Öffentliche präsentation der zwischenergebnisse der studie ... · Öffentliche präsentation der...
TRANSCRIPT
Öffentliche Präsentation der Zwischenergebnisse der Studie
„Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines
digitalen automatischen Kupplungssystems für den
Schienengüterverkehr“
Im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI)
Berlin, den 10. Dezember 2019
1© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
2© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Agenda
DAK als Baustein für die Digitalisierung und Automatisierung des SGV -
Nutzen DAK und Herausforderungen bei der Migration einer DAK in Europa
A
Technik DAK: Herausforderungen und Lösungsansätze
B
Betrieb DAK: Herausforderungen und Lösungsansätze
C
Finanzierung und Organisation DAK: Herausforderungen und Lösungsansätze
D
3© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Automatische Kupplungen wurden weltweit seit Ende des
19. Jahrhunderts im SGV eingeführt – nur nicht in Europa
Schraubenkupplung Automatische Kupplung
Mischsystem SK/AK Sonstige (z.B. Hakenkupplung)
1893
AAR
1935-1957
SA3
1925
AAR
Iran
aktuelle
Migration
SA3
1960/70
AK69/
Intermat
1990/2000
Z-AK
4© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Mittlerweile haben sich aber die Rahmen-
bedingungen im SGV in Europa deutlich geändert…
Frühes 20. Jahrhundert
Automatische Kupplung (AK)
zur Reduzierung von
Rangierunfällen
Spätes 20. Jahrhundert
AK zur Produktivitätssteigerung
im Rangierbetrieb
21. Jahrhundert
Digitale Automatische Kupplung
(DAK) als Voraussetzung zur
Automatisierung und Digitalisierung
des SGV in Europa
Mit zunehmender Digitalisierung und Automatisierung im Bahnbetrieb sind viele Anwendungen in Entwicklung, die es
ermöglichen werden, die Attraktivität und Produktivität des Schienengüterverkehrs deutlich zu steigern.
Folgende Voraussetzungen müssen dafür erfüllt sein:
Ausreichende
Energieversorgung
Sichere Daten-
kommunikation
Automatisches
Kuppeln/Entkuppeln
+ + =Digitale Automatische
Kupplung DAK mit
Strom- und Datenleitung
5© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Im Sektor Schienengüterverkehr wird die Einführung
einer Digitalen Automatischen Kupplung (DAK) Typ 4 verfolgt
Partielle Digitalisierung
SGV mit Behelfsmitteln
Voll-
automatisierter
SGV
Teil-
automatisierter
SGV
Manueller
SGV
Digitalisierung SGVUmfassende
Digitalisierung SGV
Automatisches Kuppeln von
Luft-, Strom- und
Datenbusleitung
ep-Bremse
Entkuppeln teilautomatisiert
Automatisches Kuppeln von Luft- und
Stromleitung
ep-Bremse
Entkuppeln teilautomatisiert
Automatisches Kuppeln von
Luftleitung
Entkuppeln teilautomatisiert
Automatisches, mechanisches Kuppeln
Kuppeln Luftleitung und Entkuppeln manuell
Schrauben-
kupplung
Automatisches Kuppeln von Luft-, Strom-
und Datenbusleitung
ep-Bremse
Automatisches Entkuppeln
ferngesteuert
DAK
5*
DAK
4
DAK
3
AK
2AK
1SK
Kosten je Kupplung
Nu
tze
n / A
uto
ma
tis
ieru
ng
sg
rad
* Eine DAK Typ 5 gibt es bisher noch nicht für den SGV
6© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Die DAK für den SGV birgt große Potenziale für verschiedene
Stakeholder
Eisenbahninfrastruktur-unternehmen (EIU)
Eisenbahnverkehrs-unternehmen (EVU)
Wagenhalter Verlader
Effizienz-
steigerung
Enabler-
Funktion für
Automatisierung
SGV
Sicherheit, Lärm,
Energie
Erhöhung Trassen-
kapazität durch
längere, schwerere,
schnellere Züge,
Erhöhung Kapazität
RBF
Zugintegritätsprüfung
als Voraussetzung für
ETCS-Level 3
Erhöhung
Entgleisungs-
sicherheit
Reduzierung
Rangieraufwand;
längere, schwerere,
schnellere Züge,
Erhöhung System-
geschwindigkeit
Automatisierter
Bahnbetrieb, z.B
autom. Bremsprobe,
Wagenreihung,
Überwachung
Komponenten,…
Arbeitssicherheit
Rangieren, Entgleis-
ungssicherheit,
Reduzierung Lärm-
emissionen, höhere
Rekuperation Energie
Reduzierung
Instandhaltungs-
aufwand Radsätze/
Puffer
Erhöhung
Wagenverfügbarkeit
durch Predicive
Maintenance
Erhöhung
Entgleisungs-
sicherheit,
Reduzierung Lärm-
emissionen
Höhere Zuladung je
Wagen/Zug; Steigerung
Attraktivität SGV
zwecks Modal Shift
Steigerung Attraktivität
SGV durch Telematik
und Automatisierung
Arbeitssicherheit
Rangieren im
Gleisanschluss
7© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Die DAK unterstützt u.a. auch die Digitalisierung und Automatisierung
von manuellen Tätigkeiten bei der Zugvorbereitung
Tätigkeiten und Laufwege Lokrangierführer (LRF) im Gleisanschluss (heutiger Prozessablauf)
Lrf prüft Übereinstimmung der Wagen vor Ort mit der Bedienliste (ggf. Wagen aussortieren)
Eingabe der Wagennummern in Bedienliste (MPS)
Lrf läuft mit Funkfernsteuerung von Wagen zu Wagen, durch Beidrücken erfolgt sukzessive Kuppeln der Lok mit den weiteren Wagen
Bremse anlegen per Funkfernsteuerung, anschließend Prüfung, ob Bremse angelegt ist und Zustand der Bremse
Lösen der Bremse per Funkfernsteuerung, anschl. wechseln der Zugseite und Prüfung, ob Bremse gelöst ist und Zustand der Bremse. Anbringen Zugschlusssignal.
Laufweg zurück zum Triebfahrzeug und Abfahrt
Zwischenschritt:Kuppeln von Tfz. an ersten Wagen
1 2
3
5
4
6
8© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Die manuellen Tätigkeiten bei der Zugvorbereitung betreffen nicht nur
den EWLV – auch Ganzzüge und KV mit hohem manuellen Aufwand
*Im Einzelwagenverkehr, insb. in Zugbildungsanlagen, sind die manuell durchzuführenden Tätigkeiten noch wesentlich umfangreicher als oben dargestellt.
