Stärkung der Schienennetze durch intelligente, vorausschauende Simulationen
Für die kommenden Jahre wird weltweit ein stetiges Wachstum des öffentlichen Schienenverkehrs erwartet. Eisenbahnunternehmen, Infrastrukturbetreiber und Bahnbehörden stehen daher vor großen Herausforderungen. Die größte Herausforderung besteht darin, die Schieneninfrastruktur zu optimieren, die Auslastung der Schienenwege zu maximieren und sowohl Fahrgäste als auch Güterverkehrsunternehmen zufriedenzustellen. Lösungen für diese Herausforderungen unterliegen Einschränkungen durch Sicherheitsvorschriften und dem Wunsch nach Energieeffizienz.
Die Simulation hat sich als unverzichtbares Instrument zur Entscheidungsunterstützung bei der Bewältigung dieser Herausforderungen erwiesen. Eisenbahnsimulationssoftware ist ein wichtiges Werkzeug für Bahnnetzbetreiber, wenn sie beispielsweise Pünktlichkeits- und Robustheitsanalysen von Fahrplänen durchführen. Außerdem wird die Simulation von Bahnnetzbetreibern für Sicherheits-, Kapazitäts- und Energieanalysen (zukünftiger) Infrastruktur genutzt.
InControl entwickelt fortschrittliche, individuell anpassbare Simulationssoftware für den Schienenverkehr, die von Betreibern, Planern und Verwaltern der Schieneninfrastruktur genutzt wird. Unsere Plattform ermöglicht die Erstellung detaillierter Modelle von Schienennetzen und unterstützt so Entscheidungen hinsichtlich zukünftiger Leistungsfähigkeit, Sicherheit, Kapazität und Innovation. Die Software hilft Unternehmen dabei, ihre Infrastruktur zu optimieren, die Pünktlichkeit zu verbessern und energieeffiziente Betriebsabläufe unter Einhaltung gesetzlicher Vorgaben zu bewerten. Zudem unterstützt sie die Bewertung neuer Technologien wie TMS, ATO und ERTMS vor deren Einsatz in der Praxis. Über die reine Analyse hinaus ermöglicht das System groß angelegte „Serious-Gaming“-Sitzungen, um Mitarbeiter zu schulen und Abläufe in realistischen, verteilten Simulationsumgebungen zu testen. Insgesamt bietet die jahrzehntelange Expertise von InControl Eisenbahnunternehmen ein leistungsstarkes Werkzeug für Planung, Innovation und Betriebsbereitschaft.
Anwendungen
InControl ist ein Experte für Eisenbahnsimulationssoftware und kennt sich mit den für den Eisenbahnbetrieb relevanten Konzepten und Systemen bestens aus. Durch die Verknüpfung unserer Simulationsplattform mit Kundenanwendungen, Werkzeugen und Datensätzen entwickelt InControl eine groß angelegte, mikroskopische und vielseitig einsetzbare Eisenbahnsimulationssoftware, die für folgende Zwecke genutzt werden kann:
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Simulationsstudien
Nutzen Sie Simulationen zur Unterstützung der Planung und Erstellung sowie zur Optimierung von Fahrplänen, Gleisbelegung und Energieeffizienz. -
Innovationsförderungs
Bewertung der Auswirkungen innovativer Maßnahmen und Systeme vor deren Umsetzung in die Praxis -
Serious-Gaming
Schulung von Mitarbeitern und Bewertung von Arbeitsbelastung, Abläufen und Prozessen im Rahmen groß angelegter Gaming-Sitzungen mit mehreren Anwendungen unter Nutzung einer verteilten Simulationsumgebung -
Kommunikation mit den Interessengruppen
Information der Interessengruppen über die Auswirkungen von Veränderungen und Innovationen
Anwendungsbereiche:
InControl hat sich zu einem Experten für Eisenbahnsimulationssoftware entwickelt und verfügt über fundierte Kenntnisse der für den Eisenbahnbetrieb relevanten Konzepte und Systeme. Durch die Verknüpfung unserer Simulationsplattform mit Kundenanwendungen, Werkzeugen und Datensätzen entwickelt InControl eine groß angelegte, mikroskopische und vielseitig einsetzbare Eisenbahnsimulationssoftware, die für folgende Zwecke genutzt werden kann:
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Simulationsstudien
Nutzen Sie Simulationen zur Unterstützung der Planung und Erstellung sowie zur Optimierung von Fahrplänen, Gleisbelegung und Energieeffizienz. -
Innovationsförderungs
Bewertung der Auswirkungen innovativer Maßnahmen und Systeme vor deren Umsetzung in die Praxis -
Serious-Gaming
Schulung von Mitarbeitern und Bewertung von Arbeitsbelastung, Abläufen und Prozessen im Rahmen groß angelegter Gaming-Sitzungen mit mehreren Anwendungen unter Nutzung einer verteilten Simulationsumgebung -
Kommunikation mit den Interessengruppen
Information der Interessengruppen über die Auswirkungen von Veränderungen und Innovationen
Simulationsstudien: Optimierung des Schienenverkehrs in der Region
Der von InControl für ProRail, den niederländischen Infrastrukturbetreiber, entwickelte Eisenbahnsimulator ermöglicht es Anwendern, große Netzwerke auf mikroskopischer Ebene zu simulieren und zu visualisieren. Die „Flexible Rail Infra Simulation of Operations“ (FRISO) unterstützt Anwender durch die automatische Erstellung eines vollständigen Simulationsmodells auf der Grundlage von Unternehmensdaten, das Folgendes umfasst:
- Infrastrukturdaten (z. B. Gleise, Signale, Weichen, Streckenführungen und Steigungen),
- Zugdaten (Beschleunigung und Bremsen, „Kreislauf”)
- Zugfahrpläne (Ankünfte, Abfahrten und Anschlüsse).
- Konfigurationsdaten für die Verkehrssteuerung
FRISO modelliert nahezu alle Aspekte eines Eisenbahnnetzes. Signale, Stellwerke, Weichen und Kreuzungen verhalten sich gemäß den Regeln der realen Welt. FRISO unterstützt sowohl das niederländische Sicherheitssystem NS’54 als auch das europäische ERTMS und implementiert die Zugsicherungssysteme ATB und ETCS. Die Zugbewegung wird unter Berücksichtigung physikalischer Eigenschaften und externer Faktoren wie Steigungen, Widerstand und Stromversorgung modelliert. Menschliche Faktoren werden durch verschiedene Agenten für Zugführer und Fahrdienstleiter dargestellt. Zusammen ergeben diese Elemente einen realistischen Eisenbahnsimulator.
FRISO unterstützt sowohl stochastische als auch nicht-stochastische Störungen, die an Realisierungsdaten aus früheren Jahren angepasst werden können. Parallele stochastische Simulationsläufe verkürzen die Gesamtsimulationszeit. Zu den Ausgabedaten gehören Zugdiagramme (Entfernung/Zeit, Geschwindigkeit/Entfernung, Höhe/Entfernung, Energie/Entfernung) sowie Gleisbelegungsdiagramme zur Bewertung von Fahrplänen und Infrastruktur. Weitere Ausgabedaten umfassen Sicherheit, Verspätungen, Energieverbrauch und Statistiken zu Bahnübergängen. Dank umfangreicher Protokollierung können Anwender zudem benutzerdefinierte Visualisierungen erstellen und statistische Analysen der simulierten Daten durchführen.
FRISO in einer Simulationsumgebung
FRISO kann während der Simulation Daten zum Zustand von Zügen und Infrastruktur senden und empfangen. Dies ermöglicht es externen Anwendungen, Aufgaben des Zugbetriebs (Lokführer und Zugbegleiter) sowie Leitstellenfunktionen zu übernehmen. Bei diesen externen Steuerungen kann es sich um automatisierte Systeme (z. B. ATO – Automatic Train Operation) oder um von Menschen bediente Systeme handeln, was eine vollständige „Human-in-the-Loop“-Simulation ermöglicht.
Innerhalb einer einzigen Simulation kann die Steuerung flexibel aufgeteilt werden. Verschiedene Teile des Netzes können gleichzeitig von FRISO oder von menschlichen Fahrdienstleitern verwaltet werden. Ebenso können einzelne Züge von FRISO, von menschlichen Lokführern oder von einem echten ATO-OB-Computer gesteuert werden – und zwar alles gleichzeitig. FRISO unterstützt mehrere Kommunikationsprotokolle, darunter DDS, die HLA-Implementierung von CERTI, DLLs und andere APIs.
