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HIMA Rail Safety-Talk: Wohin entwickelt sich die Branche?

HIMAExpertengespräch rail
Was denken Branchenexperten über die Zukunft der Bahnindustrie? Welche Rolle spielen dabei HIMA und COTS-Lösungen? Lesen Sie hier das komplette Interview mit den Rail-Experten.

Wo geht die Reise der Bahnindustrie hin?

Wie sieht die Mobilität der Zukunft aus, welche sind die wichtigsten Megatrends, und wohin entwickelt sich die Bahntechnik?

Über diese und andere Fragen diskutierten am 7. Juni 2016 im Hause HIMA in Brühl die Experten Johann Berger, ÖBB Infrastruktur AG, Frits Makkinga, MOVARES, Reinhold Hundt, Astran Business Consulting, und Sedat Sezgün, HIMA.

Wann und warum ist HIMA auf den Bahnmarkt aufmerksam geworden?

Sezgün: Eigentlich ist die Bahn auf HIMA aufmerksam geworden. In den 2000er Jahren haben uns erste Unternehmen angesprochen, ob wir uns nicht vorstellen könnten, unsere Sicherheitstechnologien auch in der Bahnindustrie zum Einsatz zu bringen. Wir sind stolz, in mittlerweile über 20 Ländern Systeme im Einsatz und aktuell auf allen Kontinenten Projekte laufen zu haben. Und die Liste der Projekte wächst von Tag zu Tag.

Hundt: Ende der 90er haben Infrastrukturmanager und -betreiber gemerkt, dass die Eisenbahn mit den vorherrschenden monopol- bzw. oligopolähnlichen Strukturen und proprietären Lösungen, d. h. mit häufig nur ein bis zwei Anbietern, langfristig nicht wettbewerbsfähig sein wird. Deswegen ist die Bahnindustrie an innovative mittelständische Zulieferer wie HIMA herangetreten. Die Anbieter-Suche war zunächst gar nicht so einfach, da es zu diesem Zeitpunkt eigentlich keine Steuerungshersteller gab, die offene Standardsysteme für den Einsatz in der Bahnindustrie im Programm hatten.

HIMA-Steuerungen hatten zu diesem Zeitpunkt noch keine Zertifizierungen für die Bahnindustrie. War der Einstieg in die Bahnbranche schwierig?

Sezgün: Nein. Wir kommen ja aus der Prozessindustrie, wo die Sicherheitsanforderungen sehr hoch sind. Sie überschneiden sich ganz stark mit denen der Bahnindustrie. Natürlich mussten wir die Berechnungen und die Dokumentation anpassen sowie unser Konzept auf die CENELEC-Philosophie übertragen. Aber wir mussten nichts an der Hardware oder am Betriebssystem ändern.

Makkinga: Die Spezialisierung auf Sicherheitstechnik hat HIMA definitiv bei der Zulassung der Steuerungen für die Bahnindustrie geholfen. Denn der Übergang von SIL3 nach IEC zu SIL4 nach CENELEC war relativ einfach. Es konnte dasselbe Produkt verwendet werden. Dennoch hat der Zulassungsprozess rund zwei Jahre in Anspruch genommen.

In der Bahninfrastruktur kommen momentan hauptsächlich proprietäre Steuerungslösungen zum Einsatz. Welchen Weg verfolgt HIMA?

Sezgün: HIMA setzt auf Commercial-of-the-Shelf, kurz COTS (siehe Infobox). Wir konzentrieren uns seit 45 Jahren auf Sicherheitstechnologien. Unsere Produkte sind daher nicht auf eine spezielle Industrie ausgerichtet. Vielmehr versuchen wir, die Anforderungen verschiedener Industrien mit unseren Safety-Produkten abzudecken. Unsere Erfahrung in sicherheitskritischen Anwendungen in der Prozessindustrie bringen wir jetzt in die Bahnindustrie ein. Das Ergebnis: Eine Steuerung mit CENELEC SIL4-Zulassung, offenen Schnittstellen sowie ein Standard-Betriebssystem, das sich flexibel in der Bahnindustrie einsetzen lässt.

„Mit der Entscheidung für die HIMax lagen wir goldrichtig. Gerade die Redundanz ist ideal für Stellwerke“, Frits Makkinga

Warum setzt MOVARES COTS-Lösungen ein?

Makkinga: Für uns ist es besonders wichtig, dass die Sicherheitstechnik modular aufgebaut ist und es sich um Standard-Industriesysteme handelt. Das wichtigste Auswahlkriterium bei der Stellwerk-Entwicklung sind für uns nicht-proprietäre Schnittstellen. Die offenen HIMA-Steuerungen können wir sowohl bei uns in den Niederlanden nach den Vorgaben von ProRail implementieren als auch z.B. auf Basis des RaSTA-Protokolls im Rahmen der EULYNX-Initiative. Damit bietet COTS deutlich mehr Flexibilität als herkömmliche Systeme. Außerdem unterstützt uns HIMA in der Entwicklung des Protokolls als Com User Task (CUT) oder C++ Funktion Bausteinen. Wir haben in 2005 mit HIMatrix-Steuerungen angefangen, bevor wir dann 2008 auf die sehr schnelle HIMax umgestiegen sind.

