Bahnbetreibende in Europa benötigen unabhängige Labore, um sicherzustellen, dass neue Technologien und Verfahren konform mit den vorhandenen Normen sowie den eingesetzten Zügen und der Infrastruktur sind. Jedes Produkt oder Programm in der Realität zu prüfen wäre zu zeitaufwendig und zu teuer. Daher braucht es unabhängige Labore, die die Tests sicher und schnell simulieren können. Im Eisenbahnlabor RailSiTe® erforscht das DLR seit über 10 Jahren neue Konzepte und Verfahren zur schnelleren Inbetriebnahme von komplexen Kommunikationssystemen für den Schienenverkehr. Für ETCS-Prüfungen ist das Labor zusätzlich nach DIN-ISO 17025 flexibel akkreditiert. Damit kann auch bei einem Versionswechsel von ETCS ohne erneute Auditierung durch die Deutsche Akkreditierungsstelle unmittelbar zulassungsrelevant geprüft werden.
Das RailSiTe® ist das Simulations- und Testlabor des DLR für Fragen rund um das Thema Eisenbahn. Es ermöglicht detailgetreue technische und betriebliche Simulationen sowie Tests von Eisenbahnleit- und Sicherungssystemen. Das Labor ist dabei in der Lage, die komplette Kette des Systems Schienenverkehr funktional im Detail abzubilden. Und zwar gilt dies von der streckenseitigen Leit- und Sicherungstechnik, dem Stellwerk, über Streckeninfrastruktur und Luftschnittstelle zwischen Strecke und Zug bis hin zur Fahrzeugseite.
Das RailSiTe® ist eines von nur sechs unabhängigen Laboren in Europa, die für Tests der Konformität und Interoperabilität von Subsystemen und Komponenten des European Train Control System (ETCS) eingesetzt werden. Bahnbetreibende profitieren von seiner modularen Architektur. Diese ermöglicht es, einzelne Komponenten der Leit- und Sicherungstechnik sowohl als Softwaremodul als auch als Hardwarekomponente über reale physikalische Schnittstellen in die Simulation zu integrieren. Herausragend ist die hohe Präzision des Labors. Die vollständige Kommunikation des Zielsystems wird bis zum letzten Bit entsprechend der realen Welt simuliert.
Das Institut für Verkehrssystemtechnik bietet mit dem RailSiTe® eine wirtschaftliche Möglichkeit für Interoperabilitätstests sowie Konformitätsnachweise für die Zertifizierung bzgl. der ETCS-Spezifikation. Das betrifft sowohl fertige Produkte oder kann bereits entwicklungsbegleitend genutzt werden. Durch den Forschungsbereich der Testautomatisierung werden die einzelnen Testphasen von der Testvorbereitung bis zur Berichtserstellung kontinuierlich in ihrer Qualität verbessert. Gleichzeitig werden Prozesse und Methoden entwickelt, die den Aufwand für die Durchführung des Konformitätstest verringern. Die Forschungsergebnisse fließen nach dem Nachweis ihrer Korrektheit unmittelbar in die Durchführung der Konformitätstests ein.