Ganzzug Automotive
Umlauf
Ganzzug Rohstoff / Bulk
Umlauf
KV-Seehafen-
hinterlandverkehr
Umlauf
KV Kontinentalverkehr
Umlauf
Ganzzug Rohstoff
Umlauf
Wagengruppenverkehr Stahl
Umlauf
Lok
ankuppeln
Lok
entkuppeln
Wagen
ankuppeln
Wagen
entkuppeln
Zugdaten
behandeln
Zugdaten
aufnehmen
Wagen-
listen
drucken /
abgeben
Wagen-
technische
Unter-
suchung
Brems-
probe
durch-
führen
29x
14x
8x
8x
12x
22x
12x
8x
8x
10x
22x
13x
7x
30x
-
6x
12x
7x
30x
-
6x
12x
3x
6x
4x
2x
2x
2x
3x
6x
4x
2x
2x
2x
3x
3x
4x
2x
2x
2x
3x
3x
4x
2x
2x
2x
5x
6x
9x
7x
4x
23x
Verkehr
Tätigkeit
9© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Insgesamt wurden 28 Use Cases der DAK in den Kategorien Effizienz-
steigerung, Sicherheit, Markt und Enabler-Funktion identifiziert
Effizienzsteigerung - Effekte aus DAK Sicherheit / Personal – Effekte aus DAK Automatisierung / DAK als Enabler
Reduzierung des man. Rangieraufwands Erhöhung Arbeitssicherheit für Rangierpersonal Automatische Bremsprobe
Reduzierung Rangieraufwand durch Entfall
Beidrücken Güterwagen nach Ablaufberg
Aufrechterhaltung Rangierbetrieb bei Personal-
rekrutierungsschwierigkeitenAutomatische Berechnung Bremsvermögen
Beschleunigung Rangiervorgänge und Erhöhung
Systemgeschwindigkeit im SGV
Erhöhung Rekuperation durch veränderte
Längsdynamik
Conditioned based maintenance über on-board
Zustandskontrolle Komponenten
Bildung von längeren ZügenEntfall Batterie-Tausch für Telematik-Geräte durch
Verwendung Stromleitung
Bildung von schwereren ZügenErhöhung Systemgeschwindigkeit durch Wegfall
Umstellen Bremshebelstellung „P“ oder „G“
Erhöhung Fahrgeschwindigkeit durch Nutzung
Bremsstellung "P"Zugintegritätskontrolle
Reduzierung Instandhaltungsaufwand: verringerter
RadsatzverschleißLadungsüberwachung/Beladungsüberwachung
Reduzierung Instandhaltungsaufwand: Entfall
Pufferverschleiß und -schmieren ep-Bremse
Reduzierung Instandhaltungsaufwand Infrastruktur Entgleisungsdetektion
Reduzierung Wagengewicht / Erhöhung Zuladung
durch Einsparung Puffer
Markt – Effekte aus DAK und
AutomatisierungErfassung der Wagenreihung
Reduzierung Wagengewicht durch veränderte
Konstruktion
Erschließung neuer Marktsegmente aufgrund
schnellerer Transport-/UmlaufzeitenErfassung der Bremszustände
On-Board Detektion Heißläufer
10© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
In den letzten Jahren gab es bereits diverse Aktivitäten
mit Bezug zur Digitalen Automatischen Kupplung
AK Typ 2 Demonstrator („5L“-demonstrator“)
Rollout AK Typ 2 in 100 Intermodalwagen im April 2019
Ausstellung der Prototypen DAK Typ 4 Voith/Wabtec auf der Messe transport logistic im Juni 2019
AK Typ 2 Demonstrator (Projekt „Innovativer Güterwagen“)
Projekt „Digitale Automatische Kupplung zur Automatisierung des Schienengüterverkehrs in Europa“
CAF: Entwicklung DAK Typ 4 SA3
Dellner: Entwicklung DK Typ 4 Scharfenberg
Voith: Entwicklung DAK Typ 4 Scharfenberg
Wabtec: Entwicklung DAK Typ 4 Schwab
Trafikverket Mitglied des Shift²Rail-Projekts zur DAK
Demonstrator-Projekt von verschiedenen DAK Typ 4 in Schweden 2020
Green Cargp als EVU für den Demonstrator-Betrieb
TIS Positionspapier zur DAK im Herbst 2018
TIS Weißbuch „Intelligenter Güterzug“ (inkl. DAK) im Juni 2019
AK Typ 2 Demonstrator (Projekt „Innovativer Güterwagen“ 2017-2019) mit Ausstellung AK Typ 2 auf Innotrans 2018
DAK als Teil des Masterplans Schienengüterverkehr
Studie Migrationsstrategie DAK
11© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Das BMVI hat im Juni 2019 eine Studie „Migrationsstrategie
DAK“ mit folgenden Inhalten in Auftrag gegeben
AP 1: Marktüberblick /
Stand der Technik
AP 2: Migrationskonzept AP 3: Handlungsempfehlungen
1. Umrüstbedarf GW / TFZ,
Kosten Migration DAK,
Nutzenpotenziale DAK
2. Stand der Technik DAK
3. F&E-Aktivitäten DAK
4. Nationale und EU-weite
rechtliche Rahmenbedingungen
DAK
5. Identifikation relevante
Stakeholder
6. Pläne der Stakeholder zur
Einführung DAK
7. Standards bei der Strom- und
Datenversorgung
1. Sektorweiter Einigungsprozess
auf einen Kupplungstypen DAK
2. Rahmenbedingungen zur
Etablierung eines Standards
3. Aufwärts-/Abwärtskompatibilität
der. DAK-Typen (1 bis 5)
4. Parallelbetrieb DAK/SK*
5. Organisationsmodell Roll-out
DAK
6. Finanzierungs-/
Kostenverteilungsmodell
7. Rechtliche/ordnungspolitische
Auswirkungen einer Migration
1. Entwicklung einer Roadmap
Migration DAK
2. Empfehlungen für die
Unterstützung von F&E,
Piloten, Roll-out durch das
BMVI
3. Identifikation Umsetzungs-
hindernisse und Vorschläge zur
Beseitigung der Hindernisse
* SK = Schraubenkupplung
12© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
hwh arbeitet mit vier Unterauftragnehmer zusammen;
Laufzeit Studie von Juni 2019 bis Juni 2020
AuftragnehmerProjektleiter: Hagenlocher
Inhalte: Koordination / inhaltliche Bearbeitung
Stakeholdermanagement
Unterauftrag-
nehmer
Projektleiter: Prof. König
Inhalte: Simulation Parallelbetrieb DAK/SK in ZBA
Projektleiter: Prof. Hecht
Inhalte: Stand der Technik, F&E-Aktivitäten,
rechtliche Rahmenbedingungen DAK
Projektleiter: Prof. Witte
Inhalte: Standards bei Strom-/Datenversorgung
Projektleiter: Dr. Kehrmann / Galonske
Inhalte: Organisationsmodell Roll-out DAK,
Finanzierungs-/Kostenverteilungsmodell
Bearbeitungs-
zeitraum
06/2019 – 06/2020
Öffentliche Zwischenpräsentation 10.12.2019
Öffentliche Abschlusspräsentation vsl. 10.06.2020
13© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Im Rahmen der Studie wurde eine Kosten-/Nutzenabschätzung
für die Migration einer DAK mit folgenden Parametern erstellt
Altersverteilung der
Güterwagen
Anteil umrüstbarer
Güterwagen
Anzahl Güterwagen
für Umrüstung
Anzahl Triebfahrzeuge für
UmrüstungBeschaffungskosten DAK
und Hybridkupplung /
Kosten Automatisierungs-
komponenten
Umrüstkosten DAK und
Hybridkupplung
Anzahl Neubauten
Güterwagen p.a.Produktionskapazitäten
DAK-Hersteller
Werkstattkapazitäten für
UmrüstungenMigrationszeitraum Use Cases DAK und
Potenzialabschätzung
14© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Bei einer Migration DAK in EU28 zzgl. NO, CH sollten
zwischen 432.000 bis 485.000 Güterwagen ausgerüstet werden
Alle Daten für EU28 zzgl. Norwegen und Schweiz1 TÜV Rheinland Intertraffic GmbH, Quantifizierung des Umrüstbedarfs der Güterwagenflotten in Deutschland und den Mitgliedsstaaten der Europäischen Union für verschiedene rechtliche Szenarien, 2018.2 Verzeichnis des Allgemeinen Vertrags für die Verwendung von Güterwagen (AVV), Stand September 2019. 3 Fallstudie bei sechs großen Güterwagenhaltern zeigt, dass ca. 95%-98% der jeweiligen Güterwagen technisch einen UIC Einbauraum für eine AK vorhalten. Daher wurde die Annahme getroffen, dass 95%
der Güterwagen grundsätzlich technisch auf eine DAK umrüstbar sind.4 Annahme in Absprache mit sechs großen Güterwagenhaltern, dass ca. 10-20% der technisch umrüstbaren Güterwagen aus wirtschaftlichen Aspekten nicht mit DAK umgerüstet werden, z.B. aufgrund Alter
des Güterwagens und perspektivischer Ausmusterung oder aufgrund geringer jährlicher Laufleistungen oder nur saisonaler Einsatz.
Gesamtbestand
Güterwagen EU 28
zzgl. NO,CH
Anzahl Güterwagen
mit Normalspur inkl.
umspurfähiger
Güterwagen EU 28
zzgl. NO, CH
Anzahl Güterwagen
im Allgemeinen
Verwendungsvertrag
für Güterwagen AVV
Anzahl technisch
umrüstbarer GW im
AVV (95% von
Bestand im AVV)
Anzahl Güterwagen,
die tatsächlich
umgerüstet werden
(ca. 80% bis 90% der
technisch umrüst-
baren Güterwagen
im AVV)
712.2651 642.2871 568.0002 540.0003 432.000 bis
485.0004
Zusätzlich sollten ca. 17.000 Triebfahrzeuge mit DAK-Hybridkupplungen ausgerüstet werden.
Vorläufige Zahlen
15© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Die Einführung einer DAK muss unbedingt auf
europäischer Ebene erfolgen
SE-DE 1,8
DE-SE 1,4
PL-DE 4,6
DE-PL 2,7
CZ-DE 3,6
DE-CZ 3,6
HU-DE 0,9
DE-HU 1,3AT-DE 6,3
DE-AT 7,0
IT-DE 10,7
DE-IT 14,2
CH-DE 1,8
DE-CH 4,8
FR-DE 1,8
DE-FR 2,3
BE-DE 3,8
DE-BE 2,8
NL-DE 16,6
DE-NL 3,0
Quelle: destatis 2017
Von-Nach in Mio. to.
