Informatisierung des Schienenverkehrs Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Informatisierung des Schienenverkehrs Peter Zoche Abteilungsleiter Informations- und Kommunikationssysteme Fraunhofer-Institut Systemtechnik und Innovationsforschung ISI Breslauer Straße 48 D-76139 Karlsruhe Folie 1 peter.zoche@isi.fraunhofer.de

Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Agenda 1 Herausforderungen für die DB AG (I&K-Sicht) 2 Evolution der Services Herausforderungen und Chancen Status und Evolution der verschiedenen Serviceklassen 3 Netzarchitektur (Status und Evolution) Status und Evolution der Telekommunikationswelt (allgemein) Status und Evolution der Telekommunikation bei der DBAG Bausteine des Zugangsnetzes der DB AG Aufbau des Transportnetzes der DB AG 4 Schlussfolgerungen zur Diskussion Folie 2

1 Herausforderungen für die DB AG (I&K-Sicht) 2 Evolution der Services Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Agenda 1 Herausforderungen für die DB AG (I&K-Sicht) 2 Evolution der Services 3 Netzarchitektur (Status und Evolution) Folie 3

1 Herausforderungen für die DB AG Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin 1 Herausforderungen für die DB AG Intelligente Fahrzeuge Automatisierung des Betriebes Kostenvolumen senken Attraktivität steigern Durchgängig einheitliche Telekommunikationsplattform Intelligente Trasse Integration der Telekommunikationsinfrastruktur (DB Telematik) Folie 4

2 Evolution der Services Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin 2 Evolution der Services Herausforderungen und Chancen Status und Evolution der verschiedenen Serviceklassen 3 Netzarchitektur (Status und Evolution) Folie 5

Evolution der Services Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Evolution der Services Treiber: Rationalisierungsdruck im Betrieb Durchsatzsteigerungen im Netz Steigerung der Attraktivität der Bahn Entwicklung neuer Produkte für den Endkunden Chancen: Neue Technologien Weitgehende Standardisierung der Technik Organisatorischer Neuanfang Folie 6

Evolution der Services - Die verschiedenen Serviceklassen Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Evolution der Services - Die verschiedenen Serviceklassen Bahnbetriebsrelevant Essentiell notwendig für die Funktion des Gesamtsystems der Bahn („Mission Critical“) Vorgaben des EBA bindend Bahnspezifisch Gestalten das System Bahn effizienter und kundenfreundlicher Differenzierungspotential gegenüber anderen EVUs Marktgängig (Anwendungen für Bahn und Kunden) Enthalten keine Bahnspezifika Frei am Markt beschaffbar und vermarktbar Folie 7

Evolution der Services - Bahnbetriebsrelevante Anwendungen Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Evolution der Services - Bahnbetriebsrelevante Anwendungen Beinhalten alle Telematikanwendungen Netzwerkmanagement über Betriebszentralen Heute Dienen der Überwachung des Streckenzustandes, Streckenbelegung, Zugposition, Steuerung und Disposition Evolution Erweiterung der Überwachungsfunktionen der Trassen, der Einrichtungen, des rollenden Materials Erweiterte Überwachungsaufgaben durch Einführung von ETCS Weitere Vernetzung und Redundanz der BZn, Unterzentralen und Stellwerke Vorteile für die DB Effizientere Auslastung der Strecken und des rollenden Materials Weitere Erhöhung der Sicherheit durch zusätzliche Überwachung Folie 8

Evolution der Services - Bahnbetriebsrelevante Anwendungen Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Evolution der Services - Bahnbetriebsrelevante Anwendungen GSM-R / GPRS-R Heute Sprach- und Datenkommunikation zwischen stationären und mobilen Einrichtungen / Personal Evolution Ausbau der Datenanwendungen zwischen Zug und stationären Einrichtungen (Fahrplan, Dispositions-Entscheidungen, Netzzustand, Diagnosemeldungen) Ausbau der Datendienste für ETCS Anwendungen Datenaustausch mit Wartungsteams entlang der Strecke Anbindung von Überwachungsanlagen entlang der Strecke Vorteile für DB Online Datenanbindung auch des rollenden Materials Verringerung des manuellen Handlings Effizienterer Betrieb der Strecken und des rollenden Materials Weitere Erhöhung des Sicherheitsstandards Folie 9

Evolution der Services - Bahnbetriebsrelevante Anwendungen Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Evolution der Services - Bahnbetriebsrelevante Anwendungen Bedarfsgesteuerte Wartung und Inspektion Heute Überprüfung und Wartung nach festen Plänen Evolution Einsatz von Sensoren in Streckenanlagen (Verschleiß, Wasser- und Brandschaden, Bewuchskontrolle) und rollendem Material (Heißläufer, Unwucht, Bremsen, Betriebsstoffe, Sanitäreinrichtungen, etc.), zur kontinuierlichen Zustandsmeldung Wartung und Austausch belastungsabhängig oder nach technischem Zustand Videoüberwachung zur Vermeidung von Beschädigungen und Vandalismus Vorteile für DB Verringerte Aufwendungen für Material und Personaleinsatz Effizienterer Einsatz der ortsfesten Anlagen und des rollenden Materials Folie 10