COTS oder proprietäre Technik, welche Technologie setzt sich am Ende durch?

Hundt: Vor 10-15 Jahren war die Abwehrhaltung gegenüber COTS noch ziemlich groß. Das hat sich durch die vielfältige und flexible Einsatzmöglichkeit sowie den geringeren Lebenszykluskosten von COTS geändert. Schrittweise entwickeln wir uns dahin, dass die Standard-Industriekomponenten Akzeptanz in der gesamten Industrie finden.

Berger: Ich glaube, dass im Bahnanwendungsmarkt für kleinere und mittlere Anlagen nur noch COTS zum Einsatz kommen wird, weil alles andere einfach zu teuer ist. Bei Großanlagen mit 200 Weichen und mehr bin ich mir nicht so sicher. Meine bisherige Erfahrung ist, dass COTS-Steuerungen in Großanlagen vernetzt werden müssen. Das bedeutet, dass die Informationsverarbeitung eine gewisse Zeit beansprucht, was in der Signal- und Stellwerktechnik durchaus kritisch sein kann. Mit ausreichend schnellen SPSen und sinnvoll aufgeteilten Stationen wäre aber auch die Realisierung von Großanlagen mit COTS-Komponenten denkbar.

Was bedeutet das für die Zukunft der Signal- und Stellwerktechnik?

Berger: Heute übernimmt ein Stellwerk viele Funktionen, die nicht sicherheitsrelevant sind, die uns aber Geld kosten. Warum? Weil diese Funktionen im Bereich der sicheren Funktionen entwickelt werden müssen. Weil sie zu testen sind und bezüglich Rückwirkungsfreiheit auf die Sicherheit begutachtet werden müssen. Ziel sollte sein, das Stellwerk auf eine Weichenstell- und Sicherungsmaschine abzumagern und die Komfort-Funktionen in ein Leitsystem oder in eine Cloud-Lösung auszulagern.

Makkinga: Das ist auch unser Ansatz in den Niederlanden. Unsere Stellwerke sind relativ einfach konzipiert. Sie wissen nur, ob die Weiche ihre Position verändert hat oder nicht, und sie geben ein „Fahrstraße frei/nicht frei“ Signal. In vielen Stellwerken ist die Steuerung der Fahrstraßen mit integriert. Wenn man eine neue Fahrstraße in den Prozess einbinden will, muss man das ganze Stellwerk ändern und neu freigeben lassen, was mit hohen Kosten verbunden ist. Ein Stellwerk sollte nur das tun, was es tun muss, nämlich sichere Fahrstraßen zu gewährleisten und ein Signal oder einen Bericht an das Leitsystem zu senden.

Was bedeutet die zunehmende Nutzung von Internet- und Cloud-basierten Lösungen für die Security?

Sezgün: Mit der zunehmenden Verlagerung von Funktionen in die Cloud wird das Thema Cyber Security in der Sicherheitstechnik immer wichtiger werden. Bahninfrastrukturunternehmen müssen dafür sorgen, dass sie für die Signaltechnik die entsprechende Security bieten zu können. HIMA hat ein eigenes Betriebssystem für seine Steuerungen, was ein großer Vorteil in punkto Security ist. Wer mit herkömmlichen, PC-basierten SPS-Systemen operiert, muss theoretisch ständig die Betriebssoftware dieser PCs aktualisieren, um sich effektiv vor Angriffen zu schützen. Durch eine Aktualisierung der Betriebssoftware setzen Betreiber allerdings jedes Mal den Sicherheitsnachweis bzw. die Zulassung aufs Spiel. Und das wird niemand tun. Lösungen wie die von HIMA haben daher in meinen Augen einen klaren Vorteil am Markt.

Vielerorts soll die in die Jahre gekommene Bahninfrastruktur grundlegend modernisiert werden. Wo stehen wir Europäer hier, und wie sehen Sie die Entwicklung weltweit?

Berger: Keiner stellt derartig hohe Anforderungen an die Eisenbahninfrastruktur, wie wir es aktuell in Europa tun. Denn nirgendwo sonst ist der Durchsatz an Zügen im Verhältnis zur Zeit so hoch wie hier. Das European Train Control System (ETCS) ist ein echtes Erfolgsmodell: Das, was wir hier in Europa normieren und bauen, wird weltweit eingesetzt. Und ich glaube, wenn wir Europäer in Sachen SPS-Technik vorangehen, werden uns alle anderen Länder - oder zumindest ein Großteil davon - folgen. Denn der hohe Kostendruck betrifft die gesamte Bahnindustrie weltweit.

Hundt: Europäische Technologie ist weltweit anerkannt. Der amerikanische Bahnmarkt wird beispielsweise von europäischen Konzernen beherrscht, meistens in Form von Tochterunternehmen. Die großen europäischen Bahnindustrieunternehmen konnten in den letzten Jahren alle ein deutliches Wachstum verzeichnen.

