Transport und Logistik
25. August 2021 6:00  Uhr

Die Logistik wird grün und digital

Der Güterverkehrsanbieter DB Cargo skizzierte in der Techbase in Regensburg, wie man bis zum Jahr 2030 doppelt so viele Waren auf das bestehende Schienennetz bringen will.

2020 hat die Deutsche Bahn einen völlig neuen Kupplungsmechanismus für ihre Güterwagen präsentiert. Die digitale automatische Kupplung (DAK) beschleunigt das Zusammenstellen von Güterzügen. Foto: Oliver Lang – Deutsche Bahn AG

Von Rebecca Sollfrank

REGENSBURG. 25 Prozent des deutschlandweiten CO2-Ausstoßes aus dem Verkehr stammen aus dem Lkw-Gütertransport. Ein voll beladener Güterzug ersetzt bis zu 52 Lkw auf der Straße. „Wir wollen bis 2030 doppelt so viele Güter wie bisher auf der Schiene statt auf der Straße transportieren“, erklärte Sergiu-Matei Burciu, Leiter Asset Digitalization & Automation bei der DB Cargo, in seinem Vortrag im Forum „Mehr Grün in der Logistik“ im Rahmen des 10. Bayerischen Innovationskongresses Mitte Juli in der Techbase. Aber wie soll man auf dem bestehenden Schienennetz, auf dem Personen- und Güterverkehr bereits jetzt hart um Platz konkurrieren, doppelt so viele Güterzüge unterbringen? Die Antwort von Burciu kam prompt: „Effizienzsteigerung durch konsequente Digitalisierung der Prozesse.“

Wichtiger Schlüssel für die Pariser Klimaziele

Burciu skizzierte den Güterverkehr als wichtigen Schlüssel für das Pariser Klimaziel, den CO2-Ausstoß für 35 Millionen der derzeit rund 83 Millionen Lkw-Fahrten pro Jahr im Land auf null zu senken. Burciu: „Langfristig gelingt das durch Umstieg auf Elektrifizierung der Flotten und grüne Kraftstoffe. Kurzfristig durch den Umstieg auf die Schiene.“

Das Schienennetz selbst soll in Deutschland nach und nach digital werden. Ein Baustein, der bereits teilweise im Einsatz ist: das europaweit einheitliche Zugbeeinflussungssystem ETCS, das in Zukunft das klassische Streckensignal ersetzen soll. Dabei werden Geschwindigkeit sowie Brems- und Beschleunigungsvorgänge mithilfe von Streckentranspondern automatisiert. Die neue ETCS-Steuerung durch Funk soll zusammen mit digitaler Stellwerkstechnik (DSTW) die Schienenauslastungskapazitäten deutlich erhöhen. Zusätzlich sollen im Datentransfer langsamere Kupferkabelverbindungen durch Ringleitungen aus schneller Glasfaser ersetzt werden. Eine Kombination aus digitalen Karten, Satellitenortung und Sensoren am Fahrzeug soll eine Echtzeitortung der einzelnen Züge ermöglichen. Die Züge von morgen sollen ihr Umfeld durch Sensoren wahrnehmen und dank intelligenter Software im Hintergrund auf Hindernisse schnell reagieren können. „Automatic Train Operation“ nennt sich schließlich eine Art intelligenter Autopilot, der für mehr Fluss auf den Schienen sorgen soll. Der Fahrdienstleiter wird außerdem durch lernende Algorithmen und künstliche Intelligenz bei seinem Verkehrsmanagement unterstützt.

Das System Güterverkehr hat allerdings in seiner digitalen Transformation noch ganz andere Herausforderungen vor sich. Denn die Abläufe hier sind hochkomplex. Ein fast schon Gordischer Knoten sind die Zugbildungsanlagen. Ein durchschnittlicher Güterzug ist mit Containern verschiedener Absender und Empfänger beladen, die selten auf ganzer Strecke denselben Weg haben. Sergiu-Matei Burciu formulierte beim Forum „Grüne Logistik“ in Regensburg ganz klar, was erreicht werden muss: „Ein schnellerer Umlauf der verfügbaren Container im System.“ Helfen sollen hier hochautomatisierte digitale Zugbildungsanlagen.

Abläufe per Hand sind viel zu langsam

Bisher laufen praktisch alle Arbeiten bei der Zugbildung händisch ab – von der technischen Eingangskontrolle über das Trennen und Neuarrangieren einzelner Waggons bis zur Ausgangskontrolle. Eine händische Zugbildung könne gut und gerne mal einen ganzen Tag dauern, je nach Auslastung der technischen und personellen Ressourcen. In der Zugbildungsanlage der Zukunft scannt eine Kamerabrücke die einfahrenden Waggons und Container. Ein nachgeschalteter lernender Algorithmus erkennt Schäden am Material, die einen Austausch nötig machen. Nachdem die Züge an den gewünschten Stellen entkuppelt wurden, schiebt sie eine vollautomatische Abdrücklok auf einen Ablaufberg. Mit digitalgesteuerten Weichen werden die Züge schließlich neu für den Ausgang gebildet. Diese Szenarien, das stellte Burciu klar, seien mitnichten rein theoretisch. Bereits jetzt wird die automatisierte Erkennung betriebsrelevanter Schadbilder und die Auswertung durch KI in einer Pilotanlage in Nürnberg getestet, der Rollout in weitere Anlagen wurde gestartet. In einem Förderprojekt wird demnächst mit den Hochschulen am KI-Einsatz für den Güterverkehr weiter geforscht. Der Demonstrator einer automatisierten Abdrücklok mit digitaler Hinderniserkennung konnte schon zwei Innovationspreise gewinnen. Prototypen sollen bis Ende 2024 zusammen mit der Technischen Hochschule Nürnberg entwickelt werden.

Ein weiterer Baustein: die digitale Prozesssteuerung in der Disposition. Denn noch sind es menschliche Fachkräfte, die die Wege der Waren auf Schiene, Straße und Wasserstraße planen müssen. Und das wird auch so bleiben. Da war sich Burciu beim Green Tech Forum mit seiner Rednerkollegin, Sarah Rodermund von der LIS-Solutions GmbH, einig. Die stellte in der Techbase den digitalen Ressourcenplaner für Disponenten vor. Die extreme Komplexität des weltweiten Güterverkehrs lasse sich längst nicht mehr nur allein mit Erfahrung und Fachwissen ressourcenschonend und damit umweltverträglich managen. Denn die Rahmenbedingungen für die Warendisposition ändern sich schon während der Planung und oft noch während der Ausführung. Mitarbeiter und Maschinen, aber auch Qualifikationen und Wege sind neben Treibstoffen wichtige Ressourcen, die es möglichst effizient einzusetzen gilt.

Vernetztes und lernendes Dispositionssystem

Als selbstanpassendes System, das alle wichtigen Daten vernetzt, optimiert der digitale Ressourcenplaner die Warenwege und sagt KI-gestützt mögliche Entwicklungen voraus. Und er reagiert in Echtzeit auf unerwartete Entwicklungen wie einen festgefahrenen Tanker im Suezkanal. Algorithmen und KI bleiben aber immer Helfer für den menschlichen Disponenten, betont Rodermund. „Denn die Entscheidungen in der Feinplanung müssen auch empathisch sein für die Leistungsfähigkeit der Mitarbeiter. Die richtige Mischung aus Technologie und Erfahrung muss die Basis grüner Logistik der Zukunft sein.“