Evolution der Services - Bahnspezifische Anwendungen Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Evolution der Services - Bahnspezifische Anwendungen Reisebuchung Heute Ticketautomaten teilweise online zum zentralen Buchungssystem. Abgleich der Buchung mit dem aktuellen Fahrplan und ad hoc Platzreservierung noch nicht möglich. Evolution Vollständige Online Anbindung aller Ticketautomaten Buchung und Platzreservierung vorrangig Online Einführung eines elektronischen Tickets Vorteile für DB Genauere Kenntnis über Reisedaten Bessere Disposition des rollenden Materials Elektronisches Ticket erleichtert Kontrolle Folie 11

Evolution der Services - Bahnspezifische Anwendungen Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Evolution der Services - Bahnspezifische Anwendungen Fahrgastinformation Heute Informationen während der Reise sind „Handarbeit des Zug- und Bahnhofspersonals“ und könnten aktueller sein. Anzeigesysteme nicht frei programmierbar. Evolution Personalisierte Reiseinformationen auf PDA Grosse LCD Displays, frei programmierbar und grafikfähig Mobile Online Terminals für DB Mitarbeiter am Bahnsteig Kopplung aller Anzeigen und Infos mit den aktuellen Daten des Fahrplans Vorteile für DB Höhere Akzeptanz und Kundenbindung Weniger manueller Aufwand von Bahnmitarbeitern und damit Rationalisierungspotenzial Folie 12

Evolution der Services - Bahnspezifische Anwendungen Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Evolution der Services - Bahnspezifische Anwendungen 3S-Anwendungen Service, Sicherheit, Sauberkeit Heute Überwachung der stationären Einrichtungen durch Videoüberwachung und Sicherheitspersonal. Evolution Ausbau der Videoüberwachung von Streckenanlagen und rollendem Material Erweiterte zentralisierte Überwachung in 3S Zentralen Überwachung der Strecken auf systemfremde Hindernisse Vorteile DB und Kunden Erhöhung Attraktivität der Bahn als sicheres Reisemittel Durch Abschreckung werden Schäden durch Vandalismus reduziert Effizienterer Betrieb aufgrund verringerter Störungen und Beschädigungen Durch zentralisierte Videoüberwachung kann sich Ratiopotential beim Sicherheitspersonal ergeben Folie 13

Evolution der Services - Bahnspezifische Anwendungen Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Evolution der Services - Bahnspezifische Anwendungen Flottenmanagement Heute Güterverfolgung über eindeutige Zugnummer, Information jedoch nur teilweise in den Systemen verfügbar. Lokalisierung des rollenden Materials nicht immer möglich Evolution Schaffung von durchgängigen intermodalen Transport- und IT Ketten und elektronischer Transportpapiere zur Bewältigung des gesteigerten Verkehrsaufkommens Ortungssystemen aus Kombination von GPS und GSM-R Vorteile für DB Genaue Kenntnis über Standort und Transport der einzelnen Züge/Waggons/Transportgüter Verkehrsaufkommen wird wieder auf Bahn verlagert werden Effizientere Auslastung des rollenden Materials Weniger Umweltbelastung Beschleunigte Abwicklung des grenzüberschreitenden Verkehrs Folie 14

Evolution der Services - Marktgängige Dienste bahnintern Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Evolution der Services - Marktgängige Dienste bahnintern Interne Anwendungen Heute Verwendung von Standardanwendungen SAP, Intranet, Sprachdienst, Lotus Notes etc. mit wenig Mobilität Evolution Mobile Office LBS für gezielte Erreichbarkeit von DB Mitarbeitern (Wartungsteams an der Strecke) Mobile Reiseinformation am Bahnsteig Vorteile für DB Lokalisierung und Erreichbarkeit von Mitarbeitern für optimiertes Work Force Management (z.B. Wartungsteams) Mobile Mitarbeiter benötigen weniger Bürofläche Mobiler Einsatz von Mitarbeitern bei ständigem Zugriff auf Daten des Firmennetzes Folie 15

Evolution der Services - Marktgängige Dienste für Reisende Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Evolution der Services - Marktgängige Dienste für Reisende Evolution Mobile Office Internetzugang im Bahnhof und im Zug Video on Demand als Unterhaltungsangebot Vorteile für DB Erhöhung der Attraktivität des Bahnfahrens Einnahmemöglichkeit für DB als Access Netzbetreiber für: Mobile Office, Internet und Video on Demand Folie 16

1 Herausforderungen für die DB AG (I&K-Sicht) 2 Evolution der Services Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin 1 Herausforderungen für die DB AG (I&K-Sicht) 2 Evolution der Services 3 Netzarchitektur (Status und Evolution) Status und Evolution der Telekommunikationswelt (allgemein) Status und Evolution der Telekommunikation bei der DBAG Bausteine des Zugangsnetzes der DB AG Aufbau des Transportnetzes der DB AG Folie 17