Dicke des Pfeils:
1 Mio. to. = 0,1cm
Schienengüterverkehr von/nach Deutschland
größer eine Millionen Tonnen p.a.
TOP 10 Ländermärkte im Import/Export
auf der Schiene von/nach Deutschland
Schienengüterverkehr ist vor allem europäisch:
Die DAK muss daher auf europäischer Ebene
eingeführt werden.
ca. 51% des
Schienengüter-
verkehrs in
Deutschland ist
international
16© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Dabei sollten die für die wesentlichen europäischen SGV-
Märkte benötigten Güterwagen mit DAK ausgestattet werden
BE
55 Mio. to.
TOP Märkte SGV Normalspur Kontinentaleuropa
Transportvolumen SGV in Millionen Tonnen(Eurostat | Zahlen von 2016)
CZ
98,0 Mio. to.
DE
363,5 Mio. to.
FR
89,1 Mio. to.
IT
92,9 Mio. to.
HU
50,0 Mio. to.
NL
42,6 Mio. to.
AT
102,8 Mio. to.
PL
222,5 Mio. to.
SE
67,5 Mio. to.
CH
67,8 Mio. to.RO
52,6 Mio. to.
BG
14,2 Mio. to.
DK
9,3 Mio. to.
HR
9,9
Mio. to.
LUX
4,5 Mio. to. SK
47,5 Mio. to.
SI
18,6
Mio. to.
NO
33,2 Mio. to.
Schätzungsweise
477.000 Güterwagen
kommen in den
dargestellten SGV-
Märkten zum
Einsatz*
* Schätzung: ca. 1,7 Mrd. to. wurden im Jahr 2016 gem. Eurostat in EU28 zzgl. CH/NO auf der Schiene transportiert. 568.000 Güterwagen sind im AVV registriert. Rechnerisch transportiert jeder
Güterwagen pro Jahr ca. 3.021 to. (1,7 Mrd. to. geteilt durch 568.000 Güterwagen). Für die dargestellten Transportmärkte werden somit ca. 477.000 Güterwagen für den Transport der Güter benötigt.
Hersteller / Industrie
Amsted Rail
Axtone
CAF
Dellner
Knorr-Bremse
Les Appareils Ferroviaires
(LAF)
Miner Enterprises
Siemens
Voith
Wabtec
17© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
In den ersten Monaten der Projektbearbeitung konnten viele
Gespräche mit europäischen Stakeholdern zur DAK geführt werden
EVU / Wagenhalter
BASF
DB/DB Cargo
Ermewa
GATX
Grup Ferroviar Roman
hvle
Mercitalia
Rail Cargo Austria
SBB Cargo
SNCF Fret
Touax
VTG
Wascosa
ZSSK Cargo
Gespräche in Planung:
CD Cargo (CZ),
CFR Marfa (RO), PKP Cargo (PL)
Verbände
Allianz pro Schiene
Netzwerk europäischer
Eisenbahnen
VDV
VPI
UIP
UIRR
Gespräche in Planung:
VDB
CER / UIC
UNIFE
Sonstige
Trafikverket
Shift²Rail
Behörden
EBA
ERA∑ ca. 450.000
Güterwagen
18© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Bezüglich der Migrationsdauer wurden verschiedene
Szenarien aufgestellt – Basisszenario 6 Jahre
4 8 12 16 20
Migrationsdauer in a
4 8 12 16 20
4 8 12 16 20
4 8 12 16 20
Basisszenario:
Umrüstung innerhalb eines Revisionszyklus
Migrationsdauer 6 Jahre
Szenario 2:
Umrüstung innerhalb eines verlängerten Revisionszyklus
Migrationsdauer 8 Jahre
Szenario 3:
Umrüstung innerhalb einer langen Migrationsdauer
Migrationsdauer 20 Jahre
Szenario 4:
Umrüstung innerhalb einer kurzen Migrationsdauer
Migrationsdauer 1 Jahr
Anzahl Neubauten Güterwagen p.a.: ca. 170.000
Anzahl Autom. Kupplungen p.a.: ca. 340.000
Bei Migrationsdauer 6a und ca. 432.000 bis
485.000 umzurüstenden Güterwagen ergibt sich
ein Bedarf von ca. 864.000 bis 970.000 Stück
DAK.
Bei linearem Umrüstungsverlauf ergibt sich ein
jährlicher DAK-Bedarf von ca. 144.000 Stück bis
ca. 162.000 Stück.
Die weltweiten Produktionskapazitäten müssen
dementsprechend deutlich ausgeweitet werden.
19© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Weltweit werden bereits heute mindestens 340.000 Stück
Automatische Kupplungen p.a. für Güterwagen gebaut
1 Ganz Nordamerika, GUS-Staaten, China, Japan, Australien – Quelle Gespräche mit TIS Wagenhaltern2 Quelle:http://www.rail-assets.de/werkstaetten,478.html, nicht alle Werkstätten im SGV tätig.
Produktionskapazitäten weltweit1 Werkstattkapazitäten europaweit
Werkstätten in Europa: 6942
Arbeitsaufwand Einbau je GW: 16h
Arbeitsaufwand Einbau je Tfz: 40h
Gesamtarbeitsaufwand
im Migrationszeitraum: 8,4 Mio. h (Basis 485.000 GW, 17.000 Loks)
Arbeitsaufwand p.a. 1,4 Mio. h(bei 6a Migrationsdauer)
Bei einer Jahresarbeitszeit von 1.500 h
entspricht dies einem Personaleinsatz i.H. von
ca. 933 Werkstattpersonalen europaweit
20© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Größte Herausforderung bei der Migration ist der langsame
Hochlauf des Nutzens bzw. der Ergebniswirkung
Die Nutzenverlaufkurve bei Migration DAK führt zu langen Amortisationsdauern
und zu einer Benachteiligung der First Mover (ab Phase 2 in Diagramm)
21© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Herausforderungen bei der Einführung einer DAK in den
europäischen Schienengüterverkehr
Technik
1. Einigung auf einen Standard DAK
2. Erfüllung aller zulassungsrechtlichen
Voraussetzungen
3. Einigung auf einen Standard Stromversorgung /
Datenkommunikation
1 Betrieb
1. Parallelbetrieb DAK / Schraubenkupplung
2. Einigung auf standardisierte Betriebskonzepte
und -regelungen
3. Diskriminierungsfreie und flachendeckende
Verfügbarkeit von Adaptern/Kuppelwagen
2
Finanzen
1. Lange Amortisationsdauer DAK
2. Länderspezifische Unterschiede bei
Wirtschaftlichkeit Migration DAK
3. Unzureichende Finanzkraft im Sektor, um
Investitionen in DAK zu tätigen
3 Organisation
1. Migration DAK erfordert eine europäische
Koordinationsstelle – Einigung auf Ansiedlung,
Aufgaben, Befugnisse erforderlich
2. Standards für Technik/Betrieb DAK müssen
europaweit einheitlich erstellt und verbindlich
eingeführt werden
4
22© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Agenda
DAK als Baustein für die Digitalisierung und Automatisierung des SGV -
Nutzen DAK und Herausforderungen bei der Migration einer DAK in Europa
A
Technik DAK: Herausforderungen und Lösungsansätze
B
Betrieb DAK: Herausforderungen und Lösungsansätze
C
Finanzierung und Organisation DAK: Herausforderungen und Lösungsansätze
D
23© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Voraussetzung für die Migration einer DAK:
ein europäischer Standard
Typ Scharfenberg Typ Schwab Typ SA3
Auf dem Weg zu EINER europäischen Standard-DAK muss ein Kupplungskopf ausgewählt werden.
Auf Basis des ausgewählten Kupplungskopfes müssen Schnittstellen (mechanischer Teil Kupplung/Waggon
und Waggon/Waggon, Luft-, Strom und Datenbusleitung) standardisiert werden.
Diverse Wagenhalter und EVU haben zusammen mit DAK-Herstellern
eine Industrieplattform initiiert, um einen DAK-Standard voranzutreiben.
Derzeit entwickeln vier Hersteller eine DAK Typ 4 Kupplung mit
verschiedenen Kupplungsköpfen
GATXErmewa
DB/DB Cargo
BASF
Wascosa
SBB Cargo
Rail Cargo Austria
VTG
24© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Teilnehmer der Industrieplattform DAK sind Kupplungshersteller,
Wagenhalter und Eisenbahnunternehmen
Voith GmbH & Co. KG
Wabtec Corporation
(Faiveley transport)
Dellner Couplers AB
Construcciones y Auxiliar
de Ferrocarriles (CAF)
Miner Enterprises Inc.