Entwicklung und Bewertung von TMS, ATO und ERTMS
In FRISO sind mehrere Lokführer-Modelle implementiert, um Unterschiede zwischen den Lokführern zu untersuchen, darunter ein energieeffizientes Modell, das auf dem TimTimPro-DAS der NS basiert, sowie ein planbasiertes Modell. Das genaueste Modell ist ein agentenbasierter Lokführer, der anhand von Realisierungsdaten erstellt wurde.
FRISO unterstützt zudem die Untersuchung der Einführung von ATO. Es enthält ein ATO-Modul, das das Geschwindigkeitsprofil berechnet, das zur Erreichung der geplanten Ziele erforderlich ist. Über die EU-Rail-R2DATO-Projekts wurde eine echte ATO-Komponente zur Bewertung vor der Inbetriebnahme an FRISO angebunden. Diese Anbindung entspricht dem ERA-ERTMS-Standard „ATO SUBSET-125“, sodass jedes konforme ATO-System Züge in FRISO betreiben kann.
FRISO lässt sich zudem mit externen Verkehrsmanagementsystemen (Traffic Management Systems TMS) verbinden. Ein TMS optimiert Pünktlichkeit, Sicherheit und Energieverbrauch durch empfohlene Geschwindigkeiten, Umreihenfolge und Umleitung. Es überwacht den Verkehr, erkennt Konflikte, passt Fahrpläne an und optimiert Geschwindigkeitsprofile. FRISO ermöglicht den Vergleich, die Optimierung und die wissenschaftliche Forschung zu TMS- und TPE-Algorithmen.
Für ein kleines ERTMS-Pilotprojekt zwischen Amsterdam und Utrecht wurde FRISO zur Modellierung von ERTMS und Dual Signalling eingesetzt, um Erkenntnisse über den sicheren Übergang von Altsystemen zu gewinnen. Unabhängige Experten haben die ERTMS-Implementierung mit Dual Signalling in FRISO validiert. FRISO hat sich bei Studien zur ERTMS-Kapazität und Energieeffizienz als wertvoll erwiesen.
Serious Gaming: Simulationsbasiertes Training
FRISO wird in der verteilten Simulationsumgebung TRINITY eingesetzt, in der operative und simulierte Eisenbahnanwendungen mit FRISO interagieren, als würden sie mit der realen Welt kommunizieren. Anwendungen für die Fahrplan-Neuplanungen (ProRail), die Personalplanung und die Zugplanung (NS) können während der Simulationssitzungen gleichzeitig ausgeführt werden. Diese Konfiguration ermöglicht groß angelegte Sitzungen mit bis zu 40 Teilnehmern in vier verschiedenen Rollen.
TRINITY wurde im Rahmen der Projekte SiGMaT 1 und SiGMaT 2 erfolgreich zur Bewertung von ERTMS-Anwenderprozessen eingesetzt. Die Ergebnisse von SiGMaT 2 wurden auf dem SpoorPro-ERTMS-Kongress 2025 vorgestellt: „Indem man sie [Zugdisponenten und Lokführer] insbesondere mithilfe von Simulationsprogrammen an das Fahren unter ERTMS heranführt, steigt die Begeisterung bei allen immer mehr.“
TRINITY wurde eingesetzt, um Zugdisponenten auf Infrastrukturänderungen am Hauptbahnhof Utrecht vorzubereiten, dem verkehrsreichsten Bahnhof der Niederlande mit über 50 Millionen Fahrgästen pro Jahr. Die Simulation trug zu einem reibungslosen Übergang zum Betrieb einer Anlage bei, die nur noch über ein Drittel der ursprünglichen Weichen verfügt.
TRINITY kam auch in einem Pilotprojekt für einen neuen Fahrplan zum Einsatz, der sechs Intercity-Züge pro Stunde zwischen Amsterdam und Eindhoven vorsah. Im Rahmen von Simulationsläufen wurden verschiedene Szenarien getestet, darunter unbefugte Gleisbegehungen und defekte Züge.
Auswirkungen auf die Praxis
Erfahren Sie, wie unser Eisenbahnsimulator die Entscheidungsfindung in realen Fällen unterstützt:
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