Digitale S-Bahn Hamburg
ATO over ETCS: Umrüstung der Bestandsfahrzeuge
Im Projekt Digitale S-Bahn Hamburg realisieren die Deutsche Bahn und Siemens Mobility ein zukunftsweisendes Pilotprojekt, bei dem insgesamt vier Bestandsfahrzeuge der S-Bahn Hamburg für den Betrieb mit „ATO over ETCS“ umgerüstet werden. „ATO over ETCS“ gilt als Zukunftstechnologie für hochautomatisierten Bahnbetrieb.
Technisch basiert die Umsetzung auf dem europäischen Zugbeeinflussungssystem (ETCS) und dem automatischen Zugsteuerungssystem (ATO). Dafür wurden vier Bestandsfahrzeuge der Baureihe 474 mit ATO und ETCS-Level-2-Fahrzeuggeräten ausgestattet. Das Gesamtsystem ist in einem neu entwickelten Stauraum unter dem Fahrzeug verbaut worden. Für den Einbau des Systems mussten keine Sitzplätze im Fahrgastraum entfallen.
Das System „Automatic Train Operation“ (ATO) ermöglicht den automatisierten Fahrbetrieb. Dabei wird die Steuerung des Zuges teilweise oder ganz durch das ATO-Fahrzeuggerät übernommen. Dies betrifft insbesondere das Beschleunigen und Bremsen des Zuges sowie die Türöffnung und -schließung. Dabei werden anhand der fahrdynamischen Informationen des Fahrzeuges (zum Beispiel Brems- und Beschleunigungsverhalten) und der per Funk aus der ATO-Streckenzentrale übermittelten Infrastruktur- und Fahrplaninformationen optimierte Fahrprofile entwickelt und automatisiert abgefahren. Dies führt zu einem energieoptimierten Betrieb, welcher auch im Verspätungsfall die maximalen Fahrreserven ausnutzen kann.
Die Steuerung der vier Fahrzeuge erfolgt per Funksignal. Die funkbasierte Kommunikation zwischen den Fahrzeuggeräten und der Streckenausrüstung wird im ETCS-Betrieb über den Bahnfunk-Standard GSM-R realisiert, während im ATO-Betrieb über ein 4G-Netz kommuniziert wird.
Ein weiteres Feature stellt das automatische Türenöffnen und -schließen am Bahnsteig dar. Hierzu war es erforderlich, neue Türbedienelemente und Sensoren zu integrieren.
Für die vollautomatische Rangierfahrt, die temporär während des ITS-Weltkongresses im Oktober 2021 in Bergedorf demonstriert wird, wurde ein eigens konfigurierter Rechner im Fahrzeug installiert. Dabei erfolgt die Kommunikation in einem erstmalig aufgebauten 5G-Netz.
Die Umbauten erfolgten in den Werken Neumünster (DB Fahrzeuginstandhaltung) sowie Ohlsdorf (S-Bahn Hamburg). Gemeinsam mit Siemens Mobility erfolgte dann in den Werken der S-Bahn Hamburg die Inbetriebsetzung der Komponenten mit statischen und dynamischen Tests, ehe die Testfahrten in der nächtlichen Betriebsruhe aufgenommen wurden.