Les Appareils Ferroviaires
(LAF)
Knorr-Bremse Systeme für
Schienenfahrzeuge
Axtone S.A.
Amsted Rail
MSV Metal Studénka
DAK Hersteller Kupplungshersteller Wagenhalter / EVU
Offene Industrieplattform zur
Standardisierung DAK
mit Herstellern, EVU und Wagenhaltern
25© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Erstellung eines Konzeptes für die EU-weite Migration eines Digitalen
Automatischen Kupplungssystems (DAK) für den Schienengüterverkehr
Kupplungssysteme weltweit
Technische Herausforderungen DAK
Rechtlicher Rahmen Zulassung
Prof. Dr.-Ing. Markus Hecht
Berlin, den 10. Dezember 2019
26© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Weltweite Verteilung der Kupplungssysteme
Einsatz automatischer Kupplungen vor allem in
Flächenstaaten,
− z.B. RUS, CHN, AUS, USA, CAN
Einführung automatischer Kupplungen in der Regel in
Zeiten, in den die Eisenbahn alternativlos war
zwischen 1890 (USA) und 1957 (RUS)
Eigenschaften der Verkehre:
− Einheitliche Wirtschafträume \ große Distanzen
− Hohe Anhängelasten:
o schwere Güter (z.B. Montan)
o lange Züge >1000 m
Allgemein Weltkarte
1918:
Kaiserlicher Beschluss zur Einführung der AK
Beginn der Vorbereitungen
1925:
Einführung der Janney Kupplung
− Simultane Umrüstung aller Fahrzeuge
− Ersatz der Schraubenkupplung innerhalb von
wenigen Tagen
27© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Weltweite Verteilung der Kupplungssysteme
Erfahrungen bzgl. der Umstellung\Mischbetrieb
1924:
Entscheidung der Staatsbahn zur Einführung einer
AK → zunächst Willison für Schmalspur (1925
verworfen)
Motivation:
− Arbeitssicherheit und häufige Zugtrennungen mit
der Schraubenkupplung
− Einsatz stärkerer Triebfahrzeuge
1927 – circa 1939:
freiwillige Umrüstung auf Janney Kupplung,
Parallelbetrieb der Kupplungssysteme mit
Hybridkupplungen und\oder Kuppelwagen
Umrüstung von 350 – 3600 Wagen pro Jahr
Australien (Bsp. Bundesstaat Viktoria) Japan
Kupplungssystem:
SA3, Sk
Verkehre:
Umrüstungspläne von Sk auf AK nicht bekannt
SK- und AK-Verkehre primär getrennt
Güterwagenausrüstung mit Sk + Seitenpuffer o. SA3
Lokomotivausrüstung mit Hybridkupplung und
Seitenpuffer
28© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Weltweite Verteilung der Kupplungssysteme
Erfahrungen bzgl. der Umstellung\Mischbetrieb
Kupplungssysteme:
SA3, Unicoupler, Sk
Umrüstung:
seit circa 15 Jahren von Sk auf SA3
Umrüstungsstand: 98,3% (August 2019)
Umrüstung erfolgt zum Teil Flottenweise u.\o. im
Rahmen von natürlichen Wartungsintervallen
Bei Mischbetrieb werden Kuppelwagen eingesetzt
Iran Türkei
29© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Weltweite Verteilung der Kupplungssysteme
Europa
Kommerzielle Verkehre mit AK:
i.d.R. vereinzelt, abgeschlossen, spezialisiert oder auf Breitspur
Finnland
Mischbetrieb Sk\SA3
Schweden\Norwegen
Erzverkehre Lulea - Narvik
SA3
Baltikum
Ganzheitlicher Einsatz der
SA3
Deutschland
Vereinzelte
Kohle\Erzverkehre
C-AKv, AK69
Großbritannien
Vereinzelte
Kohleverkehre
Janney
Schweiz
Binnen-KV
Scharfenberg
Herausforderung –
Welches Kupplungsprofil?
30© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
+ einfacher Aufbau
+ Belastbarkeit
+ viele Hersteller
+ witterungsbeständig
+ Anschaffungskosten
+ Erprobt im SGV
- hoher Verschleiß - kleiner Greifbereich - fehlende Zentrierung
+ robust
+ Belastbarkeit
+ viele Hersteller
+ Mischbetrieb mit Sk
+ Erprobt im SGV
- hohes Gewicht
- Verschleiß
- Automatisierungs-
aufwand
+ leicht
+ Automatisierbarkeit
+ witterungsbeständig
+ geringer Verschleiß
+ erprobt im SPV
- vgl. geringe Lasten
- Greifbereich
- Anpassungen an
den SGV notwendig
+ Automatisierbarkeit+ viele Hersteller+ geringer Verschleiß+ erprobt im SPV
- Witterungsresistenz- Anpassungen an den SGV notwendig
Janney Willison Schwab Scharfenberg
Federpaket und Wagenkastenanbindung sind
entscheidend für:
− circa 2/3 des Gesamtgewichtes der Kupplung
− Greifbereich
− Dynamik des Zuges (Entgleisungssicherheit,
Verschleiß)
− Crash-Konzept der Fahrzeuge insbesondere der
Lokomotiven
31© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Herausforderung –
Wagenkastenanbindung – Federung
01.01. 1974 Inkrafttreten der Bauraumvorhaltung für
die AK (UIC 530 -1)
28.07.2006 Einführung der 1. TSI WAG
→ indirekte Aufhebung der Bauraumvorhaltung, durch
Verpflichtung zur Schraubenkupplung
Bauraum Wagenkasten Bedeutung / Einfluss der Schnittstelle
Beispiele für Federung und Wagenkastenanbindung
32© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Herausforderung –
Welches Automatisierungslevel der AK/DAK?
Typ 1 Typ 2 Typ 3 Typ 4 Typ 5
Mechan . Verbindung
Hauptluftleitung
Automatisierungslevel
Datenverbindung
Stromleitung
Automat . Entkuppeln
33© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Herausforderung –
DAK Typ 5
„Wir können uns ein Versagensverhalten wie beim Personenverkehr bei den Lokomotiven und
Triebzügen mit der gemischten Mehrfachtraktion nicht leisten“
Zuverlässigkeitsanforderungen:
• Witterungsbeständigkeit der mechanischen und pneumatischen Kupplung
• Kontaktstabilität der Strom und Datenleitung
• 98%ige Zuverlässigkeit, reicht nicht wegen der vielen Kuppelstellen
Betriebliche Handhabung:
• Mögliche Stellungen der Kupplung (Kuppelbereitschaft, Entriegelt, Pufferstellung)
• Löseverhalten (eine oder beide im Eingriff stehende Kupplungen)
Technische Anforderungen:
• Festigkeitsanforderungen (insb. Dauerfestigkeit)
• Federungsanforderungen
• Zukünftiger Fahrzeugabstand (Aerodynamische Optimierung des Zuges)
• Crash Anforderungen an Lokomotiven mit Mittelpufferkupplung? (Warten auf prEn15227:2016)
• RID\Explosionsschutz
Hemmnisse Einführung AK Typ 5
Warum AK Typ 4 und Typ 5?
Einheitlicher europäischer Betriebsstandard:
Alle betriebsrelevanten Funktionen\ Verhaltensweisen müssen definiert werden
Sicherheitsanforderungen für Fernentkuppeln unklar, → insbesondere für die Handhabung im Rangierbahnhof von der Infrastruktur aus
Zuverlässigkeit, Verfügbarkeitsanforderungen:
Softwarehandling darf Interoperabilität nicht einschränken (siehe ETCS Baselines), Abwärtskompatibilität der Software und der Kupplung
Rückfallebenen müssen definiert werden
Sicherheitsanforderungen gegen Angriffe von außen:
Schutz gegen Cyberangriffe muss gewährleitet sein
34© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Herausforderung –
Definition betrieblicher und technischer Anforderungen
Technische Auslegung
Anforderungen
Betriebliche
Handhabung
Zuverlässigkeit
Witterungsbeständigkeit der mechanischen und pneumatischen
Kupplung
Kontaktstabilität der Strom- und Datenleitung
Beispiel: 98%ige Zuverlässigkeit 36% Zuverlässigkeit pro Zug
bei 50 Wagen
Möglichkeit neuer Betriebskonzepte im Rangierbahnhof
Notwendigkeit von Kupplungsstellungen (Kuppelbereitschaft,
Entriegelt, Pufferstellung)
Umgang mit der Hauptluftleitung
Bedienbarkeit
Definition von Festigkeitsanforderungen (insb. Dauerfestigkeit)
Crash-Anforderungen
Explosionsschutz / RID
Interaktion UIC-Bremse/ep-Bremse
Zukünftiger Fahrzeugbestand
Strom- und Datenspezifikation
35© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Rechtlicher Rahmen in Europa –
Was gilt es zu beachten?
