SAFE4RAIL setzt Konvergenz in den Mittelpunkt des TCMS der nächsten Generation
Das TCMS – Train Control and Management System – wird oft als das „Gehirn des Zugs“ bezeichnet. Ironischerweise bleibt TCMS jedoch weit hinter den Standards der intelligenten Technologie zurück. Die bestehenden Lösungen sind komplex und kostspielig und unterscheiden sich zwischen den einzelnen Zugherstellern deutlich. Die Wahrheit ist: Während elektronische Hardware und Software sich in immer schnellerem Tempo weiterentwickeln, ist TCMS ein Nischenmarkt, und dadurch geschieht die Aufnahme neuartiger Technologien deutlich langsamer. „Wir betrachten hier einen stark fragmentierten Markt mit einer hohen Systemkomplexität. Kombiniert man dies mit der langen Entwicklungszeit, die erforderlich ist, um „praxisbewährte“ Lösungen anzubieten, dann kann man leicht verstehen, warum Schienenverkehrssysteme bei neuartigen technologischen Weiterentwicklungen nur eine bescheidene Rolle spielt“, meint Arjan Geven vom österreichischen Unternehmen TTTech. Im Jahr 2018 bestehen die meisten Züge noch immer zu großen Teilen aus einem riesigen Spinnennetz aus Systemen und Anwendungen, die kaum miteinander kommunizieren. In der Vergangenheit hat jedes einzelne Teilsystem in einem Zug seine eigene elektronische Architektur genutzt, um das Zertifizierungsverfahren zu vereinfachen (das Gleiche gilt für Berechnungen, bei denen jede Anwendung ihren eigenen Computer mit sehr begrenzter Interoperabilität betreibt). Während Signale nach und nach in zahlreiche Busprotokolle und Kommunikationssysteme integriert werden, haben die Einhaltung nationaler Vorschriften und die Kosten der Anwendung nach wie vor Priorität, was zu Lasten der Wartungsfreundlichkeit und Aufrüstbarkeit geht. Das SAFE4RAIL-Projekt (SAFE architecture for Robust distributed Application Integration in roLling stock), das Geven im Namen eines Konsortiums von 11 Partnern koordiniert, zielt darauf ab, dieses Problem mit einem Fokus auf Konvergenz zu lösen. „Unser Ziel ist es, den Bedarf nach all diesen maßgeschneiderten Insellösungen zu eliminieren und die Zugfunktionen in einer gemeinsamen Plattform zu vereinen“, erklärt er. Diese gemeinsame Plattform wird als integrierte Modulplattform oder IMP bezeichnet. Sie besteht aus zwei Hauptteilen: aus Rechnersoftware und einer Kommunikationsplattform, die jeweils offen und interoperabel sind. Das oberste Ziel des Konsortiums besteht darin, die IMP zu einem Eckpfeiler des TCMS der nächsten Generation zu machen, damit dort die kritischsten Anwendungen des Zuges in Erfüllung der höchsten Zertifizierungsanforderungen untergebracht werden können. Neben der IMP selbst entwickelt SAFE4RAIL auch spezifische Technologien, welche die Virtualisierung der Testverfahren unterstützen. „Das Testen auf der Schiene und mit realer Hardware ist komplex und teuer“, so Geven. „Man muss die gesamte Ausrüstung an einen physischen Ort transportieren, Räumlichkeiten anmieten, umfangreiche Testausrüstung montieren und so weiter. Unsere Reihe an Kommunikationsemulatoren macht es möglich, virtuelle und reale Komponenten miteinander zu verbinden, so dass Tests von Hardware in the Loop (HIL) und Software in the Loop (SIL) sowohl mit realen als auch mit simulierten Hardware-Komponenten und -Anwendungen durchgeführt werden können. Die Technologie kann verschiedene Teststandorte miteinander verbinden und simuliert ihre physische Präsenz am selben Ort.“ SAFE4RAIL entwickelt außerdem einen Prüfstand für die Kommunikation zwischen Zug und Boden, um das Testen von im Zug montierter und am Boden befindlicher Ausrüstung zu unterstützen und sicherzustellen, dass Umsetzungen verschiedener Hersteller interoperabel sind. Solche Tests werden derzeit in enger Zusammenarbeit mit vier Herstellern durchgeführt. Das Projekt läuft noch vier Monate, ehe es abgeschlossen ist, doch vor diesem Hintergrund ist es schwer, seinen künftigen Erfolg vorherzusagen. Wie Geven herausstellt, spiegelt der Wert der IMP direkt die Anzahl der Interessengruppen, die sie unterstützen, wider. „Da es im gemeinsamen Interesse der Hersteller liegt, Kosten zu sparen, haben sie sich in CONNECTA, dem Schwesterprojekt von SAFE4RAIL, zusammengefunden. Die starke Zusammenarbeit zwischen CONNECTA und SAFE4RAIL ist der Schlüssel zu dieser Aufnahme.“ Sobald SAFE4RAIL abgeschlossen ist – und sofern es sein Ziel der Entwicklung der IMP-Blaupausen erreicht – besteht der nächste Schritt darin, die Lösung in Hardware- und Software-Prototypen und -Vorführelementen umzusetzen. „Wir möchten diese Prototypen innerhalb der zwei Jahre nach SAFE4RAIL weiterentwickeln und dann Interoperabilitätstests durchführen. Diese Prototypen können dann innerhalb der darauf folgenden zwei bis fünf Jahre weiter zu Produkten entwickelt und dann 2022–2024 auf den Markt gebracht werden“, schließt Geven.
Schlüsselbegriffe
SAFE4RAIL, Schiene, TCMS, Zug, integrierte Plattform, Gehirn des Zuges, Kommunikation, Berechnung