Heutige Telekommunikationswelt (allgemein) Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Heutige Telekommunikationswelt (allgemein) Folie 18

Telekommunikationswelt im Übergang (allgemein) Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Telekommunikationswelt im Übergang (allgemein) Folie 19

Telekommunikationswelt der Zukunft (allgemein) Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Telekommunikationswelt der Zukunft (allgemein) Folie 20

Konvergente Netze (allgemein) Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Konvergente Netze (allgemein) Eine Netzinfrastruktur, die Mobilität unterstützt Arbeitsplätze, die an jedem Punkt des Netzes aktiviert werden können Applikationen, die von überall erreichbar sind (mobil und fest) Virtuelle Netze, die die Arbeitsprozesse abbilden Folie 21

Overall Architektur der nächsten 10-15 Jahre (1) Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Overall Architektur der nächsten 10-15 Jahre (1) Die Telekommunikationsarchitektur der Zukunft basiert auf paketorientierten Systemen Das Protokoll der Schicht 3 wird IP sein Auf Schicht 1 und 2 werden sich eine Vielfalt von Protokollen noch relativ lange halten Optische Übertragungsnetze werden weiter dramatisch in ihrer Leistungsfähigkeit wachsen Bisher getrennte Lösungen auf Schicht 1-3 werden in einer Systemlösung integriert werden, und einheitlich gemanaged werden Folie 22

Overall Netzarchitektur der nächsten 10-15 Jahre (2) Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Overall Netzarchitektur der nächsten 10-15 Jahre (2) VPN`s können sowohl auf Schicht 1, 2 als auch auf Schicht 3 realisiert werden Aus Kompatibilitätsgründen wird es noch eine geraume Zeit Gateways zu existierenden Netzen geben Die Mindestbandbreite für die Anbindung von Gebäuden und Standorten sollte 2 Mbit/s sein Züge müssen in Bezug auf Erreichbarkeit, Bandbreite und Kommunikation wie Gebäude behandelt werden Differenzierung in Verfügbarkeit, Sicherheit und Dienstgüte findet über Virtuelle Private Netze (VPN`s) statt Folie 23

Die verschiedenen Bausteine für das Zugangsnetz Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Die verschiedenen Bausteine für das Zugangsnetz Möglichkeiten für Netzzugang in Zügen und Gebäuden DSL über Kupferkabel (nur Gebäude) Mobilfunk WLAN Richtfunk Satellitenlösungen Folie 24

Aufbau des transparenten Transportnetzes (Netzplattform) Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Aufbau des transparenten Transportnetzes (Netzplattform) Eine einheitliche Netzplattform für alle Telekommunikationsdienste der Bahn muss folgenden Anforderungen genügen: Strukturelle Flexibilität (Einrichten, Ändern und Betreiben von virtuellen Netzstrukturen) Klare Trennung der bahnbetriebsrelevanten (=EBA) von den restlichen Diensten Differenzierte Einstellung der Dienstgüte je nach Anwendung Höchste Zuverlässigkeit der Netzknoten (Carrier Class) ... Folie 25

Aufbau des transparenten Transportnetzes (Netzplattform) Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Aufbau des transparenten Transportnetzes (Netzplattform) Eine einheitliche Netzplattform für alle Telekommunikationsdienste der Bahn muss folgenden Anforderungen genügen: ... Ende zu Ende Management der Bandbreite, Verfügbarkeit und Sicherheit (Individuelle SLA`s) Voraussetzung für eine nutzbringende Einführung von Voice over IP in größeren Netzen ist QoS der Netzplattform E2E Auf der konvergenten Plattform kann Sprache wie alle anderen Anwendungen integriert genutzt werden Folie 26

Schlussfolgerungen zur Diskussion Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Schlussfolgerungen zur Diskussion IKT sind ein Kernthema zur erfolgversprechenden Realisierung notwendiger Innovationsprozesse im Bereich Bahn. Netze sind ein Element der Infrastruktur und als solche Plattform für ganzheitliche Sicherungs-, DV- und Kommunikationsdienste. Der Aufbau einheitlicher Plattformen dient wettbewerblich-ökonomischen und zukunftsorientierten versorgungstechnischen Anforderungen gleichermaßen. Folie 27

Informatisierung des Schienenverkehrs Workshop Mobilitäts- und Kommunikationsstrategien Alcatel SEL Stiftungskollegs für interdisziplinäre Verkehrsforschung an der TU Dresden 1. Europäischer Verkehrskongress der DVWG, 7./8. November 2002 in Berlin Informatisierung des Schienenverkehrs Vielen Dank ! Peter Zoche M.A. Leiter der Abteilung Informations- und Kommunikationssysteme Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung ISI Breslauer Straße 48 D-76139 Karlsruhe T: +49 (0)721 6809-152 F: +49 (0)721 6809-131 peter.zoche@isi.fraunhofer.de http://www.isi.fhg.de/iuk/ Folie 28