Eisenbahn-Bundesamt

Wie grün dürfen Gleise im Schienenverkehr sein? Untersuchungen zu den Auswirkungen von Vegetation auf die Gleisinfrastruktur und die Verkehrssicherheit. Ziel Im Rahmen dieses Forschungsprojektes sollen umfangreiche Vegetationsbestandsaufnahmen und Kartierungsarbeiten auf verschiedenen Gleisanlagen des Schienenverkehrs erfolgen. Hierbei soll neben der Vegetation auch der Zustand der Gleisinfrastruktur erfasst und bewertet werden. Ziel ist es, durch systematische Untersuchungen den maximalen Bedeckungsgrad bzw. Bewuchsdichte auf Gleisanalgen bezogen auf die Gewährleistung der Verkehrssicherheit und Gleisinstandhaltung zu identifizieren bzw. mittels ergänzender Simulationen zu ermitteln. Darüber hinaus sollen die Möglichkeiten zum Einsatz von biologischen bzw. naturidentischen Substanzen zur Vegetationskontrolle im Schienenverkehr untersucht recherchiert und bewertet werden. Beschreibung Die Vegetationskontrolle ist für die Durchführung eines sicheren Eisenbahnbetriebs unerlässlich. Dabei besteht das Vegetationsmanagement aus einer Reihe von verschiedenen Maßnahmen und Verfahren. Die Auswahl der entsprechenden Methoden richtet sich hierbei nach betrieblichen Nutzungsanforderungen, Flächeneigenschaften sowie der Art und dem Ort der Vegetation. In sicherheitsrelevanten Bereichen, wie den Gleisanlagen (inkl. Randwegen), wird kein Aufwuchs toleriert und vorhandener Bewuchs systematisch bekämpft. Durch die Nutzungseinschränkung des chemischen Wirkstoffs Glyphosat und dem damit verbundenen Wechsel zu anderen Wirkstoffen oder Verfahren unterliegt das Vegetationsmanagement von Gleisanlagen derzeit einem systematischen Wandel. Neben logistischen Problemen, die aus häufigeren Anwendungen resultieren, gehören auch veränderte Betriebsabläufe in der Instandhaltung und steigende Unterhaltungskosten zu den aktuellen Herausforderungen der Vegetationskontrolle. Auch Alternativverfahren mit z. B. biologischen oder naturidentischen Substanzen stellen bisher aufgrund der heterogenen Datenlagen sowie fehlender Erfahrungen im Verkehrssektor keinen adäquaten Ersatz für gängige chemische oder mechanische Verfahren im Gleisbereich dar. Systematische Untersuchungen zu den Auswirkungen von Vegetation gegenüber der Gleisinfrastruktur, z. B. hinsichtlich der Gleisstabilität bzw. Schotterbeschaffenheit, allgemeinen Sicherheitsaspekten oder ökonomischen und betrieblichen Faktoren, liegen bislang nicht vor. Daher soll in diesem Forschungsvorhaben eine wissenschaftliche Grundlage zu diesen Fragestellungen geschaffen werden, um fundierte Informationen/Daten zur Beschleunigung von behördlichen Aufsichtstätigkeiten und Genehmigungsverfahren bereitzustellen.

Ausschreibungsgegenstand ist Stellung einer Fachkraft für Arbeitssicherheit gemäß § 6 ASiG für die Zentrale in Bonn sowie 10 Außenstellen (teilweise Doppelstandort) bundesweit. Einsatzzeit: ca. 1800 Std./Jahr verteilt auf 5 Einsatztage je Woche Weitere Informationen siehe Leistungsbeschreibung

Ausschreibungsgegenstand ist der Umzug von drei Abteilungen des Eisenbahn-Bundeamtes von einem Gebäude auf dem Gelände der Heinemannstr.6 in 53175 Bonn in ein anderes Gebäude auf dem selben Gelände. Weitere Informationen siehe Leistungsbeschreibung

