Durchführung eines Forschungsprojektes, das ein automatisiertes Demonstrator-Fahrzeug auf die Strecke Forchheim - Ebermannstadt bringt.
Mittelfristiges Ziel ist der hochautomatisierte Bahnbetrieb mit Level GoA 3 (Grade of Automation) auf dieser Pilotstrecke und die spätere Ausweitung auf weitere Nebenstrecken im ländlichen Raum.
Daraus lässt sich ein volkswirtschaftlich attraktives Schienenverkehrsangebots für Bayern, weitere interessierte Bundesländer und darüber hinaus für Europas ländliche Regionen ableiten.
Alternative Mobilität für Fahrgäste
Die Industrie erhält so die Möglichkeit, auf der obig erwähnten Teststrecke neuartige Technologien anwendungsnah zu erproben, um die Zukunftsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit des SPNV im ländlichen Nahverkehr sicherzustellen. So wird ein Ausbau durch eine verdichtete und integrierte Taktung und darüber hinaus mit ergänzenden On-Demand Angeboten eine zeitgemäße Mobilität ermöglicht. Dies ist im Dreiklang der Fahrgäste, der Bahnunternehmen sowie des Staates, der diese Leistungen bestimmt und bestellt.
Umwelt
Ein weiterer relevanter Aspekt ist die dringend notwendige Entlastung der Umwelt durch Emissionen. Schlanke Reisemöglichkeiten und nahtlose „Transportketten“ sind für ein reibungsloses Zusammenspiel unabdingbar. Die Einbindung des „autonomen Schienenverkehrs“, kombiniert mit weiteren intelligenten Angeboten wie E-Bike und kompakten Elektromobilen, kann eine echte Alternative für die zukünftige Mobilität in ländlichen Gegenden sein.
Projektinitiatoren
Andreas Vogler, Inhaber des gleichnamigen Münchner Architekturbüros auf die Frage, warum dieses Projekt benötigt wird: „Die Zeit ist reif. Viele technischen Komponenten sind ausgereift, viele Kompetenzen sind im „Bahnland Bayern“ und im näheren Umfeld vorhanden. Die etwas zögerliche Haltung in der Industrie soll überwunden werden, da gerade die Nebenbahnen den größten Nutzen einer Vollautomatisierung versprechen. Wir verstehen das Projekt als Kristallisationspunkt auf der Plattform des CNA, um den Kristall der digitalisierten Nebenbahnen in Bayern wachsen und leuchten zu lassen.“
Das Andreas Vogler Studio in München mit seinen Architekten und Designern mit langjähriger Erfahrung bei Innovationsprojekten in den Bereichen Architektur, Medizinrobotik, Luft- und Raumfahrt sowie Schienenfahrzeuge, initiiert Projekte, um Innovationshindernisse in der Industrie und Politik zu überwinden. Dies geschieht mit einem praktischen, agilen Projektansatz, um mit neuartigen Lösungen zu überzeugen.
Beim Projekt „Bahnautonom Bayern 2029“ verfolgt AVS in langjähriger Zusammenarbeit mit dem Industrie Designer und Bahnexperten Robert Künzler von a|p|t design München einen pragmatischen transdisziplinären Lösungsansatz. Mit einer praktischen Kombination bestehender Technologien und noch zu entwickelnden Lösungen im Bereich der künstlichen Intelligenz sollen zur sicheren Steuerung von Bahnfahrzeugen diese Innovationen vorangetrieben werden.
Abb. 3 Mini-Railbus Konzept / © AVS und a|p|t
Unsere Stiftung
übernimmt den Hauptanteil der Anschubfinanzierung der für die Umsetzung benötigten Machbarkeitsstudie. Dazu sind unter anderem notwendig:
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Ressourcen für Projektorganisation
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Gewinnung von Industriepartnern
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Sondierung von Forschungsausschreibungen
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Gespräche mit staatlichen und privaten Förderstellen
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Ausarbeitung von Forschungsanträgen
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Arbeits- und Zeitplanung, Verwertungsplanung
Innovativ und zukunftsorientiert finden wir hier insbesondere, dass der Aspekt der Wirtschaftlichkeit im öffentlichen Schienennahverkehr durch den Ansatz einer vollständigen Automatisierung des Fahrzeugs bei einer nur minimal anzupassenden Streckenausstattung entschärft werden kann. Die Folgen wären eine klimafreundlichere, potentiell CO2-neutrale Variante der Mobilität und eine Alternative zum motorisierten Individualverkehr.
Projektbeteiligte
Das zur Technischen Hochschule Nürnberg gehörende Institut für Fahrzeugtechnik Nürnberg mit dem Labor für Mobile Robotik arbeitet unter anderem an der Automatisierung von Schienenfahrzeugen. Die Forschungsgruppe Automotive Software Systems Engineering befasst sich mit Softwareentwicklung für sichere und zuverlässige autonome Fahrzeugsysteme.
Die IoW ist eine Ausgründung des DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt), ist spezialisiert auf innovative und dabei besonders kostengünstige Sicherungstechnologie und realisiert Teile der Machbarkeitsstudie.
Das Regensburger Eisenbahnverkehrsunternehmen betreibt zehn Prozent des bayerischen Schienenpersonennahverkehrs und stellt das zu automatisierende Schienenfahrzeug zur Verfügung.
Stadler Signalling AG, Wallisellen, CH: Kompetenzzentrum für Signaltechnik zur Entwicklung von Signalling-Lösungen in den Bereichen automatisiertes Fahren (ATO), Zugsicherung (ETCS) und fahrerlosen Metrozügen (CBTC).
Der CNA, Innovationsnetzwerk für Verkehr und Logistik, Clusterplattform Bahntechnik Bayern, fungiert als Projektunterstützung und Kommunikationsplattform.
Projektabschluss erfolgreich!
Im Rahmen der Klimawoche Forchheim wurde am 9. Oktober 2021 die Machbarkeitsstudie „BahnAutonom 2029“ von Andreas Vogler und Robert Künzler auf einer Podiumsdiskussion einem 40-köpfigen Publikum vor- und zur Debatte gestellt. Die Studie sollte und soll dem Zugverkehr im Wiesenttal mittels Digitalisierung zu neuer Attraktivität verhelfen - durch Taktverdichtung und „On-Demand Fahrten“. Bezahlbar als auch realisierbar innerhalb von zehn Jahren könnte das Projekt dadurch werden, dass nur die Fahrzeuge, nicht jedoch die zu befahrende Strecke zu automatisieren wären. Damit hätte die Wiesenttalbahn das Zeug zum Leuchtturmprojekt im gesamten ÖPNV-Desaster: anstatt an Fahrgastzahlen und Zuständigkeiten zu scheitern, trüge sie sogar noch zur Schaffung gleichwertiger Lebensverhältnisse bei.
Umsonst ist die Automatisierung der Fahrzeuge dennoch nicht zu haben. „Es braucht mehr Anschub von der Politik“, meinte Manfred Schmitz, Vorstand unserer Stiftung und Teilnehmer der Podiumsdiskussion. Er sprach damit direkt Stefan Schell, den Ministerialrat des Bayerischen Staatsministeriums für Wohnen, Bau und Verkehr an und forderte: "Es ist an der Zeit, die benötigten Millionen aus München in die Fränkische Schweiz zu bringen, um die nächsten Projektziele zu realisieren“.