VO 2016/797
VO 2018/545
TSI
WAG, OPE, LOC&PAS u.a.
CSM
Gemeinsame Sicherheitsmethoden
NNTR
Nationale notifizierte technische Anforderungen
Anerkannten Regeln der Technik
ISO,EN,UIC, DIN u.a.
Netzzugangsgangkriterien
Nationale Anforderungen z.B. von DB Netz
Interoperabilitätsverordnung (Interop)
Durchführungsverordnung zur Interop
Technische Mindestanforderungen für die Interoperabilität
Risikomanagement\alternative
Sicherheitsnachweise
Weiterhin bestehende nationale Regeln,
(DAK: Elektromagnetische Verträglichkeit)
Entweder direkt in der TSI erwähnt
oder als Stand der Technik anerkannt
Europäische Regelpyramide
36© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Rechtlicher Rahmen in Europa –
TSI und Zulassung von Bestandswagen
Gibt es Konflikte mit den TSI?
Relevante TSI: WAG, LOC&PAS, OPE
Grundsätzlich gibt es keine Konflikte, gleichzeitig:
Verweis auf zahlreiche Normen\UIC-Merkblätter ohne
Berücksichtigung der AK
→ Anpassungen notwendig!
Umrüstung von Bestandsfahrzeugen
Herausforderung:
Neuzulassung von Bestandsfahrzeugen
Nicht notwendig, solange das Sicherheitsniveau nicht
beeinträchtigt wird
→ Risikobewertung (einmalig) schafft Abhilfe
TSILOC&PAS
WAG
OPE
37© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Rechtlicher Rahmen in Europa –
Normen mit AK-Relevanz
SonstigeMerkmal Normen
Isolationskoordination
Energieverzehr\Crash - Anforderungen EN 15227
Verpflichtend gemäß TSI Kein TSI Bezug
Zug-\Druckkräfte EN 12663
Auslenkwinkel
Kuppelgeschwindigkeit
Greifbereich
Luftleitungsdurchmesser
Umgebungsbedingungen
Brandschutz
Betriebliche Handhabung
EMV
EN 12663**
UIC 530-1
UIC 522
EN 16019*
EN 45545, EN 50355, EN 50343
UIC 524, UIC 530
EN 50125-1
ERA/ERTMS/033281 rev. 4.0
Schutz vor Risiken durch Elektrizität EN 50153
Entgleisungssicherheit EN 15839
Schnittstelle Fahrzeug
TSI WAG Anhang C
UIC 530-1
* nur für Typ 10
EN 15551
EN 50124-1
**indirekt aus der Norm abgeleitet
UIC 522, UIC 535-2
EN 15551, EN 15566
Gefahrgut RID, ATEX
38© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Rechtlicher Rahmen in Europa –
AK-Anforderungen für Gefahrguttransporte
Regelwerk für den Transport von Gefahrgut auf der Schiene
Fokussiert auf den Schutz des Tanks\Kessels
Anforderungen für die AK:
− Passive Sicherheitsvorrichtungen analog Crashpuffer, Aufkletterschutz z.T. notwendig → Crash-AK
− Keine Berücksichtigung von elektrischen Ausrüstungen
Enthält Anforderungen für die Einfahrt in
explosionsgefährdete Bereiche
Definition von Gefahrenzonen\Gerätekategorien in
Abhängigkeit der Explosionsgefahr
Anerkannte & Umfassende „ex-Schutz“ Anforderungen
an elektrische Komponenten in der IEC-Normreihe
60079
Transportsicherheit RID*
Betriebs-\Produktsicherheit ATEX**
* Règlement concernant le transport international ferroviaire des marchandises dangereuses
** Atmosphères explosibles
39© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Erstellung eines Konzeptes für die EU-weite Migration eines Digitalen
Automatischen Kupplungssystems (DAK) für den Schienengüterverkehr
Energie- und Datenübertragung im Güterzug
Prof. Dr.-Ing. Stefan Witte
Berlin, den 10. Dezember 2019
40© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Zielsetzung
Ziel
Definition der Energie- und Datenübertragung, um kostenoptimiertes, interoperables, sicheres und hoch
verfügbares System zu erhalten
Inhalte
Klärung der Anforderungen und Randbedingungen
(Datenrate, Zuglänge, Bremssystem, etc. )
Betrachtung aktueller Systemstandards (Bahn, Automobil, Automatisierung, IT)
Systemspezifikation von Energie- und Kommunikationssystem
Übersicht erforderlicher Aktivitäten zur Einführung eines Energie- und Datenmanagements für Güterzüge in
Europa
Basis
Die DAK mit Energie- und Datenübertragung ist grundlegend für neue Automatisierungen im
Schienengüterverkehr.
41© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Anwendungen
Anwendungen
Automatisiertes
Kuppeln/Entkuppeln
von Wagen
Zugtaufe und
Bremsprobe
Elektro-pneumatisch
gesteuerte Bremse
(EP-light),
Handbremse
Prüfung der
Zugintegrität
Wagendiagnose,
Ladegutdiagnose
Zugschluss-
beleuchtung
Aktorik / Licht
42© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Anforderungen an Energieversorgung
Ausgangsparameter
720 m Zuglänge nach Lok
50 Wagen
Durchgangswiderstand pro Steckkontakt 5mΩ (oder 7mΩ)
Explosionsgeschützte Ausführung z.B. für Kesselwagen (ATEX)
Minimale Konstellation etwa 30 Watt für einen kleinen
Wagen ohne Sonderfunktion
Steuerung, Kommunikation, Sensoren: 12 W
EP-Bremse (ein Ventil) : 9 W (Hinweis: keine
Dauerleistung)
Versorgung Telemetrie: 2 W
Batterieladung > 6 W
(Zugschlussleuchten am letzten Wagen 16 W)
Leistungsbedarf Kupplung (240 W für 5 s beim
Kuppelvorgang)
Netzteil mit Wirkungsgrad von 90 %
Reserve: 30%
=> Minimaler Energiebedarf von ca. 30 W oder 2,5
W/m Wagenlänge
Minimaler Energiebedarf von ca. 30 W oder 2,5 W/m Wagenlänge
43© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Spannungsbereiche
DC Industries
44© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Präferierte Lösung zur Energieversorgung
Energie-
versorgung
Eingangsspannung: 110 VDC (Toleranz: -0%, +5%), negative Toleranz sollte vermieden werden,
da Leistung sonst zu klein wird
Spannung am letzten Wagen: > 77 VDC (EN50155 Konformität)
Kabel: 16 mm²
Steckkontakte Energie: Auslegung für 22 - 25 mm² (ermöglicht zukünftig Reserven)
Spätere Erhöhung der Spannung bei Bedarf auf 150 VDC soll ohne technische Änderung an der
Kupplung möglich sein (64 Watt)
Steckkontakte so anordnen, dass eine spätere Spannungserhöhung möglich wird
(Isolationsanforderungen)
Elektrische Spannung im Wagen: 24 VDC (VDI/VDE Aktivitäten: Richtlinie für Bordstromnetz)
Gekuppelt IP54 / Ungekuppelt IP 55
45© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Konzept Energiesystem
Isoliertes Netz nach VDE0100:410
SELV: Hin- und Rückleiter galvanisch
vom Erdpotential und damit den
Wagenkasten isoliert.
Kupplung und E-Kupplung werden
niederohmig mit dem Wagenkasten
verbunden für Isolationsüberwachung
Einspeisesystem durch die Lok
(110 VDC, 70 A)
Elektrische Spannung im Wagen:
24 VDC
DC/DC Wandler, Batterie und
Managementsystem
Konzept
Energie-
system
46© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Kommunikation –
Grundlegende Funktionale Anforderungen
Systemfunktionen vor Fahrtbeginn / im Stillstand
Zugtaufe: Feststellung der Wagenreihung und
Richtung, Initialisierung
Einschalten der Zugschlussleuchten
Automatische Bremsprobe (Sensor an Bremsen)
Einschalten der Handbremse
Lösen der Handbremse
Signal zur Entkupplung
(Prüfung der Verrieglung der Kupplungen)
Sonstige Sensorik/Aktorik
Funktionen während der Fahrt
Zugintegritätsprüfung
(Ansteuerung des EP-Bremsventils)
Bremsdiagnose (z.B. HL-Druck und
Druckspeicher) und ggf. Bremsansteuerung
Sonstige Sensorik und Diagnosefunktionen
47© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Kommunikation – Randbedingungen
Anforderungsparameter
Anforderungen werden durch Standard-Kommunikationssysteme aus der Bahntechnik nicht erfüllt!