Ingenieurbauwerke spielen eine wichtige Rolle für die Erfüllung der Transport- und Mobilitätsbedarfe von Wirtschaft und Gesellschaft in Deutschland und Europa. Angesichts des zunehmenden Alters dieser Ingenieurbauwerke und den damit einhergehenden Schädigungen ist es von großer Bedeutung, diese Ingenieurbauwerke instand zu halten. Dabei spielen Brücken- und Tunnelbauwerke eine wichtige/essentielle Rolle, deren Erhaltungsmanagement eine zunehmend bedeutende Aufgabe darstellt und somit weiter in den Fokus rückt. Derzeit werden Ingenieurbauwerke der Verkehrsinfrastruktur im Rahmen eines reaktiven Prozesses instandgehalten. Ein wichtiger Faktor bei der Verbesserung des Instandhaltungsmanagements von Ingenieurbauwerken ist die Verfügbarkeit von ausreichenden Informationen über den Betrieb und die Instandhaltung im gesamten Lebenszyklus. Können diese Informationen in Form von digitalen Daten erhoben werden, lassen sich auch digitale Unterstützungsprozesse zur Entlastung anwenden. Dazu müssen diese Daten einheitlich erfasst, verknüpft und langfristig gespeichert werden, um sie in digitalen Modellen zu verwenden. Dies kann durch die Nutzung von digitalen Systemen wie Building Information Modeling (BIM) bewerkstelligt werden. In der Regel stehen für neu gebaute Bauwerke hochwertige digitale 3D-Modelle zur Verfügung, die als Grundlage für das Bauwerksmanagement in der Betriebsphase verwendet werden können. Dies ist bei bestehenden Bauwerken nicht immer gegeben. Dies kann jedoch durch neue, modulare Ansätze zur (weitgehend) automatisierten Umwandlung von 3D-Punktwolken in 3D-Modelle erreicht werden. Allerdings gibt es noch viele offene Fragen, die untersucht und geklärt werden müssen, z. B. welche Ansätze am besten geeignet sind und welche Probleme bei der Anwendung dieser Verfahren in der Praxis zu erwarten sind. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Standard-Vorgehensweisen zur (weitgehend) automatischen Generierung von 3D-Modellen von Ingenieurbauwerken aus 3D-Punktwolken als Grundlage für ein BIM-basiertes prädiktives Instandhaltungsmanagement (PM). Die entwickelte Methodik zur (weitgehend) automatischen Generierung der 3D-Modelle von Ingenieurbauwerken aus 3D-Punktwolken ist anhand eines entsprechenden Demonstrators darzustellen und in Form von Handlungsempfehlungen berichtsmäßig aufzubereiten.

Ingenieurbauwerke spielen eine wichtige Rolle für die Erfüllung der Transport- und Mobilitätsbedarfe von Wirtschaft und Gesellschaft in Deutschland und Europa. Angesichts des zunehmenden Alters dieser Ingenieurbauwerke und den damit einhergehenden Schädigungen ist es von großer Bedeutung, diese Ingenieurbauwerke instand zu halten. Dabei spielen Brücken- und Tunnelbauwerke eine wichtige/essentielle Rolle, deren Erhaltungsmanagement eine zunehmend bedeutende Aufgabe darstellt und somit weiter in den Fokus rückt. Derzeit werden Ingenieurbauwerke der Verkehrsinfrastruktur im Rahmen eines reaktiven Prozesses instandgehalten. Ein wichtiger Faktor bei der Verbesserung des Instandhaltungsmanagements von Ingenieurbauwerken ist die Verfügbarkeit von ausreichenden Informationen über den Betrieb und die Instandhaltung im gesamten Lebenszyklus. Können diese Informationen in Form von digitalen Daten erhoben werden, lassen sich auch digitale Unterstützungsprozesse zur Entlastung anwenden. Dazu müssen diese Daten einheitlich erfasst, verknüpft und langfristig gespeichert werden, um sie in digitalen Modellen zu verwenden. Dies kann durch die Nutzung von digitalen Systemen wie Building Information Modeling (BIM) bewerkstelligt werden. In der Regel stehen für neu gebaute Bauwerke hochwertige digitale 3D-Modelle zur Verfügung, die als Grundlage für das Bauwerksmanagement in der Betriebsphase verwendet werden können. Dies ist bei bestehenden Bauwerken nicht immer gegeben. Dies kann jedoch durch neue, modulare Ansätze zur (weitgehend) automatisierten Umwandlung von 3D-Punktwolken in 3D-Modelle erreicht werden. Allerdings gibt es noch viele offene Fragen, die untersucht und geklärt werden müssen, z. B. welche Ansätze am besten geeignet sind und welche Probleme bei der Anwendung dieser Verfahren in der Praxis zu erwarten sind. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Standard-Vorgehensweisen zur (weitgehend) automatischen Generierung von 3D-Modellen von Ingenieurbauwerken aus 3D-Punktwolken als Grundlage für ein BIM-basiertes prädiktives Instandhaltungsmanagement (PM). Die entwickelte Methodik zur (weitgehend) automatischen Generierung der 3D-Modelle von Ingenieurbauwerken aus 3D-Punktwolken ist anhand eines entsprechenden Demonstrators darzustellen und in Form von Handlungsempfehlungen berichtsmäßig aufzubereiten.

