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Schienenverkehr Bahn bringt Künstliche Intelligenz aufs Gleis

Pünktliche Züge trotz Störungen – in Stuttgart will die Deutsche Bahn zeigen, was mithilfe von KI möglich ist. Es ist eine Blaupause für die ganze Republik.
26.05.2021 - 15:49 Uhr Kommentieren
In größeren Verkehrsnetzen könne die Pünktlichkeit mit Hilfe der KI um eine zweistellige Prozentzahl verbessert werden. Quelle: dpa
Verspätungen bei der Bahn

In größeren Verkehrsnetzen könne die Pünktlichkeit mit Hilfe der KI um eine zweistellige Prozentzahl verbessert werden.

(Foto: dpa)

Frankfurt Fast jeder Bahnfahrer kennt das. Irgendwo in Deutschland gibt es eine Störung und innerhalb weniger Stunden läuft es auch am anderen Ende der Republik nicht mehr rund. Wenn es im Bahnsystem knirscht, dann ist häufig kaum noch etwas zu retten. Schon unter normalen Umständen ist das Schienennetz massiv belastet, an vielen Stellen sogar überlastet.

Schwer vorstellbar, was intelligente Computer hier besser machen sollen als die Disponenten der Bahn mit ihrer jahrelangen Erfahrung. Wenn die Gleise voll sind, sind sie schließlich voll.

Doch die scheidende Digitalvorständin der Deutschen Bahn, Sabina Jeschke, will bei der S-Bahn in Stuttgart zeigen, was in dem bestehenden System möglich ist. Künstliche Intelligenz soll dabei helfen, den Verkehr bei Störungen möglichst effizient zu steuern und so schnell wieder zum normalen Fahrplan zurückzukehren. Das soll auch ermöglichen, noch mehr Züge auf die Strecke zu bringen.

„Der Bahnbetrieb ist sehr komplex. Eine kleine Dispositionsentscheidung in Hamburg kann zu Beeinträchtigungen in Passau führen“, sagte Jeschke dem Handelsblatt. „Der Mensch kann in diesem System gar nicht alle Folgen einer Entscheidung erfassen. Hier hilft ihm Künstliche Intelligenz.“ Das Projekt in Stuttgart ist eine Blaupause für den Rest der Republik. Noch in diesem Jahr soll die S-Bahn in einer weiteren deutschen Stadt das System nutzen.

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    Das im konzerneigenen „House of AI“ zusammen mit DB Netz entwickelte System funktioniert so: Bei Störungen oder Engpässen im Netz berechnet die KI die Folgen verschiedener Entscheidungen. „Das System simuliert verschiedene Szenarien und visualisiert diese über eine Art Videofilm, den man vor- und zurückspulen kann“, beschreibt Jeschke das Vorgehen. „Daraus leitet die KI dann Handlungsempfehlungen ab. Die Entscheidung, was getan wird, trifft aber der Mensch.“

    Ein Beispiel: Eine Strecke verengt sich von zwei Gleisen auf eines. Wegen einer Störung im Netz stehen plötzlich zwei Züge vor einem Signal, die beide auf das eine Gleis müssen. Der erste Gedanke wäre, jenen Zug loszuschicken, der als erster das Signal erreichte. Doch in vielen Fällen ist genau das nicht die optimale Entscheidung, um den Bahnverkehr schnell wieder zurück zum normalen Betrieb zu bringen.

    Erste Tests zeigen bessere Pünktlichkeitswerte

    Manche Fahrgäste mögen irritiert sein, dass sie dann länger auf die Weiterfahrt warten müssen als der später eingetroffene Nachbarzug. Doch so kommt das Gesamtsystem unter Umständen wieder schneller ins Lot. Bei ersten Tests in Stuttgart habe sich jedenfalls gezeigt, dass die Pünktlichkeit bei Störungen um bis zu drei Prozentpunkte gesteigert werden konnte, sagt Jeschke.

