Der Zug von morgen fährt ohne Lokführer

Die autonome Bahn ist in der Schweiz näher, als Reisende ahnen. Der Betrieb dürfte flüssiger werden. Bloss: Wer hilft künftig bei Pannen?

Beruf mit trüben Perspektiven: Ein Lokführer fährt durchs Tessin.

Beruf mit trüben Perspektiven: Ein Lokführer fährt durchs Tessin. Bild: Carlo Reguzzi/Keystone

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Ein Computerproblem legte den Zugverkehr in der Schweiz gestern Morgen zwar teilweise lahm, trotzdem sind Experten überzeugt, dass sich der Schienenverkehr für eine Automatisierung bestens eignet: Fixe Fahrwege, Signale, Fernüberwachung und Zeitplanung bieten bessere Voraussetzungen als das Chaos des individualisierten Strassenverkehrs. Noch sitzt in jedem Führerstand ein Lokomotivführer oder eine Lokomotivführerin. Die übrige Infrastruktur wie Gleise, Weichen, Signale und Bahnhöfe wird aber bereits automatisch betrieben.

Jede Nacht liefert ein Computer den Betriebsfahrplan für den kommenden Tag, der für jeden Zug virtuell alle Weichen stellt. Von einer der vier Betriebszentralen der SBB aus werden die Befehle für Signale und Weichen dann automatisch zum richtigen Zeitpunkt an die Stellwerke übermittelt, in denen längst kein Personal mehr im Einsatz ist. Auch in den Zentralen sind wenig manuelle Eingriffe nötig, solange der Betrieb sich nach Programm selbst steuert. Der nächste Schritt, die Verknüpfung von Lokomotive und Stellwerk, würde zur vollautomatischen Bahn führen. Daran arbeiten Fachleute der Bahnen und der Industrie intensiv, auch an der ETH Zürich ist die automatische Eisenbahn ein Thema. Marc Sinner, wissenschaftlicher Assistent am Institut für Verkehrsplanung und Transportsysteme, befasst sich mit der Automatisierung des öffentlichen Verkehrs.

Prognosen zum Zeithorizont will er keine machen. Er hält die Vollautomatisierung der Bahn jedoch für sehr realistisch. «Es ist weniger die Frage, ob man kann, als die Frage, ob man will», sagt Marc Sinner. Die Technik sei bereit, jetzt brauche es Rahmenbedingungen und politische Entscheide. Wichtig sei, dass die Bahn gleich lange Spiesse bekomme wie der Strassenverkehr: «Wenn man bei der Strasse über autonome Sammeltaxis ohne Begleitperson diskutiert, muss man der Eisenbahn die gleichen Möglichkeiten geben.»

Eine Frage der Software

Trete eine grossräumige Störung auf, wie am Mittwochmorgen, sorgten die Systeme dafür, dass der Betrieb auf Sicherheit schalte, also unter Umständen auch Züge stillstehen lässt. «Dabei spielt es keine Rolle, ob der Zug automatisch fährt oder nicht», sagt Marc Sinner. Störungen gebe es nun mal auch in der Informatik, auf sie zu verzichten, sei jedoch heute undenkbar.

Das europäische Zugsicherungssystem ETCS Level 2 überwacht die Züge und sendet Fahrbefehle an die Lokomotiven. Signale gibt es, beispielsweise im Gotthard-Basistunnel, keine mehr. Was jetzt noch fehlt, ist die Verbindung des ETCS-Befehls mit den Motoren und den Bremsen der Lokomotive. Es sei letztlich nur eine Frage der Software, ob sich die Lokomotive mit den Informationen des ETCS selbst steuern könne, sagt Marc Sinner. Versuche mit einem speziell nachgerüsteten Zug haben die SBB bereits erfolgreich durchgeführt.

Dass die Reisenden einen Zug ohne Lokomotivführer akzeptieren, sei erwiesen, sagt Marc Sinner. Automatische Untergrundbahnen gibt es viele, die Entwickler bauen fast alle neuen U-Bahnen für automatischen Betrieb. Die Métro in Lausanne, als einziges solches System in der Schweiz, verkehrt seit Jahren ohne Probleme. Von den Erfahrungen könnten jetzt die grossen, sogenannten Vollbahnen profitieren, sagt Marc Sinner.

Optische Systeme sehen nicht immer mehr als Menschen.

Bauliche Eingriffe, wie Sicherheitswände an den Perrons, seien nicht zwingend, wie die automatische Docklands Light Railway in London beweise. Für die Erkennung von Hindernissen liesse sich bei Bedarf die gleiche Technik einsetzen wie bei den autonomen Autos, zum Beispiel Laserradar (Lidar). Optische Systeme sehen nicht immer mehr als Menschen, aber das automatisierte System reagiert bei einer Vollbremsung schneller.

Auch automatisches Rangieren kann Personal sparen, doch ergibt es nur einen Sinn, wenn Lokomotiven und Güterwagen über automatische Kupplungen und Datenleitungen verfügen. Die europaweite Einführung automatischer Kupplungen ist jedoch schon vor Jahrzehnten gescheitert. Der Wagenladungsverkehr, der von der Automatisierung profitieren könnte, ist stark rückläufig, Ganzzüge, die nie aufgetrennt und kaum rangiert werden, beherrschen das Feld.

