Optimiertes Fahrprofil vPRO: die präzise Umsetzung des Fahrplans.

Das optimierte Fahrprofil vPRO ist die Ergänzung zur adaptiven Lenkung ADL: Kurz vor Abfahrt wird für jeden Personenverkehrszug mit den aktuell verfügbaren Daten ein energieoptimiertes und fahrdynamisch korrektes Fahrprofil gerechnet. Damit wird der Bahnverkehr noch pünktlicher und stabiler – und die Züge benötigen weniger Energie.

Für einen möglichst stabilen Bahnbetrieb ist ein gewisses Mass an Zeitreserven notwendig – Baureserven, Haltezeitreserven und allgemeine Fahrzeitreserven. Sie bilden zusammen mit den Fahrzeiten den sekundenscharfen betrieblichen Fahrplan der SBB. Dieser liegt dem Verkehrsmanagementsystem Rail Control System (RCS) zugrunde und bildet die Basis für die Überwachung und Steuerung des Bahnbetriebs in den Betriebszentralen.

Das Lokpersonal kannte bisher allerdings weder die Verteilung der Zeitreserven noch die betrieblichen Zeiten. Die Lokführerinnen und Lokführer haben sich vielmehr am Kundenfahrplan orientiert, also den am Perron angeschriebenen minutengenauen Kundenzeiten. Diese unterschiedlichen Fahrpläne waren eine Ursache für die teils grosse Streuung der Fahrten und die Abweichung zwischen Soll und Ist. Zudem sorgte die Diskrepanz immer wieder für Fragen zwischen Lokpersonal und Betriebszentrale.

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Die adaptive Lenkung (ADL) ist ein RCS-Modul, welches unnötige Signalhalte im Konfliktfall vermeiden soll. Dazu analysiert RCS-ADL das gesamte Bahnnetz online und bewertet gleichzeitig die Fahrsituationen aller Züge im Netz. Bei einem möglichen Konflikt zwischen Zügen berechnet RCS-ADL die jeweils optimale Geschwindigkeit und sendet diese an den elektronischen Assistenten (LEA) des Lokpersonals. Damit wird trotz gegenseitigen Störungen eine «grüne Welle» ermöglicht.

Für den pünktlich verkehrenden Regelbetrieb im Personenverkehr hat die SBB zum bisherigen System RCS-ADL nun die ergänzende Funktion vPRO entwickelt. Das optimierte Fahrprofil vPRO mit den präzisen, betrieblichen Zeiten schafft eine neue gemeinsame Basis in der Bahnproduktion. Erstmalig verwenden Lokpersonal, Fahrplan und Betrieb die gleichen Informationen. Damit kann das Lokpersonal seine Handlungskompetenz voll ausspielen und situativ die optimale Fahrstrategie wählen. So kommt es im pünktlichen Regelbetrieb zu weniger Konflikten – durch den verbesserten Zugfluss reduzieren sich Bremsungen und Halte vor den Signalen.

Und es gibt noch einen erwünschten Nebeneffekt von vPRO: Durch die angepassten Geschwindigkeiten und den flüssigeren Betrieb benötigen die Züge weniger Energie. Nach bisherigen Messungen reduziert sich der Energiebedarf im Regionalverkehr je nach Strecke und Rollmaterial um 2 Prozent bis 4 Prozent, im Fernverkehr zwischen 1 Prozent und 3 Prozent.

Die Berechnung des optimierten Fahrprofils vPRO wird jeweils kurz vor Abfahrt des Zuges in RCS vorgenommen und erfolgt in zwei Schritten.

Zuerst werden aus dem betrieblichen Fahrplan und den Zuglenkdaten mit einem Set an mathematischen Regeln die Fixpunkte identifiziert. Damit werden diejenigen Betriebspunkte bezeichnet, bei denen die Zeiten (Abfahrt, Ankunft, Durchfahrt) aus fahrplantechnischer Sicht möglichst genau einzuhalten sind. Diese Fixpunkte sind variabel und werden für jeden Zug täglich neu berechnet.

Anschliessend erzeugt ein automatisierter Algorithmus zwischen zwei Fixpunkten das optimierte Geschwindigkeitsprofil vPRO unter Berücksichtigung von Fahrweg, dem geplanten Rollmaterial und den Langsamfahrstellen. Für jeden Abschnitt ergibt sich so die notwendige Geschwindigkeit, um bei pünktlicher Abfahrt den nächsten Fixpunkt pünktlich zu erreichen. Die sekundenscharfen betrieblichen Zeiten für die Fixpunkte und die entsprechende Geschwindigkeitsempfehlung werden über die ADL-Schnittstelle an den elektronischen Assistenten (LEA) des Lokpersonals übermittelt. Auf dieser Grundlage kann das Lokpersonal eine passende Fahrstrategie wählen.

Die SBB hat die für vPRO notwendigen Algorithmen selbst entwickelt und in umfangreichen Betriebstests gemeinsam mit dem Lokpersonal über mehrere Jahre verbessert. Aktuell wird vPRO im Pilotbetrieb bei SBB Personenverkehr und dem Personenverkehr der BLS eingesetzt, der Einsatz bei weiteren Schweizer Bahnunternehmen folgen zu einem späteren Zeitpunkt. vPRO steht allen Eisenbahnverkehrsunternehmen mit Normalspur unentgeltlich über die ADL-Schnittstelle zur Verfügung. Das Bundesamt für Verkehr hat die Entwicklung von vPRO im Rahmen des Programms «Energiestrategie im öffentlichen Verkehr» finanziell unterstützt.

Bild-Legende: Die Basis vom optimierten Geschwindigkeitsprofil vPRO ist der Fahrplan. Für jeden einzelnen Zug werden täglich die betrieblich relevanten Fixpunkte bestimmt.
Bild-Legende: Unter Berücksichtigung von Rollmaterial, Fahrstrassen und Langsamfahrstellen wird 2h vor Abfahrt das optimierte Geschwindigkeitsprofil berechnet.
Bild-Legende: Die Berechnungen geschehen auf den Produktivsystemen von RCS.
Bild-Legende: Das Lokpersonal erhält bei jedem Zugaufruf die vPRO-Informationen über den ADL-Kanal geliefert und auf dem Tablet dargestellt.
Bild-Legende: Mit den neuen Informationen kann das Lokpersonal die ideale Fahrstrategie bestimmen, so dass die Züge sicher, pünktlich und wirtschaftlich ihr Ziel erreichen.