Anwendungen und Dienste des GSM-R-Systems zur Effizienzsteigerung im Schienenverkehr

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Gerrit Böhler
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1 Anwendungen und Dienste des GSM-R-Systems zur Effizienzsteigerung im Schienenverkehr Fachtagung Effizienzsteigerung im Bahnverkehr durch Telematik des Alcatel SEL Hochschulkollegs Kommunikation und Mobilität Dresden DB Telematik GmbH Norbert Becker Geschäftsführer Technik Dresden, 24.November 2006

Telematik des Alcatel SEL Hochschulkollegs Kommunikation und Mobilität

2 Verkehrsverlagerung zugunsten der Schiene als gemeinsames Ziel von Politik und Bahn Die Verkehrsverlagerung von der Straße hin zur Schiene als gemeinsames Ziel von Politik und Bahn führt zu besonderen Anforderungen an den Schienenverkehr und erfordert Ordnungspolitische Rahmenbedingungen sowohl national als auch international Unternehmerische Anstrengungen der Bahn Die Bahn... ist ein führender internationaler Mobilitäts- und Logistikdienstleister betreibt mit rund Kilometern das größte Schienennetz in Europa stellt einen diskriminierungsfreien Zugang zum Schienennetz bereit bedient rund 320 Eisenbahnverkehrsunternehmen in Deutschland, darunter 20 Unternehmen des DB-Konzerns, mit stetig steigendem Verkehrsaufkommen Unterstützt werden die sich daraus ergebenden Transportketten unter anderem durch die Telematik, d.h. die Nutzung von Telekommunikation und Informatik. 2

.. ist ein führender internationaler Mobilitäts- und Logistikdienstleister betreibt mit rund 34.

3 Telematik als Grundlage Die Konzentration auf GSM-R ist nur einer der Aspekte der unternehmerischen Anstrengungen der Bahn zur Schaffung einer entsprechenden Infrastruktur. Neben der Möglichkeit, die ursprünglichen Anforderungen zu erfüllen, eröffnet die Telematik aber auch die Möglichkeit, weitere Aspekte der Verkehrsverlagerung zu unterstützen, z.b.: Erhöhung der Streckenkapazitäten durch dichtere Zugfolgen über die reine Betriebsführung hinausgehende Anwendungen Der hier vorliegende Vortrag konzentriert sich auf die Möglichkeiten einer weitergehenden Nutzung von GSM-R in diesem Gesamtkontext. 3

Neben der Möglichkeit, die ursprünglichen Anforderungen zu erfüllen, eröffnet die Telematik aber auch die Möglichkeit, weitere Aspekte der

4 GSM-R Telematik-Anwendungen für den modernen Bahnbetrieb Zugsteuerung und Zugsicherung (Digitaler Zugfunk, ETCS) Diagnosefunk Energiedaten Facility-Management Ortungsdaten Betriebliche Kommunikation des DB-Personals Allgemeine Informationsdienste für die Fahrgäste 4

Diagnosefunk Energiedaten Facility-Management Ortungsdaten

5 Ausgangssituation: Pro Dienst eine Infrastruktur In der Vergangenheit wurde jeder eisenbahnspezifische Dienst mit einer individuellen, dienstebezogenen Infrastruktur realisiert: Analoger Zugfunk weitere Funkanwendungen BASA BFmA... Vielfalt unterschiedlicher Systeme große Anzahl von entlang der Strecke stehenden Anlagen Kaum internationale Standards 5

realisiert: Analoger Zugfunk weitere Funkanwendungen BASA BFmA.

6 Zielszenario: Multifunktionale Infrastruktur für vorhandene Dienste Erste Effizienzsteigerungen ergeben sich durch den Technologiewechsel von analoger zu digitaler Technik: Digitaler Zugfunk ASD EBuLA BFmA... GSM-R-Infrastruktur Ablösung nicht interoperabler und technologisch veralteter analoger Funksysteme Ablösung erster dienstebezogener Infrastrukturen (Reduzierung der System- und Anlagenvielfalt) 6

7 Zielszenario: Multifunktionale Infrastruktur mit weitergehenden Diensten Weitere Effizienzsteigerungen ergeben sich aus der Implementierung weitergehender Dienste: Digitaler Zugfunk ASD EBuLa BFmA Fahrzeugortung Fahrzeugüberwachung... GSM-R-Infrastruktur + ggf. Erweiterungen (Interoperabilitätskomponenten, GPRS, UMTS...) 7

Dienste: Digitaler Zugfunk ASD EBuLa BFmA Fahrzeugortung Fahrzeugüberwachung.

8 BFmA-Migration in GSM-R Ein Beispiel Zielstellung: Nutzung der GSM-R-Infrastruktur auch für Dienste, die heute nur drahtgebunden über Betriebsfernmeldeanlagen bereitgestellt werden Ablösung der heutigen Betriebsfernmeldeanlagen (BFmA) Ausgangssituation: ca. 40 verschiedene Anlagentypen (Hersteller, Bauart, Konfiguration, etc.) im Einsatz Anlagenzustand je nach Alter, Bauart und Wartungszustand unterschiedlich Der Betrieb der Anlagen erfordert jährlich hohe Aufwendungen Die europäischen Bahnen führen GSM-R als einheitliches Zugfunksystem ein Neben dem Sprechfunk sollen auch Steuerungsfunktionen (z.b. ETCS) über GSM-R abgewickelt werden 8

40 verschiedene Anlagentypen (Hersteller, Bauart, Konfiguration, etc.