Zwar akzeptieren die Reisenden einen automatischen Betrieb, sie nehmen auch den vorhandenen Lokomotivführer kaum zur Kenntnis. Aber was ist, wenn eine Panne die Weiterfahrt verhindert? Muss der Zug warten, bis der Unterhaltsdienst eintrifft? Tatsächlich seien die Lokomotivführer heute in der Lage, viele kleine Pannen zu beheben, räumt Marc Sinner ein. Manchmal muss ein Bordcomputer neu gestartet, manchmal eine widerspenstige Tür von Hand geschlossen werden.

Ob ein Zug automatisch fährt oder nicht, macht bei einer Störung keinen Unterschied.

Viele Störungen liessen sich von der Betriebszentrale aus beheben, sagt Sinner, andere Probleme könnten von einem Zugbegleiter gelöst werden. Die Zugbegleiter müssten eine technische Zusatzausbildung zu einer Art Bordmechaniker erhalten. Oder Lokführer würden umgekehrt auch in Kundenbetreuung geschult. So entstünden neue Berufsbilder.

Die Verlagerung der Fernsteuerung auf wenige Betriebszentralen hat bereits an Bahnhöfen Arbeitsplätze gekostet. Erfasst die Automatisierung auch den Führerstand, sinkt der Personalbedarf noch einmal. Kostensenkung kann ein Motiv für die Automatisierung sein. Aber es geht auch um eine möglichst rationelle Ausnützung des Schienennetzes, vor allem in den komplizierten Vorbahnhöfen, die als Engpass den ganzen Betrieb beeinflussen. Ein automatisches System soll die Züge so steuern, dass sie auf die Sekunde genau an einer bestimmten Weiche eintreffen, sodass der nächste Zug ebenso genau freie Bahn hat.

So soll ein flüssiger Betrieb ohne energiezehrende Bremsmanöver möglich sein. «In einfacher Form klappt das im Lötschberg-Basistunnel bereits», sagt Marc Sinner, «in grösseren Räumen müssen aber noch die Algorithmen verbessert werden, die richtigen Ergebnisse müssen innert weniger Sekunden vorliegen.» Fast alles bei der Bahn ist heute schon automatisiert, doch ein Problem wird auch die beste Automatisierung nicht lösen: Der schwierigste Engpass des Bahnnetzes sind die Bahnhöfe, für das Ein- und Aussteigen der Reisenden braucht es ein Zeitfenster, das sich mit keinem Algorithmus verkürzen lässt.

Treffpunkt Science City: Der Verkehr von morgen ist Thema von fünf Vorträgen an der ETH Hönggerberg am Sonntag, 18. November. Zur Automatisierung der Bahn spricht Marc Sinner (12 Uhr und 15 Uhr).

Erstellt: 15.11.2018, 13:37 Uhr

Kein Pilot, kein Kapitän

Autonome Autos werden so schnell nicht auf den Strassen auftauchen, dazu ist das Strassennetz viel zu gross, und die Infrastruktur und die Stadtplanung sind noch nicht angepasst. Zwar klingt es gut, dass man sich vom autonomen Auto bequem zum Hauptbahnhof bringen lässt, Platz für diese neue Verkehrsform ist dort allerdings nicht vorhanden. Für den Individualverkehr geeignete und erschwingliche Fahrzeuge und Infrastrukturen sind noch nicht in Sicht.

Das Prinzip des automatischen oder autonomen Fahrens wird aber nicht nur für den Strassenverkehr erprobt. Bei der Eisenbahn sind die Voraussetzungen besonders gut. Die Luftfahrtindustrie ist nicht mehr mit Drohnen zufrieden, die kleine Pakete überbringen können. Airbus hat bereits seinen elektrischen, automatischen Senkrechtstarter Vahana für den Stadtverkehr vorgestellt. Mittelfristig sollen Frachtflugzeuge autonom verkehren und kleine Flugplätze direkt, ohne Umweg über einen oft verstopften Hub verbinden. Solche Frachtflugzeuge könnten einfach und billig gebaut werden, weil keine Crew an Bord ist. Ein Kontrolleur am Boden könnte bis zu 30 Maschinen überwachen, Löhne und Spesen für Piloten entfielen.

Bereits recht nahe am Ziel

ist die Automatisierung des Seetransports. Der Schiffstechnikhersteller Wärtsilä hat demons­triert, wie eine Fähre automatisch im Hafen anlegt. Die Reederei Wilhelmsen und der Technikkonzern Kongsberg wollen das Containerschiff Yara Birkeland im Jahr 2020 vollautomatisch fahren lassen. Ein Konsortium unter der Leitung von Rolls-Royce will ab 2020 ferngesteuerte Schiffe für Kurzstrecken und später vollautomatische, unbemannte Hochseeschiffe anbieten. In der Fliegerei wie in der Seefahrt rechnen
die Initianten vor, dass autonome Frachter wesentlich billiger zu betreiben seien, unter anderem weil die Arbeitszeitvorschriften für die Besatzung entfallen. Rolls-Royce sieht allerdings vor, dass noch die Risiken der neuen Technik abgeklärt werden müssen. Ausserdem müssen die rechtlichen Rahmenbedingungen erarbeitet werden. Etwa um 2030 sollen Geisterschiffe ein vertrauter Anblick auf dem Meer sein. (jä)

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