„Für kleinere und mittlere Anlagen sehe ich die Technik, wie HIMA sie anbietet, als die Technik der Zukunft“, Johann Berger

Welche Megatrends werden die Bahntechnik in den kommenden Jahren am stärksten beeinflussen?

Hundt: Da wäre zunächst das Thema Urbanisierung: Dieser Trend führt zum einen dazu, dass die Infrastruktur in den Ballungsgebieten ausgebaut werden muss, zum anderen benötigt man mehr bzw. größere Transportmittel, um die wachsende Zahl an Menschen in den Städten zu transportieren. Und um sie schneller zu transportieren, muss die Kapazität des Netzes erhöht werden. Das geht nur mit moderner Technik. Ein weiterer entscheidender Trend wird die Digitalisierung sein, die für mich aus fünf wesentlichen Konzepten besteht: autonome Systeme, Internet of Things (IoT), Augmented Reality, Big Data und Industrie 4.0. Ein Beispiel: Big Data wird in der präventiven Instandhaltung, also der Vorhersage von Störungen, eine ganz wichtige Rolle spielen, insgesamt Kosten reduzieren und die Verfügbarkeit der Infrastruktur erhöhen.

Berger: Ein weiterer Megatrend ist die präzise Satellitenortung. Diese wird ermöglichen, dass wartende Züge optimiert einfädeln, was die Kapazitätsprobleme speziell in Bahnhöfen zumindest teilweise lösen wird.

Kann die Bahn langfristig mit den anderen Verkehrsmitteln konkurrieren?

Berger: Für mich ist die Bahn unschlagbar im öffentlichen Nahverkehr. Gerade in den Ballungsräumen Europas wird es keine Alternative geben. Im Güterverkehr kann die Bahn in jedem Fall dann konkurrieren, wenn sie aus den Anforderungen lernt und entsprechend reagiert.

Sezgün: Die Unzuverlässigkeit ist der Hauptgrund für das relativ schlechte Image der Bahn in Deutschland. Sie muss deshalb attraktiver werden. Reisen mit dem Pkw oder dem Flugzeug sind zwar der Unpünktlichkeit genauso unterworfen, die Erwartungen an die Bahn sind aber höher. Will die Bahn gerade im Personenverkehr überleben, muss sie ihre internen Prozesse optimieren.

Hundt: Ich bin der festen Überzeugung, dass sich die Bahnindustrie weiterentwickeln und ihre Position gegenüber den anderen Verkehrsmitteln verbessern wird. Der Bahngüterverkehr weist eine um den Faktor fünf bessere CO2-Bilanz auf als der Lkw-Verkehr. Und im Personenverkehr rechnet man etwa mit dem Faktor 2,5 gegenüber Pkw. Wir dürfen nicht vergessen, dass die Bahn derzeit auch das sicherste Verkehrsmittel ist. Und wenn man die Gesamtkosten, die Verkehrssysteme erzeugen, betrachtet, dann fällt der Abstand zu den anderen Verkehrsträgern aufgrund der hohen Sicherheit sogar noch viel größer aus. Ich bin mir sicher, dass deshalb in der Politik die Überzeugung reifen wird, mehr in gruppenorientierte Verkehrsmittel zu investieren.

Commercial-off-the-shelf (COTS)

Als commercial-off-the-shelf bezeichnet man seriengefertigte Steuerungen, die in großer Stückzahl als Standard-Komponenten verkauft werden. Das heißt, es werden ab Werk keine anwendungsspezifischen Anpassungen vorgenommen.

Die Vorteile: vielfältige Einsatzmöglichkeiten, bewährte Komponenten, rasche Fehler-Diagnose, Standard-Programmiersprachen, Herstellerneutralität, offene Schnittstellen, Erfüllung bahnüblicher Sicherheitsstandards, geringe Entwicklungs-, Investitions- und Lebenszykluskosten.

Aufgrund dieser Eigenschaften sind COTS-Lösungen im Vergleich zu proprietärer Spezialtechnik flexibler, zukunftssicherer und kostengünstiger.

 

 

Verfügbarkeit

Alle HIMA-Produkte, die die Produktion in Brühl verlassen, sind sicherheitsgerichtete Produkte, die kritische Anwendungen schützen, und beispielsweise in Raffinerien, Pipelines, Chemie- oder Bahnanlagen zum Einsatz kommen.

HIMA investiert 70 Prozent des Aufwands in der Fertigung seiner Systeme in das Testing. Die internen Standards sind so hoch, dass die Ausfallwahrscheinlichkeit der Steuerungen gegen Null geht.

Die hochverfügbaren HIMA-Systeme garantieren den zuverlässigen und unterbrechungsfreien Betrieb für sicherheitskritische bahntechnische Anwendungen wie elektronische Stellwerkstechnik, Bahnübergänge, sensorüberwachte Türöffnungssysteme, elektronisch gesteuerten Gleit- und Schleuderschutz, Sicherheitsfahrschalter, Fernsteuerung, sichere Zugbewegung und vieles mehr.

Ihr Kontakt zu HIMA

Daniel Plaga
+49 (0) 6202 709 405
Public Relations Manager

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