SIEMENS

Als Peter und Inge morgens ihr Haus verlassen, haben sie ihren Tagesablauf sorgfältig geplant. Peter will zu einer wichtigen Besprechung in die Stadt, und Inge reist für ein paar Tage zu einer Freundin. Peter will die letzten Kilometer mit der Straßenbahn zurücklegen, doch die hat vor wenigen Minuten ein unaufmerksamer Lkw-Fahrer vom Gleis geschoben, wie ihm sein Smartphone mitteilt. Auch der Hochgeschwindigkeitszug, den Inge gebucht hatte, sitzt fest – hinter einer heruntergerissenen Oberleitung. Ihr Glück im Unglück: Der Bahnbetreiber hat mit der Warnung gleich Reisealternativen mitgeschickt. Peters schnellste Verbindung ist heute ein Umweg mit der U-Bahn und mehrfachem Umsteigen. Inge hat etwas mehr Zeit. Sie nimmt daher nicht den nächsten Zug, denn der ist bereits überlastet, sondern den übernächsten. Für ihr Entgegenkommen gibt es eine finanzielle Entschädigung und ein Gratis-Frühstück. Am Ende erreichen beide ihr Reiseziel mit einiger Verspätung. Doch die Folgen bleiben überschaubar, da sie rechtzeitig informiert wurden und die Bahngesellschaft die Auswirkungen der Störung minimieren konnte.

Noch hält kein Bahnbetreiber der Welt eine solche Verspätungs- und Planungs-App für seine Kunden bereit. Es fehlt an der geeigneten Vernetzung der historisch gewachsenen, isolierten Datenbestände. Lohnen würde sich eine rasche und flexible Reaktion aber auf alle Fälle. Sie spart den Reisenden Zeit und Nerven und den Bahnbetreibern Geld. Ingenieure und Techniker von Siemens arbeiten seit Jahren daran, das bislang noch recht handgestrickte Störungs- und Notfallmanagement ins IT-Zeitalter zu überführen und auf gesicherte mathematische Beine zu stellen. Bislang zählen bei Gleisbruch, Schneesturm oder Lok-Defekten vor allem Erfahrungswissen und „der richtige Riecher“.

Jede Störung im Bahnnetz reduziert die Beförderungskapazität. So wird aus einer zweigleisigen Hochgeschwindigkeitsstrecke nach einem Sturmschaden plötzlich eine eingleisige. Die Disponenten müssen dann mit den verbleibenden Kapazitäten sorgsam umgehen. Intuitiv würde wohl jeder zwei vollbesetzten Nahverkehrszügen eine höhere Priorität zuweisen als einem schwach besetzten Fernzug. Das kann aber ein Fehler sein, wenn dann viele Passagiere in teuren Hotelzimmern untergebracht werden müssen. Doch je nach Situation kann auch das Gegenteil richtig sein. Züge mit eingebauter Vorfahrt, wie noch in den 70er-Jahren üblich, wird es jedenfalls nicht mehr geben. Damals hatte der Fernverkehr immer Vorfahrt. Heute warten auch Hochgeschwindigkeitszüge, wenn dadurch erhebliche Strafzahlungen im lokalen Nahverkehr vermieden werden können. Die Disponenten müssen also jeden Fall technisch und betriebswirtschaftlich analysieren.

„Wir haben es hier mit einem klassischen Problem der Optimierung zu tun“, sagt Dr. Stefan Wegele, Mathematiker bei Siemens Rail Automation, „wir suchen die bestmögliche Antwort auf ein gegebenes Problem.“ Die automatischen Verfahren errechnen anhand der Rahmenbedingungen alle Lösungsszenarien, die der Bahn offenstehen, um möglichst viele Reisende möglichst rasch wieder flott zu machen. Der Computer tastet sich Schritt für Schritt an die richtige Lösung heran. Dazu verwendet er ein abstraktes Abbild der Netzsituation mit den verfügbaren Gleistrassen, Zuggarnituren und den zu befördernden Passagieren. Verfahren der numerischen Mathematik suchen nach der bestmöglichen Strategie. Nach weniger als 100 Durchläufen liefern die Algorithmen die optimale Variante, das dauert nur Sekunden. „Wir spielen Schach gegen den Zufall, und wie beim königlichen Spiel siegt langfristig der Rechner, denn er ermüdet nicht und liefert blitzschnell die für jede Konstellation richtige Strategie“, erläutert Wegele. „Dabei entstammen die Startwerte für die Berechnungen unserer Erfahrung aus der Eisenbahnautomatisierung.“

Vernetzung fehlt. Und diese Erfahrung hat eine lange Tradition: Seit 1873 forscht und fertigt Siemens am Standort Braunschweig an Bahnautomatisierung und Signaltechnik. Neben den Erfahrungswerten sind auch die betriebswirtschaftlichen Kennziffern wichtig. Sie sind spezifisch für jeden Kunden und bilden dessen Geschäftsmodell und seine vertragliche Situation ab. Hier verstecken sich die schon erwähnten Vertragsstrafen, die bei Verspätungen an das Land oder die Gemeinde zu entrichten sind. Die Spezialisten von Siemens arbeiten sie in den Algorithmus mit ein.