Das RailSiTe® ist durch seine modulare und generische Architektur nicht an eine bestimmte Sicherungstechnik gebunden, sondern kann für neue Technologien mit geringem Aufwand problemlos angepasst werden. Die Architektur ist dabei auf kommunikationsbasierte oder digitalisierte Eisenbahnleit- und Sicherungstechnik (LST) spezialisiert. Es können damit funktionale Prüfungen durchgeführt, also konkrete Nachrichteninhalte auf Konformität und Interoperabilität geprüft werden. Dafür wird das ETCS-Fahrzeuggerät über verschiedene Schnittstellen mit dem RailSiTe® verbunden. Im Nachgang werden die einzelnen Testsequenzen je nach Spezifikation (Subset-076 etc.) im Labor virtualisiert und automatisiert abgefahren. Ein Roboter übernimmt dabei die vom Triebfahrzeugführer zu tätigenden Eingaben. Der Vorteil, die Tests können im ganztägigen Betrieb gefahren werden. Im Anschluss werden die Ergebnisse mit den Anforderungen aus den Spezifikationen abgeglichen. Für die Methoden der Auswertung wurden automatisierte Bewertungen konzipiert, implementiert und innerhalb der Testkampagnen validiert. Dabei werden Schattensysteme genutzt – soll sagen, dass parallel zu validierten Tools, neue Werkzeuge zur Optimierung und Automatisierung des Prüfverfahrens angewandt werden. Die Prüfungen werden bis zur finalen Validierung der Tools weiterhin mit den bereits vorhandenen Methoden durchgeführt und die Ergebnisse beider Ansätze verglichen. Erst nach erfolgreicher Validierung der neuen Werkzeugkette wird diese für weitere Testkampagnen genutzt. Abschließend wird ein Prüfbericht erstellt, der das Ergebnis zusammenfasst und als Grundlage für eine Zulassung bei der entsprechenden Behörde dient. Aktuell wird das Labor häufig für Konformitätsprüfungen von ETCS-Fahrzeuggeräten, also den Hauptsteuergeräten auf einer Lokomotive genutzt. Diese Kampagnen helfen grundlegende Forschungsergebnisse rund um das simulationsbasierte Testen zu validieren. Eines dieser Ergebnisse ist die Reduktion der Durchführungszeit für die Tests der Fahrzeugrechner. In den vergangenen 10 Jahren konnte diese um ca. 50 Prozent verringert werden. Des Weiteren wurde die Qualität der Tests erheblich erhöht, messbar an Test- und Anforderungsabdeckung.
Bis heute engagieren sich die Mitarbeiter des Labors erfolgreich seit vielen Jahren in verschiedenen Forschungsprojekten. Unter anderem hat das DLR bei der Aktualisierung der Testspezifikationen Subset-076 und Subset-094 auf Baseline 3 mitgewirkt. Ein weiteres Beispiel ist die Mitwirkung bei den Shift2Rail Projekten, in denen unter anderem die Themen Zulassung und Testen im Labor auf europäischer Ebene mit dem Hintergrund der Standardisierung im Bahnbereich bearbeitet wurden und werden. Zusätzlich führt das DLR seit Jahren für diverse Industrieunternehmen aus dem Bahnbereich Prüfungen von deren neu entwickelten OnboardUnits durch, um unter Vorlage des Prüfberichtes beim Notified Body (Zulassungsbehörde) die Zulassung zu erlangen. Weitere Projekte zur Automatisierung und Digitalisierung von Testprozessen sowie Methode zur Prüfung einer Streckenprojektierung im Labor befinden sich in der Entwicklung.
Das DLR arbeitet unter anderem eng mit den fünf weiteren europäischen ETCS-Referenzlaboren, dem CEDEX in Madrid (Spanien), RINA in Genua (Italien), SNCF in Le Mans (Frankreich), Italcertifer in Rom (Italien) und Multitel in Mons (Belgien), zusammen. Mit dem RailSiTe® ist das DLR vorsitzendes Mitglied der European Accredited Labs (EAL), einem bei der EU anerkannten Zusammenschluss der ETCS-Testlabore.
Was genau wird denn geprüft?
In unserem Labor werden OnboardUnits geprüft, die in Zügen verbaut werden. Genau genommen wird die Funktionsfähigkeit der Software darauf getestet – also ob sie genau das macht was von ihr laut Vorgaben erwartet wird.
In welchem Zustand schicke ich die OnBordUnit in das Labor?
Die Entscheidung hierzu liegt beim Anbieter – wir können im Labor sowohl fertig entwickelte als auch entwicklungsbegleitend Geräte prüfen.
Was für eine Leistung kann ich von dem RailSiTe erwarten?
Ein Ergebnis unserer Leistung ist ein Prüfbericht aus dem Soll-Ist-Abgleich, in dem die Vorgaben aus der Spezifikation mit dem Ergebnis der virtuellen Testfahrten der OBU im Labor abgeglichen werden. Dieser Bericht kann als Grundlage für die Zulassung bei dem Notified Body genutzt werden. Wir können im Labor auch Strecken simulieren und Fehler, die im Feld aufgetreten sind, nachbilden und analysieren
Wen kann ich kontaktieren, wenn ich an einer Leistung des RailSiTes interessiert bin?
Es gibt eine Mailadresse, die gerne für Anfragen genutzt werden kann: raillab@dlr.de