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    Das mag auf den ersten Blick nach wenig klingen. Doch je mehr chronische Engpässe im Bahnnetz die KI nutzen werden, desto stärker wird sich das auswirken. „Wir werden das System zunächst an den besonders belasteten Knoten im Netz einführen. Probleme in diesen Knoten sind es häufig, die wie in einem Dominospiel das gesamte Netz beinträchtigen“, sagte die Bahn-Managerin. In größeren Verkehrsnetzen könne die Pünktlichkeit mithilfe der KI sogar um eine zweistellige Prozentzahl verbessert werden.

    Wie nahezu alle Unternehmen arbeitet auch die Bahn schon länger am Thema Künstliche Intelligenz. Sie wird zum Beispiel genutzt, um den Kunden in der Bahn-App aktuelle Informationen über ihre Zugverbindung zur Verfügung zu stellen. Auch der Roboterkopf „Semmi“, der im Juni 2019 testweise eingesetzt wurde, um Fragen der Reisenden zu beantworten, griff auf KI zurück.

    Das nun in Stuttgart genutzte System ist allerdings der bisher tiefste „Eingriff“ in den Betrieb der Deutschen Bahn. Doch bei der Umsetzung gilt es, einige Hürden zu überwinden. Technisch sei es gar nicht so aufwendig, so ein System flächendeckend einzuführen, sagte Jeschke: „Die größere Herausforderung ist das Umdenken. Man muss akzeptieren, dass eine Künstliche Intelligenz in bestimmten Situationen eine kritische Lage besser bewerten kann als ein Disponent.“

    Mitarbeiter behalten die volle Handlungshoheit

    Der Einsatz der KI habe nichts damit zu tun, dass die Bahn die Leistungen der Mitarbeiter nicht wertschätzen würde, richtet die Managerin eine klare Botschaft an die Bahn-Belegschaft: „Diese behalten auch weiter die volle Handlungshoheit. Sie werden aber bei ihrer Arbeit unterstützt.“

    Gleichzeitig hofft die Bahn, durch den Einsatz der KI die Gleise effizienter nutzen zu können. Das ist deshalb wichtig, weil die Bahn von der Politik mit Blick auf den Klimaschutz ehrgeizige Vorgaben bekommen hat. So soll die Zahl der Fahrgäste auf mehr als 260 Millionen pro Jahr verdoppelt werden. Der dafür notwendige Ausbau des Schienennetzes dauert aber lange. Deshalb gilt es, das vorhandene Netz gleichzeitig so effizient zu nutzen, wie es irgendwie geht. Mithilfe Künstlicher Intelligenz sollen die Züge deshalb enger getaktet werden.

    Auch bei der Wartung der ICEs will die Bahn künftig die selbstlernenden Systeme einsetzen. Dazu inspiriert habe der Hinweis von Mitarbeitern des Instandhaltungswerkes in München. Um die Schraubverbindungen etwa an den Lüftungsgittern zu überprüfen, mussten diese bisher auf das Dach des Zuges klettern. „Eine erste Idee kam von unseren Mitarbeitern aus dem Werk München, die gefragt haben, ob die visuelle Inspektion eines ICE-Daches nicht einfacher und schneller mit Kameras zu bewerkstelligen ist“, erzählt Jeschke.

    Mittlerweile baut die Bahn Kamerabrücken auf dem Werksgelände auf, unter denen der Zug durchfährt. Auch andere Werke, die die Bahn modernisiert, werden sukzessive mit solchen Brücken und der notwendigen KI ausgestattet. „Wenn der ICE in der Halle ankommt, wissen die Mitarbeiter schon, wo sie eventuell Schrauben nachziehen müssen. Dadurch entlasten wir unsere Werke, die häufig jenseits ihrer Kapazitätsgrenze arbeiten“, so Jeschke. Das verkürze die Wartung, sodass die Züge pünktlicher bereitgestellt werden könnten.

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