Die Bahn neu denken

Liegt dort ein Baum auf den Schienen, wechselt eine Wildschweinrotte über die Gleise oder steht eine Personengruppe zu nah an der Bahnsteigkante? Es sind solche Situationen, die Lokführerinnen und Lokführer innerhalb von Sekunden erkennen und bewerten müssen, um eine Schnellbremsung auszulösen. Damit Züge zukünftig autonom fahren können, muss Sensorik diese Aufgaben übernehmen. Geforscht daran wird auf dem „RailCampus OWL“. In Minden.

In das Projekt „enableATO“ fließen 12,5 Millionen Euro Forschungsgelder des Bundesverkehrsministeriums. Minden ist einer von fünf Standorten des „Deutschen Zentrums für Mobilität“ (DZM, siehe Kasten). 

BAHNAFFINE AKTEURE

Zwei der treibenden Personen hinter dem Projekt sind Prof. Dr.-Ing. Rolf Naumann und Thore Arendt. Den Dekan des Fachbereichs Ingenieurwissenschaften und Mathematik an der Hochschule Bielefeld (HSBI) und den Geschäftsführer des Vereins RailCampus OWL als bahnaffin zu charakterisieren, bringt es auf den Punkt. Beide sind von der Zukunftsfähigkeit des „Ökosystems Bahn“ überzeugt — dafür muss es allerdings autonom fahren können. Insbesondere im ländlichen Raum liege viel Potenzial, ließe sich doch so ein eng getakteter Nahverkehr ermöglichen. Gleichzeitig könne dem Fachkräftemangel beim Zugpersonal entgegengewirkt werden. „Die Bahn bietet Mobilität für alle, durch sie kann ich selbstbestimmt von A nach B kommen, auch ohne Auto. Da müssen wir als Gesellschaft hin“, ist Naumann überzeugt. Selbstverständlich koste ein solches System Geld, als Vorbild nennen beide die Schweizerische Bundesbahnen AG. Die Infrastrukturprobleme machen sie an den Sparvorgaben der Politik fest, die vom damaligen Bahnchef Hartmut Mehdorn umgesetzt werden mussten. 

GRÖSSTER STANDORT DER DB SYSTEMTECHNIK

Der RailCampus OWL liegt auf dem Gelände der DB Systemtechnik in Minden, hinter einer Schranke, die vom Pförtner geöffnet wird. Mitten auf dem Gelände steht ein ICE-Teilzug der ersten Generation, als Anschauungs- und Schulungsobjekt. Auf dem weitläufigen Gelände und in den Laboren darf nicht fotografiert werden. Minden ist der größte Standort der DB Systemtechnik. „Von hier aus wird die gesamte Technik der Deutschen Bahn betreut. Es ist eines der größten Ingenieurbüros für Schienenverkehrs- und Fahrzeugtechnik weltweit“, sagt Naumann.

Nach seinem Studium und seiner Promotion an der Universität Paderborn hat er selbst für neun Jahre dort gearbeitet. Beschäftigt hat er sich mit dem Thema „Mehrkörper-Simulation“, der „Berechnung von Bewegungsdynamik von Schienenfahrzeugen“. Zu seinem Spezialgebiet gehört das Thema Seitenwind. „Bei den damals neuen ICEs gibt es keine schwere Lok mehr, sondern einen leichteren Führerstand. Die Motoren sind über die Zuglänge verteilt. Wenn sie mit solch' einem Hochgeschwindigkeitszug über Brücken fahren, müssen sie die Seitenwindempfindlichkeit kennen.“ Um Synergien zwischen der Deutschen Bahn, den Hochschulen und den beteiligten Unternehmen nutzen zu können, sei der Standort in Minden ideal. Arendt, studierter Raumplaner mit beruflichen Stationen im Bereich Bahn und Logistik, ist seit 2024 Geschäftsführer des Vereins RailCampus OWL.

HOCHSCHULEN UND UNTERNEHMEN KOOPERIEREN

Initiiert wurde der RailCampus OWL 2022 von der Universität Bielefeld, der HSBI, der Technischen Hochschule OWL, der Universität Paderborn und war Teil der Strukturfördermaßnahme „REGIONALE 2022“. Rund 300.000 Euro an Landesmitteln fließen jährlich an den Verein. Die Unternehmen Harting und Wago gehören ebenso zu den Gründungsmitgliedern wie die Stadt und der Kreis Minden. Das gemeinsame Ziel: in Minden einen innovativen und zukunftsfähigen Ort für intelligente Bahntechnologie zu schaffen. 