Demonstratoren und Normungsvorschläge für den Sicherheitsnachweis interpretierbarerer KI-Komponenten in sicherheitsrelevanten Bahnanwendungen Ziel Im Vorhaben sollen Erfahrungen beim Risikomanagement im Rahmen des Sicherheitsnachweises für interpretierbare KI-Komponenten gesammelt werden, indem die Anwendbarkeit von gängigen Normen für die Softwareentwicklung bewertet wird. Dabei werden Demonstratoren für ein technisches Wahrnehmungssystem für den fahrerlosen Schienenverkehr sowie die KI-unterstützte prädiktive Instandhaltung eines Infrastrukturelements entwickelt. Die Erkenntnisse daraus zusammen mit Auswertungen zu weiteren Bahnanwendungen sollen zu Normungsempfehlung verhelfen. Beschreibung Softwaresysteme für Bahnanwendungen werden zukünftig vermehrt aus Komponenten bestehen, die Künstliche Intelligenz (KI) verwenden. Das betrifft Anwendungen im Bereich des fahrerlosen Fahrens (GoA3+), der digitalen und datenbasierten Instandhaltung (IH) beispielsweise mittels prädiktiven IH-Strategien (PM), aber auch Aufgaben in den Bereichen des Kapazitätsmanagements wie Trassenvergabe, Fahrplanerstellung oder Disposition sowie der Security. Der Einsatz von Software im Eisenbahnbetrieb, die als KI-Systeme nach AI Act gelten, ist in Bezug auf Sicherheitsnachweise noch Gegenstand der Forschung. Obwohl für die Softwareentwicklung anwendbare Normen wie EN 50128:2012, EN 50129:2019, EN 50657:2017, Entwurf EN 50716:2022, IEC 62279 und IEC 61508 existieren, fehlt es noch an wissenschaftlichen Erkenntnissen und Erfahrungen, die eine Zulassung speziell von KI-Systemen unterstützen.

Im Rahmen der Klimaanpassungsstrategie des BMDV zu Anpassungsmaßnahmen der Verkehrsinfrastruktur an den Klimawandel nimmt die Schaffung eines systematischen Berichtswesens und die Errichtung einer zentralen Datenbank zur kategorisierten, zeitlich und räumlich referenzierten Erfassung von naturgefahrenbedingten Schäden und Störungen eine zentrale Rolle ein. Verlässliche Daten zu vergangenen Schadensereignissen sind essentiell, um zukünftig eine statistisch robuste, folgenbasierte Risikobewertung sowie eine zielgerichtete Entwicklung von Handlungsmaßnahmen zu gewährleisten. Bisher geschieht die Aufnahme solcher Ereignisse in Datensilos bei den jeweiligen Infrastrukturbetreibenden sowie in unterschiedlicher Art und Weise für die verschiedenen Verkehrsmittel, die verkehrsträgerübergreifende Vereinbarkeit und Vergleichbarkeit der Informationen ist daher limitiert. Daher sollen im Rahmen dieses Projektes die Bedarfe und Möglichkeiten einer standardisierten Datenerfassung eruiert sowie ein benutzerfreundlicher verkehrsträgerübergreifender Prototyp einer Schadensdatenbank für die Praxis entwickelt werden.

Im Projekt sollen mögliche Einsatzfälle und die Anforderungen verschiedener Akteure (behinderte und/oder mobilitätseingeschränkte Fahrgäste, EVU, Hersteller) an selbstständig bedienbare fahrzeugseitige Einstiegshilfen definiert werden. Ziel Ziel des Projekts ist die Definition von Anforderungen an selbstständig bedienbare fahrzeugseitige Einstiegshilfen und die Prüfung möglicher Einsatzfälle und der Umsetzbarkeit solcher Systeme im realen Eisenbahnbetrieb. Im Ergebnis sollen Anforderungskataloge für selbstständig bedienbare fahrzeugseitige Einstiegshilfen entstehen, die mit den betroffenen Akteuren (behinderte und/oder mobilitätseingeschränkte Fahrgäste, EVU, Hersteller) abgestimmt sind. Beschreibung Höhendifferenzen zwischen Bahnsteig und Fahrzeugeinstieg erschweren oder verhindern insbesondere für Personen mit Behinderungen oder eingeschränkter Mobilität (PRM), z. B. Rollstuhlfahrende, den Zugang zu Schienenfahrzeugen. Abhilfe zur Überwindung der Höhendifferenzen können fahrzeugseitige Einstiegshilfen schaffen. Allerdings sind diese momentan im Regelfall nicht selbstständig von den Fahrgästen bedienbar. Die daraus resultierende, teilweise fehlende selbstständige Zugänglichkeit der Fahrzeuge insbesondere für PRM steht im Konflikt zum Grundsatz der größtmöglichen Unabhängigkeit in der persönlichen Mobilität (Art. 20 UN-Behindertenrechtskonvention). Die im Grundgesetz (GG) und der UN-BRK geforderte Barrierefreiheit ist somit momentan nicht vollständig gegeben. Bevor sich selbstständig bedienbare fahrzeugseitige Einstiegshilfen in der Praxis etablieren können, besteht jedoch hoher Abstimmungsbedarf zu den Systemanforderungen.