Datenrate mindestens 50-100 kBit/s
(Deckung zukünftiger Funktionen über 5G)
Protokoll-inhärente
VersionskompatibilitätHohe Zuverlässigkeit
Funktionale Sicherheit für
Zugintegritätsprüfung
Verfügbarkeit der Technologie
− State-of-the-Art
Technologie
− Lange Verfügbarkeit
Höchstens zwei Steckkontakte
für KommunikationsleitungenBusteilnehmer >50
Keine Single-Source-Lösung,
möglichst Industriestandard
Security/Manipulationssicherheit
48© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Kommunikation – System / Topologievarianten
Durchgehende Leitung / Shared Medium
Basierend auf Powerline Technologien
Segmentiertes System mit eigenem Buskabel
Basierend auf CAN-Technologie
Im Default durchgehende Busleitung zur
Vermeidung des Single-Point-of-Failure
System mit Technologiewechsel
Funkübertragung zwischen Wagen
(433 MHz, 2.4 GHz, 802.15.4-2011)
NFC
49© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Präferierte Herangehensweise Kommunikationssystem
Erstellung von tragfähigen Konzepten für
CAN, Powerline, Funk
Entwicklung von Einzel-
Konzepten zur
Realisierung eines
Testbetriebs
Schaffung einheitlicher
Bewertungsmetriken
für die Technologien
Etablierung einer AG
Kommunikationssystem
Begleitend: Standardisierungsarbeiten
Internationale Arbeitsgruppe aus Anwendern (EVU, Wagenhalter), Herstellern und unabhängigen
Gutachtern zur Entwicklung eines offenen Standards
50© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Grundansatz Lok
1500 VAC
Power Supply
&
Control
Power Distribution U=110 VDC, A<70 A
Brake System
& Diagnosis
Train
Driver UI
Train
Communication
Master
Communication Channel
Train Integrity
Control
Control &
Diagnosis
FBV
Internal Communication Bus
Brake Line (EP-Light,110 VDC)
Main Pressure Line
Brake Line (EP-Light, 110 VDC)
Power Distribution 110 VDC
Communication Channel
Main Pressure Line
51© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Grundansatz Wagen
EP-Light
ValveDC/DC
Wagon
Communication Node
Battery
24 VDC
Wagon Comm.
Bus
Light Mgmt …….
Train Integrity
Brake Line (EP-Light, 110 VDC)
Power Distribution 110 VDC
Communication Channel
Main Pressure Line
52© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Agenda
DAK als Baustein für die Digitalisierung und Automatisierung des SGV -
Nutzen DAK und Herausforderungen bei der Migration einer DAK in Europa
A
Technik DAK: Herausforderungen und Lösungsansätze
B
Betrieb DAK: Herausforderungen und Lösungsansätze
C
Finanzierung und Organisation DAK: Herausforderungen und Lösungsansätze
D
Auswirkungen des
Parallelbetriebes auf das
Netzwerk2
53© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Dabei wird ein Parallelbetrieb DAK mit Schraubenkupplung
während der Migrationsphase nicht zu vermeiden sein
Eine Digitale Automatische Kupplung (DAK) und eine Schraubenkupplung (SK)
sind nicht kompatibel – während der Migration ist ein Parallelbetrieb zu gewährleisten.
Parallelbetrieb im
Gleisanschluss
Parallelbetrieb in der
Zugbildungsanlage (ZBA)1
1 Darstellung am Beispiel Rbf Maschen aus www. trassenfinder.de der DB AG2 Darstellung eines exemplarischen Netzwerks
54© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Erstellung eines Konzeptes für die EU-weite Migration eines Digitalen
Automatischen Kupplungssystems (DAK) für den Schienengüterverkehr
Parallelbetrieb DAK - Schraubenkupplung
Prof. Dr.-Ing. Rainer König
Berlin, den 10. Dezember 2019
Ziel des Teilprojekts der TU Dresden ist die Simulation des
Parallelbetriebs von Schraubenkupplung (SK) und DAK in
einer Zugbildungsanlage.
55© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Anteil Wagen mit DAK [%]
Ra
ng
iera
ufw
an
d
Durch ZBA
nicht leistbar
0 % x1 % x2 % 100 %
Max. Leistungsfähigkeit
Betriebsstrategie A Betriebsstrategie B
→ Aufzeigen der Auswirkungen von Betriebsstrategien im Parallelbetrieb SK / DAK für
unterschiedliche Mischungsverhältnisse auf die Kapazität der ZBA
56© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Gegenwärtige Sicht auf mögliche Betriebsstrategien
Gemischte Verkehre
SK-Wagen und DAK-Wagen stellen
einzelne Gruppen in einem Zug dar.
Die Gruppen sind mit einem
Kupplungswagen verbunden.
Getrennte Verkehre
SK-Wagen und DAK-Wagen werden
verkehrlich getrennt.
Züge bestehen ausschließlich aus SK-
Wagen oder DAK-Wagen.
→ Im Folgenden werden gemischte Verkehre näher betrachtet.
SK-
Wagen
DAK-
Wagen LokKupplungs-
wagenSK-Wagen Lok
DAK-Wagen Lok
57© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Der Einsatz der DAK verändert maßgeblich die
Prozessketten der Zugauflösung und Zugbildung.
Einfahrgleis
EinfahrtLangmachen &
Entkuppeln
Prozess der Zugauflösung Status Quo
Prozess der Zugauflösung bei gemischten Verkehren (SK- und DAK-Gruppe in einem Zug)
Abdrücken über
Ablaufberg
Einfahrgleis
Einfahrt
Langmachen &
Entkuppeln SK-
Wagen
Abdrücken über
AblaufbergEntkuppeln DAK
Wagen
halbautomatisch
→ Zeitersparnis durch DAK Wagen (Typ 4) bei gemischten Verkehren durch
halbautomatisches Entkuppeln (u.a. Entfall Betreten Berner Raum)
58© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Durchführbarkeit und Auswirkungen eines Parallel-
betriebs werden im Rahmen der Studie untersucht
Richtungsgleis a)
Sammeln und
Kuppeln
SK-Wagen
Richtungsgleis b)
Sammeln und
autom. Kuppeln
DAK-Wagen
Gruppenbildung
mit Kupplungs-
wagen
Gruppenbildung
mit Kupplungs-
wagen
Ausfahrgleis
Zugbildung &
-bereitstellung
Wagen-
technische
Untersuchung
Bremsprobe Ausfahrt
Richtungsgleis
Sammeln und
Kuppeln
Ausfahrgleis
Zugbildung &
-bereitstellung
Wagen-
technische
Untersuchung
Bremsprobe Ausfahrt
Prozess der Zugbildung Status Quo
Prozess der Zugbildung bei gemischten Verkehren
Bereitstellung
Kupplungs-
wagen
Einsatz von Kupplungswagen bei gemischten Verkehren erforderlich
Zusätzlicher Aufwand für Zugbildungsloks durch Gruppenbildung
Erhöhter Bedarf an Richtungsgleisen bei gemischten Verkehren
Kuppeln für DAK Wagen erfolgt automatisch ohne Zeitbedarf
→ Derzeitige Validierung der Prozessketten durch Unternehmen im
Sektor SGV
→ Sicherstellung der Akzeptanz der Ergebnisse in Politik und Praxis
59© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Für eine belastbare Simulation des Parallelbetriebs von SK
und DAK in einer ZBA sind einige Szenarien aufzustellen.
Getrennte Systeme
Kupplungsstrategie mit
neuen Standard-
prozessen
Durchdringungsrate
bestimmter Verkehre
mit DAK
0 %
20 %
40 %
… %
Gemischte Systeme
(Kupplungswagen)
0 %
20 %
40 %
… %
Anpassung Zuggerüst
entsprechend
Durchdringungsrate &
Kupplungsstrategie
Szenario A1
Szenario A2
Szenario A3
Szenario An
Szenario B1
Szenario B2
Szenario B3
Szenario Bn
→ Nach derzeitiger Planung werden 41 Szenarien simuliert
60© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Für jedes Szenario werden die Auswirkungen auf den
Betrieb der Zugbildungsanlage mithilfe eines Simulations-
tools der TU Dresden identifiziert.