Dafür wurde auch der Bachelor-Studiengang „Digitale Bahnsysteme“ ins Leben gerufen, der von der HSBI akkreditiert wurde. Die Zusammenarbeit der vier staatlichen Hochschulen „ist schon etwas Besonderes“, betont Naumann. „Ostwestfalen-Lippe ist kein klassischer Hochschulstandort für Bahntechnik wie Dresden, Karlsruhe, Aachen oder München. Hier haben wir Digitalkompetenz, wir denken die Bahn ‚von der Seite‘ neu“, sagt Arendt. Und Naumann ergänzt: „Die Bahnindustrie ist von kleinen- und mittelständischen Unternehmen geprägt, die als Zulieferer für die großen Hersteller wie Siemens oder ABB tätig sind. Wir wollen durch unser Netzwerk Innovationen über diese Zulieferer in die Bahntechnik hineinbringen.“ Der Campus in Minden sei deshalb als Forschungsstandort „sehr wichtig“.

Allerdings stand der Studiengang im vorletzten Jahr kurz vor dem Aus, wie Naumann offen berichtet. Die Einschreibungen, pro Semester im einstelligen Bereich, gingen so weit zurück, dass sie umstrukturiert haben. Viele Vorlesungsthemen, unter anderem aus der Mathematik, wurden an die HSBI verlagert. Einmal pro Woche gibt es Lehrveranstaltungen in Minden. Dort würden Inhalte, beispielsweise zum Thema Antrieb oder Bremsen, vermittelt. Lehraufträge würden auch von promovierten Ingenieuren der DB Systemtechnik übernommen. 

„Wir haben die ersten beiden Absolventen in unserem Studiengang“, freut sich Naumann, der die Arbeiten betreut. Als Fachkräfte seien die beiden gefragt und hätten schon entsprechende Arbeitsverträge. Insgesamt seien 29 Studierende eingeschrieben, innerhalb der kommenden fünf Jahre soll die Zahl verdoppelt werden, ergänzt Arendt.

Naumann und Arendt betonen, dass es Ziel sei, auch einen Masterabschluss in „Digitalen Bahnsystemen“ anbieten zu können. Für die dafür benötigte Stiftungsprofessur hätten sie schon Unterstützungszusagen von Unternehmen erhalten. Angesichts der aktuellen wirtschaftlichen Lage seien diese zurückgestellt worden. „Wir greifen das Thema wieder auf“, sagt Naumann und Arendt ergänzt, dass dafür „ein längerer Atem nötig ist“. 

FORSCHUNGSHALLE WIRD GEBAUT

Greifbarer hingegen ist der Bau einer neuen Halle für sogenannte Perzeptionsversuche, die bis Ende 2027 auf dem DB Systemtechnik-Gelände fertiggestellt sein soll. Rund 12,5 Millionen Euro werden dafür investiert. In der 50 Meter langen Halle sollen zwei Schienenstränge eingebaut werden. Auf einem Schlitten, vergleichbar mit Crashtest-Simulationen bei Autos, wird die Sensorik angebracht. In der Halle können dann Hindernisse auf dem Gleis platziert werden, Signale aufgebaut, Regen und Nebel simuliert werden. „Wir können Versuche unter reproduzierbaren Bedingungen machen, testen, ob die Sensorik die Hindernisse erkennt“, freut sich Naumann. Da es bislang noch kein Regelwerk und Testverfahren für autonom fahrende Bahnsysteme gebe, würden sie damit wichtige Grundlagenarbeit leisten.

„OWL ALS REALLABOR“

„Ohne Innovationen wird es nicht gelingen, die Bahn zum Mobilitätssystem von morgen zu machen“, sind sich Naumann und Arendt einig. „Die Bahntechnik ist auf der Höhe der Zeit“, betont Arendt, der sich über den schlechten Ruf der Bahn ärgert. „Die Kapazität auf den Schienen fehlt, das hat nichts mit der Technik zu tun.“ Damit autonomer Zugverkehr möglich ist, sei das „European Train Control System“ (ETCS) erforderlich, das als Projekt der „Digitalen Schiene Deutschlands“ umgesetzt werden soll. Mit einem solchen System könne der Abstand zwischen den einzelnen Zügen auf Streckenabschnitten reduziert werden, die Strecken besser ausgelastet werden. „Das deutsche Netz ist ein sehr komplexes Netz“, umschreibt Arendt die Heraus­forderungen beim Einsatz dieser Technik.

Das Ziel für den RailCampus steht für die beiden fest: „OWL wird das Reallabor für die Bahntechnik von morgen. Die Bahn soll integrierter Bestandteil einer Mobilitätskette werden, über deren Nutzung man nicht mehr nachdenken muss.“

Heiko Stoll