Aktuelle F&E-Aktivitäten und objektive Einschätzung des Entwicklungsstandes von Hyperloop Ziel Das Ziel des Forschungsvorhabens ist eine objektive Einschätzung des aktuellen Entwicklungsstandes des Hyperloop-Konzepts. Die Projektergebnisse sollen dafür eine objektive Informationsbasis liefern und Informationslücken herausarbeiten. Beschreibung Hyperloop ist ein Konzept für den Hochgeschwindigkeitstransport von Personen und Fracht. Weltweit finden F&E-Arbeiten mit dem Ziel statt, das Konzept in der Praxis zu erproben. Zudem wird im Vorschlag für eine Verordnung zum transeuropäischen Verkehrsnetz (TEN-V 2021/0420) Hyperloop als innovatives, zu unterstützendes Verkehrsmittel aufgeführt. In den letzten Jahren nahmen die F&E-Aktivitäten auf diesem Themengebiet weltweit zu. So sind Teststrecken aufgebaut und bereits erste Testfahrten durchgeführt worden. Auch in Deutschland wird das Hyperloop-Konzept entwickelt und mit öffentlichen Mitteln gefördert. Es ist deshalb zu erwarten, dass das Konzept zukünftig auch auf politischer Ebene verstärkt diskutiert wird. Politische Entscheidungen können davon profitieren, wenn die aktuellen Fortschritte objektiv erfasst und berücksichtigt werden.

In dem Projekt wird die menschliche Leistungsfähigkeit bei der Kollisionsvorhersage aus dem Führerstand in Fahrversuchen unter realitätsnahen Bedingungen ermittelt. Ziel Im Projekt werden die fertigkeitsbasierten visuellen Wahrnehmungsfähigkeiten der Tf zur Kollisionsvorhersage unter realen Bedingungen quantifiziert und entsprechende funktionale Kennwerte ermittelt. Im Rahmen der dazu durchgeführten Versuchsfahrten auf einer Teststrecke oder im Betriebsnetz werden zudem Sensordaten aus einem Perzeptionssystem aufgenommen. Die Ergebnisse stellen eine Grundlage für die Genehmigung und Zulassung von ATO im Schienenverkehr und der Erfassung der Sicherheitsanforderungen nach dem entsprechenden Risikoakzeptanzkriterium der CSM-RA für ein technisches Wahrnehmungssystem dar. Beschreibung Das Ziel, fahrerlose Züge (Automatisierungslevel GoA3+) auf die Strecke zu bringen, erfordert die Entwicklung und Genehmigung sicherer Systeme, welche die menschlichen Triebfahrzeugführenden (Tf) u. A. im Hinblick auf die Kollisionsvorhersage ersetzen und mindestens die gleiche Sicherheit gewährleisten. Derzeitige Lösungsansätze hierzu beinhalten in der Regel eine Kombination verschiedenartiger Sensoren wie Kamera, Radar und Lidar, sowie den Einsatz von künstlicher Intelligenz. Um die menschliche Wahrnehmungsfähigkeit valide quantifizieren zu können, werden im Rahmen dieses Projektes umfassende Realfahrversuche im Triebfahrzeug erfolgen. Dabei wird die Erkennungsleistung der Tf von platzierten Objekten an der Strecke erfasst und zusätzlich Sensoren zur Datenaufzeichnung eingesetzt. Gewonnene Erkenntnisse und Datenmodelle werden gezielt aufbereitet zur geeigneten Verwendung in der Genehmigung und Zulassung von ATO Systemen.