OutputInput
Prozesskette für
Zugbehandlung mit DAK-
Wagen in ZBA
Infrastruktur und
Ressourcen in der
Zugbildungsanlage
Standardprozessketten
für Zugbehandlungen in
ZBA
Simulations-
tool
TU Dresden
Zuggerüst für ZBA mit
Anteil DAK Wagen
Ressourcenauslastung
Infrastrukturauslastung
Machbarkeit des
Betriebsprogramms
Betriebsplan
→ Prüfung des Vorgehens anhand eines Proof of Concept
Prämissen
Ausstattung der Rangierloks und Kupplungswagen in der ZBA mit Hybridkupplungen
Einsatz des DAK-Typs 4 mit Pufferstellung und automatischer Wiederherstellung der Kuppelbereitschaft im
Richtungsgleis
Proof of Concept (PoC):
Untersuchung der Auswirkung einer branchenspezifischen Umrüstung: Automotive
Anzahl Automotive-Wagen in Datensatz > 200 Wagen
Untersuchung einer stufenweisen Umrüstung von 0%, 20%, 40%, 60% und 100% der Automotive-Wagen
Annahme einer zufälligen Verteilung des Umrüstungsstands der Automotive-Wagen innerhalb der Stufen (Worst
Case Szenario)
Datenbasis
Berechnung auf Grundlage realer Daten vom 18.03. – 20.03.2019 für die ZBA München-Nord
Datensatz mit 152 Zügen und > 3000 Transportaufträgen
→ Im Projekt: Erstmalige Abbildung des Parallelbetriebs von SK und DAK in ZBA mittels Simulation
→ Analyse erster Auswirkungen der Umrüstung der Automotive-Wagen auf den Betrieb in der ZBA
61© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Proof of Concept: Im Rahmen eines Basisszenarios soll
die Anwendbarkeit der Simulation für die ZBA
München-Nord gezeigt werden.
Es wurde mit der realen Datenbasis
die Anzahl notwendiger zusätzlicher
Gruppenbildung für die
Betriebsstrategie „gemischte
Systeme“ ermittelt.
62© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Erste Berechnungen im Rahmen des Proof of Concept:
Simulation des Parallelbetriebs bei unkoordinierter
stufenweiser Umrüstung der Automotive-Wagen.
Der definierte Sammelprozess auf
zwei Richtungsgleisen mit
anschließender Gruppenbildung wird
im Simulationstool korrekt
berücksichtigt.
63© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Erste Berechnungen im Rahmen des Proof of Concept:
Simulation des Parallelbetriebs bei unkoordinierter
stufenweiser Umrüstung der Automotive-Wagen.
Der Umrüstungsgrad der
Automotive-Wagen
beeinflusst die
Einsatzminuten der
örtlichen Ressourcen.
Für die Zugbildungsloks
erhöhen sich die
Leistungsminuten.
Kuppler und
Rangierarbeiter in der
Einfahrt werden hingegen
entlastet.
In den berechneten
Szenarien ist das Betriebs-
programm auf der
gegebenen Infrastruktur
vollständig durchführbar.
→ Die Ergebnisse zeigen, dass das Simulationstool der
TU Dresden die Prozesse im Parallelbetrieb von DAK und
SK in ZBA korrekt abbildet.
→ Auf dieser Basis können die weiteren Szenarien zur
Umrüstung berechnet werden.
64© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Nach der Validierung der ersten Ergebnisse werden die
weiteren Szenarien simuliert, analysiert und hinsichtlich
ihrer Wirkung auf die ZBA interpretiert.
Diskussion der Ergebnisse bisheriger Simulation
Abstimmung Parameter und Basisprozesse mit ausgewählten
Unternehmen des Sektors SGV
Einarbeitung der Hinweise aus der Praxis
Untersuchung der Umrüstung weiterer Branchen bei
gemischten Verkehren
Untersuchung einer alternativen Betriebsstrategie (getrennte
Verkehre)
Analyse und Interpretation der Rechenergebnisse
Ableitung von Schlussfolgerungen für Betriebsstrategien im
Parallelbetrieb Schraubenkupplung / Digitale Automatische
Kupplung in Zugbildungsanlagen
Gantt-Diagramm zur Arbeitsfolgen-
planung in Zugbildungsanlagen
65© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Agenda
DAK als Baustein für die Digitalisierung und Automatisierung des SGV -
Nutzen DAK und Herausforderungen bei der Migration einer DAK in Europa
A
Technik DAK: Herausforderungen und Lösungsansätze
B
Betrieb DAK: Herausforderungen und Lösungsansätze
C
Finanzierung und Organisation DAK: Herausforderungen und Lösungsansätze
D
66© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Erstellung eines Konzeptes für die EU-weite Migration eines Digitalen
Automatischen Kupplungssystems (DAK) für den Schienengüterverkehr
Finanzierungs- und Organisationsmodell Migration DAK
Dr. Titus Kehrmann
Boris Galonske
Berlin, den 10. Dezember 2019
67© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Volle Nutzenrealisierung erst bei hoher Migrationsdichte
Gesellschaftliche Vorteile,
z.B. höhere Kapazität, Wettbewerbsfähigkeit ggü. LKW,
CO2 Einsparungen und Einsparung von Infrastrukturkosten
Durchgehende Strom- & Datenverbindungen und darauf
aufsetzende Use Cases,
z.B. Zugintegritätskontrolle, elektropneumatische Bremsen
und Automatisierung
Effizienzsteigerung durch automatisierte Kupplungen,
z.B. reduzierter Rangieraufwand, beschleunigte Rangiervorgänge
und Sicherheit
MischbetriebVollst. Umrüstung
Erhebliche betriebs- und volkswirtschaftliche Nutzen ... ... aber erst bei hoher Umrüstungsdichte
0 25 50 75 100
hoch
68© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Die Nutzenrealisierung hängt zudem von dem spezifischen
Einsatz des Güterwagens ab
I IVIIIIIPhase
Umrüstungsdichte
Einsatz Wagen
geschlossen zunehmend frei disponiert
geringhoch
System
Quelle: hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH 2019
1) Netzwerkeffekte: Höherer Anteil automatisierte Kupplungen bei höherer Umrüstungsdichte
Netzwerk-
effekt1
Nutzen für jeden weiteren umgerüsteten Wagen (schematisch)
69
Hohes Investitionsvolumen für DAK je Güterwagen erfordert
Finanzierungslösung und „nutzenorientierte“ Kostenverrechnung
Umrüstkosten DAK für Bestandswagen
Investitionen je Wagen
(mit weiteren Automatisierungskosten)
Beschaffung
DAK
Umrüstung
Betrieb, Verw.,
Daten/Sensorik
Weitere Automa-
tisierungskomp. 1)
Implikationen, Beispiel frei disponierte Wagen,
Mischbetrieb Vollst. Umrüstung
1 Die Investitionen sollten langfristig finanziert werden,
da der Nutzen langfristig realisiert wird
2 «Nutzenorientierte» Kostenverrechnung, um
den Nachteil einer frühen Umrüstung
auszugleichen
€
€
Verlust bei früher Migration (frei disponiert)
und «festem» Mietsatz
Jahre
© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
70© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Um allen Beteiligten Sicherheit zu geben wurden Leitplanken
für die Umstellung auf DAK festgelegt
DAK Betreiber und (private) DAK Finanzierer
Verbindliche technische Standards, Governance für
die Weiterentwicklung der Standards und Betrieb
Verpflichtende Einführung nach
Übergangsphase
Berücksichtigung Beitrag zu den verkehrspolitischen
Zielen1
Ausgleich der Deckungslücke in der
Migrationsphase
Öffentliche Förderung
Zugang der europäischen Wagenhalter und EVUs
zu DAK mit nutzenadäquatem Kostensatz
Bilanz-, kapital- und liquiditätsschonende
Bereitstellung
Technologiesicherheit
Migrationssicherheit & Interoperabilität
LeitplankenVoraussetzungen
1 ) höhere Netzkapazität, CO2-Einsparung, bessere Wettbewerbsfähigkeit ggü. LKW
71© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
DAK Betreiber stellen die DAK bereit; dazu binden sie private
Finanzierung und öffentliche Förderung ein
€ €
Nutzenadäquate Abrechnung
DAK Finanzierung & Betrieb
Mischbetrieb Vollst. Umrüstung
Wagenhalter Finanz-
investoren
Strategischer
Investor
Öffentl. Hand
Einkauf
Finanzierung
Betrieb
Abrechnung
DAK Betreiber
Kapital
Nutzungsgebühr
Förderung
72© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Funktionsblöcke bestimmen die Zuordnung organisatorischer
Verantwortlichkeiten
Kommunikativ
Verkündung von
Sektorentwicklungen und Standards
(jeder im Rahmen seiner
Verantwortlichkeit)
Finanziell/ Administrativ
Finanzierung und Abrechnung der
DAK-Nutzung sowie der
Unterhaltsleistungen
Regulierend
Aufsicht über die Initiative,
Förderung, Standardsetzung wo
erforderlich sowie Unterstützung im
intern. Implementierungsdialog
Betrieblich
Vereinbarung Betriebsmodell und
Empfehlungen für Migration
Technisch
Festlegung Standard für die DAK
Icons: F
laticon
Funktionsblöcke mit neuen Organisationselementen (Vorschlag)
73© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Aufgaben
Executive
Board
Management
Board
«DAK» Technical
Standards
Council (TSC)*,**
European
Union
Railway
Agency
(ERA)
unterstützt
TSI***
berät
opt. existneu
Organisationseinheiten
* Alternativ – Zusammenführung mit einem betrieblichen Gremium innerhalb einer Organisation
** Federführende Verbandmitglieder bestehend z.B. aus UIC, UIP, ERFA, UNIFE, CER,……
*** Technische Standards, Implementierungsrichtlinien, Prozessdefinitionen (Betrieb und Instandhaltung), Verweis auf EN-Normen
«DAK» Technical Standards Council: Entwicklung und
Festlegung technischer Standards; Weiterentwicklung
Standards
Zielorganisation, technisch
Benennungsmechanismus
«DAK» Technical Standards Council
Verbände
Ggf. Ansiedlung bei der
Expertengruppe «TSI Wag»
und «TSI LOC»
Ein technisches Gremium entwickelt die DAK-Standards,
die in Form von TSI von der ERA formalisiert werden …
74© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
… während betriebliche DAK-Aspekte von einem spezialisierten
Gremium formalisiert und geregelt werden
Aufgaben
Operating Council (OC): Entwicklung und Test Produktionssystem,
Identifikation und Planung Migrationsszenarien, Quantifizierung
Hochlauf DAK-Bedarf, ggf. Vereinbarung Kosten-/ Nutzenverteilung
«DAK»-Schiedsstelle: «Conflict resolution» zu betrieblichen Fragen
(wenn diese nicht direkt zw. Beteiligten geklärt werden können – z.B.