9 BFmA-Migration in GSM-R Ergebnisse aus der Erprobung- und Pilotierungsphase Eine teilweise Migration von BFmA-Diensten ist ohne Zusatzentwicklungen möglich. Für eine vollständige Migration sind Interoperabilitäts-Komponenten sowie Zusatzentwicklungen an den Systemen erforderlich. So kann nach erfolgter Migration neben vielen anderen Anlagen auch der Streckenfernsprecher am Bahnübergang abgelöst werden. 9

Für eine vollständige Migration sind Interoperabilitäts-Komponenten sowie Zusatzentwicklungen an den

10 Zusätzliche Dienste für verschiedene Bedarfsträger: Transport und Logistik Intermodaler Informationsaustausch zur vollumfänglichen Unterstützung der gesamten Logistikkette (elektronische Frachtpapiere, Frachtverfolgung...) Fahrzeugortung Kurzfristige und ereignisgesteuerte Disposition von Triebfahrzeugen und Wagen, sowie Zugbildung von Güterzügen... 10

(elektronische Frachtpapiere, Frachtverfolgung.

11 Zusätzliche Dienste für verschiedene Bedarfsträger: Personenverkehr Intermodaler Informationsaustausch zur vollumfänglichen Unterstützung der gesamten Reisendenkette Mobile Disposition von Zugbegleit- und Bahnhofspersonal Mobile Disposition von Waren für den Bahnreisenden Kurzfristige und ereignisgesteuerte Disposition von Triebfahrzeugen und Reisezugwagen sowie Zugbildung... 11

Disposition von Zugbegleit- und Bahnhofspersonal Mobile Disposition von Waren für den

12 Zusätzliche Dienste für verschiedene Bedarfsträger: Infrastruktur und Dienstleistungen Redundanz für Steuerungsfunktionen des Eisenbahnbetriebs Fahrzeugüberwachung und Übermittlung abrechnungsrelevanter Daten wie Zählerstandsdaten Kurzfristige und ereignisgesteuerte Disposition von defekten Fahrzeug- und Systemkomponenten... 12

Fahrzeugüberwachung und Übermittlung abrechnungsrelevanter Daten wie

13 Fazit Die unternehmerischen Anstrengungen der Bahn zur Effizienzsteigerung interner Abläufe und Schnittstellen mittels Telematik bilden eine gute Basis für eine Verkehrsverlagerung zugunsten der Schiene. In intermodalen Verkehrssystemen erfordern die Schnittstellen zu anderen Verkehrsträgern ein besonderes Maß an Aufmerksamkeit und Kooperationsbereitschaft. Kein intermodaler Verkehr ohne intermodale Informationen und Interoperabilität!!! 13

In intermodalen Verkehrssystemen erfordern die Schnittstellen zu anderen Verkehrsträgern ein besonderes Maß an

14 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. 14

15 Backup 15

16 GSM-R digitaler Mobilfunk für Bahnen GSM-R (Global System for Mobile Communications) basiert auf dem europäischen GSM- Standard nach ETSI für öffentliche Mobilfunknetze GSM-R nutzt 19 Frequenzen im eigenen Frequenzbereich (900 MHz-Bereich) GSM-R bietet zusätzliche Leistungsmerkmale speziell für den Eisenbahnbetrieb GSM-R ist ein leistungsfähiges, standardisiertes System GSM-R ermöglicht die Integration bahnspezifischer Dienste GSM-R bietet Anschluss an das Festnetz ortsfester Teilnehmer (ART) GSM-R ist europaweit interoperabel und damit eine zukunftssichere Investition der Eisenbahnen 16

speziell für den Eisenbahnbetrieb GSM-R ist ein leistungsfähiges, standardisiertes System GSM-R ermöglicht die Integration bahnspezifischer Dienste

17 GSM-R Leistungsmerkmale GSM Public Flächenversorgung Antennenöffnungswinkel von max. Geschwindigkeit im Netz bis ca. 250km/h GSM-R Linienversorgung (Strecke) Antennenöffnungswinkel von max. Geschwindigkeit im Netz bis ca. 500km/h 58 Frequenzen/Provider 19 Frequenzen Erweiterte Sprachdienste Funktionale u. ortsbezogene Adressierung Priorisierung und Verdrängung von Rufen Verschiedene Provider, Millionen Kunden Das Netz der Eisenbahnen 17

18 Netzarchitektur und Netzwerkmanagement Netzbetrieb- und Überwachung: 1 NMC Network Management Center Berlin 4 NOC Operation & Maintenance Center Hannover Essen Frankfurt Stuttgart SDH München Berlin Leipzig BTS Netzelemente: 7 MSC Mobile Switching Center Ebene, 1 MSC je Betriebszentrale 63 BSC Base Station Controller Ebene BTS Base Transceiver Station Ebene SDH Berlin LWL BTS BTS BTS SDH BTS BTS BTS BTS BTS Kupfer BTS BTS 18

Netzelemente: 7 MSC Mobile Switching Center Ebene, 1 MSC je Betriebszentrale 63 BSC Base Station Controller

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