Digital Rail Summer School 2023

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Ankündigung

Digitalisierung des Bahnsystems bedeutet nicht nur die Einführung neuer Geräte und computergestützter Verfahren, sondern Digitalisierung steht auch für neue Herausforderungen bei der Aus- und Weiterbildung aller Beteiligter. Digitalisierung ist ein zentrales Thema, das in allen Bereichen Anwendung findet und diese auf neue Art verbindet. Für diese Aufgabe müssen Informatik-Sachverstand mit Wissen aus Eisenbahnbetrieb und Zulassungswesen kombiniert werden. Kein einzelner Studien- oder Ausbildungsgang bringt heute alle diese Aspekte unter einen Hut.

Werden die betrieblich-technischen Systemfunktionen des Bahnbetriebs - wie zulässige Geschwindigkeiten, Fahrstraßen oder Fahrerlaubnisse - als Ausgangspunkt genommen, so gibt es dort mit der Einführung digitaler Leit- und Sicherungstechnik eine Vielzahl von Veränderungen. Diese Umstände resultieren in neuen Vorschriften (bspw. für ETCS-2-Betrieb), die im Störungsfall zu erheblichen Kapazitätseinbrüchen führen können. Störungsfälle werden im Bahnbetrieb traditionell ausführlich getestet, allerdings stets auf der Ebene des Gesamtsystems. Im Anbetracht der Notwendigkeit Komponenten häufig zu aktualisieren, muss dieses Verfahren modularer und effizienter gestaltet werden.

Die in der Informatik derzeit populären Programmiersprachen - wie Java, Python oder JavaScript - eignen sich gut für dynamische Systeme, agile Prozesse und die App-Entwicklung. Keine dieser Programmiersprachen ist jedoch ohne Einschränkungen zulassungsfähig für sicherheitsrelevante Systeme wie z. B. die im Bahnbetrieb. Darüber hinaus ist absehbar, dass in den kommenden Jahren lernende Systeme und Algorithmen auf Basis künstlicher Intelligenz einen Reifegrad erlangen werden, der es ihnen erlaubt Funktionen in der Betriebsführung der Eisenbahnen zu erfüllen. Diese Ansätze stehen jedoch im Gegensatz zur bisherigen "volldeterministischen" Zulassung, wonach Sicherheitsnachweise für Systeme und Komponenten nur auf einem vollständig vorhersehbaren Verhalten basieren.

Paradigmenwechsel, wie z. B. auch die verteilte Implementierung von Leit- und Sicherungstechnik oder ein Failover über Systemgrenzen hinweg, erfordern auch bei der Zulassung neue Ansätze. Das bisherige Zulassungswesen basiert auf systematischen Methoden (z. B. formuliert in EN 5012x), die einerseits die Komplexität des Eisenbahnsystems deterministisch strukturieren und auf dieser Basis eine Nachweisführung ermöglichen. Damit sind Zulassungsprozesse für Eisenbahnsysteme per se sehr aufwändig und führen zu dem Phänomen, wonach zugelassene Komponenten möglichst oft und möglichst lange in andere Systeme (und nachfolgende Generationen) "vererbt" werden. Dies steht im Gegensatz zu den technischen Möglichkeiten digitaler Systeme und zu den zunehmend erkennbaren Mechanismen digitalisierter Märkte.

Es müssen neue Ideen entwickelt werden, mit denen die Sicherheit des Eisenbahnsystems und des Eisenbahnbetriebs erstens tatsächlich sichergestellt ist und zweitens vor Inbetriebnahme nachweisbar ist. Damit dieser Prozess möglichst zielorientiert, effizient und effektiv abläuft, bedarf es gegenseitiges Verständnis sowohl auf Seiten der künftigen Systementwickler als auch auf Seiten der künftigen Systemanwender. Es bedarf einer Sensibilisierung auf die jeweiligen Rollen, Zuständigkeiten, auf das Ziel, den Weg dorthin und auf die gegebenen Randbedingungen. Unter diesen Voraussetzung können die Herausforderungen der Entwicklung und Zulassung bahntechnischer Systeme im Zeitalter der Digitalisierung vorangebracht werden.

Die Digital Rail Summer School 2023 greift in der vierten Iteration die Herausforderungen der drei Dimensionen der Digitalisierung im Bahnbetrieb auf - nämlich: Informatik, Bahnbetrieb und Zulassungswesen. Als Ergebnisse der DRSS 2023 sehen wir:

• Ein integriertes Aus- und Weiterbildungskonzept
• Dissemination von Ergebnissen über Videos/Poster
• Basisarbeit für Projektanträge für Digitalisierungsprojekte (mFUND, etc.)
• ECTS-Leistungspunkte (Credits) für Studierende der beteiligten Universitäten