betriebliche Fragestellungen wie Zugang zum Netz oder Slots, …
DAK-Agentur: Unterstützung des Operating Council bei operativen
Aufgaben: z.B. Nachhalten von Nutzungsdaten erforderlich,
Administration bei Netzzugangsregulierung, … (durch kontinuierlich
arbeitenden Mitarbeiterstab)
Zielorganisation, betrieblich
Benennungsmechanismus
Operating Council (OC)
«DAK»-Schiedsstelle
DAK-Agentur
Verbände Ggf. Ansiedlung bei der
Expertengruppe «TSI Ops»
Ggf. Ansiedlung im Projekt
«Shift2Rail»
Verbände (ggf. Wahl)
Operating Council
* Alternativ – Zusammenführung innerhalb einer Organisation
** Federführende Verbandsmitglieder bestehend z.B. aus CER, UNIFE, UIP, ERFA, UIC,…
*** Technische Standards, Implementierungsrichtlinien, Prozessdefinitionen (teilweise Betrieb oder Instandhaltung)
Operating
Council (OC) *,**
Information
Produktionssystem,
Migration …DAK-Agentur
Ggf. Registrierung
Kupplungen etc.
Anforderungen
«DAK» Technical
Standards
Council (TSC)*,**
«DAK»-
Schieds-
stelle
unterstützt
European
Union
Railway
Agency (ERA)
Management
BoardTSI***
opt. existneu
Organisationseinheiten
75© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Eine legitimierte Arbeitsstruktur fördert eine erfolgreiche
Einführung der DAK
UIP
Privatgüterwagen
UIC
Staatsbahnen,
Technik
CER
Staatsbahnen &
Infrastruktur
EIM
Infrastruktur
Regulator*
Nationale
Aufsichts-
behörden
DAK-Betreiber**
* Optional: Zusammensetzung zu klären z.B. Kommission, Vertreter nationaler Regulatoren (z.B. Verkehrsministerium oder nachgeordneter Behörden)
** Bei Fortbestand über initiale Spezifizierung Produktionssystem Aufnahme in das OC (Mitsprache bei Betriebsprozessen zur DAK)
Operating Council (in Gründung)
UNIFE
Bahnindustrie
ERFA
Privatbahnen
Kernteilnehmer bei
Gründung (Vorschlag)
Optional Erweiterung
Abstimmungsbedarf
Beteiligte Verbände
zu finalisieren
Delegationslogik
festzulegen
…
BEISPIEL
76© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
opt. existneu
Organisationseinheiten
Aufgaben
DAK-Betreiber: Eigentum der DAK, Abrechnung
Dienstleister, Billing, Collection, Finanzierung,
Investorenreporting, (Instandhaltung/Wartung: abhängig
vom Umfang des Geschäftsmodells)
Zielorganisation, finanziell/administrativ
Benennungsmechanismus
DAK-Betreiber
Selektion nach «Beauty
Contest» (initial)*
DAK-Betreiber
Verlader
Wagenhalter
EVU
Alternativ: Finanziell/administrativ
Es steht Sektor-Stakeholdern frei, selber in die DAK zu investieren oder
über (einen) DAK-Betreiber die Kupplung gegen Entgelt zu beschaffen
Leistungsbezieher,
Dienstleister,
Regulatoren/Aufsicht,
Förderinstitutionen
77© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Eine Vielzahl von Vorarbeiten sind eine gute Grundlage, die inhalt-
liche Arbeit weiterzuführen und auf eine breite Basis zu stellen
Was ist getan … … was ist zu tun
Technik
Technische Optionen entwickelt und
Probebetriebe gestartet …
… Option für deutschen und europaweiten Roll-out auswählen
Betriebliches Framework
Simulationen begonnen … … betriebliche Erkenntnisse erweitern, testen und mit Migrationsszenarien
abgleichen
Finanzierungsmodell
Mögliche Modelle skizziert und
priorisiert …
… Position im Sektor über ein präferiertes Modell bilden (das man auch in
Anspruch nimmt) sowie weiter Ausdetaillierung (ggf. durch Dritte) vorbereiten
Organisation
Strukturmodell etabliert … … Strukturvorschlag implementieren; Operating Council i.G. etablieren,
Programmstruktur für die inhaltliche Bearbeitung aufsetzen; Arbeitsauftrag an
die DAK-Agentur definieren und Ressourcenbedarf ableiten
Use- und Business-Cases
Basisdatensatz zusammengestellt und
sektorale Use-Cases quantifiziert …
… Härtegrad für die Cases erhöhen (z.B. durch Tests) und kredibles
Datengerüst für Investorentätigkeit und Ausschreibungen etablieren
Förderlogik
Investitionsbedarf quantifiziert und
Rationale für Förderung entwickelt …
… sektorale Position für ein Förderschema entwickelt und in die Diskussion mit
dem Regulator einbringen
78© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Welche Voraussetzungen sind aus Sektorsicht zu erfüllen,
um die DAK-Migration weiter voranzutreiben?
«Commitment» zur DAK-Einführung von ÖH
Verpflichtung zukünftiger Umrüstung
Förderabsicht durch ÖH
Erwartung eines legitimierten Ansprechpartners aus der Industrie
1
…
2
3
4
…
79© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Erstellung eines Konzeptes für die EU-weite Migration eines Digitalen
Automatischen Kupplungssystems (DAK) für den Schienengüterverkehr
Vorläufiger Zeitplan Migration DAK
Nächste Schritte Studie
Stefan Hagenlocher
Berlin, den 10. Dezember 2019
80© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Für die Migration DAK wird folgender Zeitplan vorgeschlagen
2019 Entwicklung und Abstimmung funktionaler Anforderungen DAK1
2019 Entwicklung und Abstimmung Testkonzept DAK sowie Bewertungskriterien2
Kupplungstests und DAK-Demonstratoren32021
2020
Start Migration / Durchführung erster kommerzieller Pilotverkehre DAK72023
2022
Rollout Migration DAK82023
5 6
Auswahl DAK42021
Standardisierung
DAK / TSI-RichtlinieZulassung DAK
2022 56
Zeitpunkt Abschluss Migration bzw. Migrationsdauer noch zu definieren.
81© hwh Gesellschaft für Transport- und Unternehmensberatung mbH - Projektträger des BMVI für die „Erstellung eines Konzepts für die EU-weite Migration eines Digitalen Automatischen Kupplungssystems“
Nächste Schritte bei der Erstellung der Studie
Weitere Gespräche mit DAK Stakeholdern
Weiterentwicklung Business Case DAK
Weiterentwicklung Standardisierung DAK und Konzept Energie/Daten
Weiterentwicklung Finanzierungs- und Organisationsmodell
Entwicklung einer Roadmap für die Migration DAK
Entwicklung von Handlungsempfehlungen für die Migration DAK
Öffentliche Abschlusspräsentation der Studie im Juni 2020