Voraussetzung für jede Entscheidung ist ein umfassendes, aktuelles Abbild der Netzsituation. „Wer sich die IT-Landschaft der Bahnbetreiber weltweit anschaut, wird überall stark entkoppelte Systeme antreffen. Sie sind historisch gewachsen, aber nicht mehr unbedingt Stand der Technik“, sagt Gerd Tasler, Produktmanager für Rail-IT-Lösungen bei Rail Automation, „die Akteure haben oft nur den Überblick über das Geschehen im eigenen Verantwortungsbereich. Was fehlt, ist eine umfangreiche Vernetzung und eine durchgängige Datenintegration.“ Alle betriebswirtschaftlichen Kennziffern und die technischen Eckdaten der verfügbaren Züge wie Höchstgeschwindigkeit und Fahrdynamik müssen im Planungstool enthalten sein. Wichtig sind auch Informationen über die Belegung der Züge. Immer mehr Bahnbetreiber rüsten daher Sensoren nach, die ihnen Auskunft über die aktuelle Auslastung geben.

Flinke Analyse und präzise Ergebnisse garantieren aber noch keine schnelle und sachgerechte Entscheidungsfindung. Um die vom Computer erarbeiteten Resultate schnell und sicher allen Teilnehmern des Entscheiderteams übermitteln zu können, hat Siemens einen hollywoodreifen Computertisch entwickelt, und den Besuchern der Fachmesse „Innotrans“ in Berlin 2012 präsentiert. Es handelt sich um eine Art überdimensionierten Tablet-Computer mit Touchscreen-Technologie, der mehreren Personen den gemeinsamen, interaktiven Zugriff auf alle für sie relevanten Informationen erlaubt. Er unterstützt die Notfallteams bei ihrer Arbeit und ist weltweit einmalig. Viel Wert wurde auf intuitive Bedienung gelegt. „Wir haben alle jene Interaktionsmöglichkeiten eingebaut, die heute jeder von der Benutzung seines Smartphones kennt“, erläutert Kim Rosenthal, Designspezialist bei Rail Automation in Braunschweig. Testnutzer beherrschten die Handgriffe binnen weniger Minuten wie im Schlaf. Ähnlich wie beim Smartphone vergrößert beispielsweise eine spreizende Fingerbewegung die Darstellung, um weitere Details freizulegen, oder verkleinert sie, um mehr Übersicht zu schaffen.

Wenig Einweisung nötig. Das erspart langwierige Einweisungen und minimiert Eingabefehler. Vier bis fünf Personen können gleichzeitig am Tisch arbeiten, ohne das System zu überfordern. Bei einer Eingabe registriert eine Kette von Infrarot-Sensoren millimetergenau jene Stelle, wo der Finger den Bildschirm berührt. Binnen Sekunden erscheinen Alternativrouten und Handlungsoptionen. „Multitouch-Tische der neuesten Generation arbeiten sehr zuverlässig und sind für die Aufgabe als großflächiges Ein- und Ausgabegerät für ein Team von Entscheidern bestens geeignet“, urteilt Rosenthal. „Die Nutzer akzeptieren es sehr schnell als Arbeitsgerät. Nach kürzester Zeit sind ihnen die nötigen Handbewegungen schon in Fleisch und Blut übergegangen.“

Zug um Zug soll die neue Technik Kunden zur Verfügung gestellt werden. „In unsere aktuellen Großprojekte in Kopenhagen, wo wir eine S-Bahn-Strecke errichten, oder in New York, wo mit „PACIS“ eine vorhandene U-Bahn ein zeitgemäßes Anzeigensystem erhält, fließen bereits Komponenten der neuen Eisenbahn-IT ein“, sagt Maximilian Eichhorn, Geschäftsführer Rail IT Business bei Siemens Rail Automation. Wenn sich alle Beteiligten anstrengen, könnte die Verspätungs-App, die Inge und Peter trotz aller Probleme stressfrei ans Ziel gebracht hat, also schon in den nächsten Jahren zum Download bereitstehen.