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Erfahrungen anderer Verkehrsträger

Erstellt am: 11.07.2017 | Stand des Wissens: 20.04.2020
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Bauhaus-Universität Weimar, Professur Verkehrssystemplanung, Prof. Dr.-Ing. Plank-Wiedenbeck

Bereits heute werden auf dem Verkehrsträger Schiene unter anderem Flughafenbahnen, sogenannte Peoplemover, Metrosysteme und U-Bahnen im automatisierten Fahrbetrieb betrieben [ZuMo16]. In Deutschland findet ein Teil des U-Bahn-Netzes in Nürnberg im vollautomatischen und fahrerlosen Betrieb statt [INFRA01] und in Hamburg soll ab 2021 die erste vollautomatische U-Bahn fahren [Ham19]. Im Vergleich zum Straßenverkehr ist der Verkehrsraum Schiene gesetzlich abgeschlossen (gesetzlich festgelegte Begrenzungen des Verkehrsraums) und spurgeführt, was die Komplexität des Umfelds deutlich reduziert. Zudem werden Logiksysteme verwendet, und es wird mithilfe von Leitstellen eine externe Überwachung der Strecken durchgeführt, um Kollisionen zu vermeiden; im Straßenverkehr ist all das nicht möglich [ZuMo16 und MGLW15, S. 451]. Im Schienenverkehr wird die funktionale Sicherheit durch die Standards EN 50126 [EN50126], EN 50128 [EN50128] und EN 50129 [EN50129] beschrieben, im Straßenverkehr durch ISO 26262 [ISO26262]. Da diese Standards ausnahmslos von der Grundnorm IEC 61508 [IEC61508] abgeleitet wurden, weisen sie bezüglich der funktionalen Sicherheitsanforderungen auch alle die gleichen Grundzüge auf [WEKA16 und HeGE15]. In beiden Standards für die Verkehrsträger Straße und Schiene wird der automatisierte Betrieb jedoch nicht berücksichtigt. In Deutschland wurden vom Bund-Länder-Ausschuss zur Verordnung über Bau und Betrieb der Straßenbahnen entsprechende Anforderungen erarbeitet und vom "Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur" (BMVI) herausgegeben [WEKA16]. Im Schienenverkehr werden die Systeme von einer staatlichen Behörde (Eisenbahnbundesamt) überprüft, bevor sie in Betrieb genommen werden dürfen. Im Straßenverkehr muss der Hersteller selbst die Einhaltung der Normen sicherstellen. Erst wenn das Produkthaftungsgesetz (ProdHaftG) angewandt wird, müssen die entsprechenden Nachweise erfolgen [HeGE15].

Beim Datenschutz im Sinne der Identifizierung und Anonymisierung kann auf die Erfahrungen der Entwicklung des einheitlichen elektronischen Ticketings für den öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) zurückgegriffen werden. Hier wurde durch die Zusammenarbeit der Projektgruppe Smart Data für intelligente Mobilität eine Expertenrunde mit Politikern und Wirtschaftsvertretern mit dem Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) ein Kriterienkatalog zu datenschutzrechtlichen Aspekten aufgestellt, der mit entsprechenden Anpassungen für Nutzerdaten des automatisierten Fahrens angewendet werden kann. Das Ergebnis der Projektgruppe ist eine exemplarische Darstellung, wie man für komplexe IVS-Anwendungen Identifizierung und Anonymisierung gleichermaßen gewährleisten kann. Allerdings gibt es Anpassungsbedarf für den Kriterienkatalog, der in der Ergebnisdarstellung erläutert wird [ITGipfel15].

Im Luftverkehr sind aktuell keine Beispiele für eine Vollautomatisierung zu nennen. Zwar kommt in vielen Situationen der Autopilot zum Einsatz, doch gleichzeitig fungieren die Piloten stets als Überwacher und Bediener. Im Unterschied zum Straßenverkehr operiert der Luftverkehr in einem dreidimensionalen, gesetzlich abgeschlossenen Verkehrsraum. Ein Kollisionswarnsystem ist verpflichtend, und der Betrieb wird von der Flugsicherung extern überwacht [MGLW15, S. 451]. Ein weiterer wesentlicher Unterschied zum Straßenverkehr ist die deutlich geringere Stückzahl, in der elektronische Systeme für den Luftverkehr produziert werden. Mehrkosten durch eine höhere Anzahl elektronischer Komponenten fallen im Luftverkehr dadurch weniger ins Gewicht. Deshalb werden Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen meist durch die Verwendung aufwendiger Redundanzkonzepte sichergestellt [BENZ04, S. 51]. Auch im Luftverkehr wurde ein Standard zur funktionalen Sicherheit aus der IEC 61508 abgeleitet, die DO-178B [HILLE12, S. 9]. Darüber hinaus werden die Standards SAE ARP 4754 und SAE ARP 4761 angewandt [BENZ04, S. 54]. Des Weiteren gibt es auch hier eine staatliche Behörde (Luftfahrt-Bundesamt [LBA01a]), welche für die Zulassung der Flugzeuge verantwortlich ist [HeGE15].

Auch im Schiffsverkehr sind bisher keine höher automatisierten Fahrzeuge in Betrieb. Ebenso wie im Luftverkehr gibt es zwar die Funktion des Autopiloten, aber dennoch ist eine Besatzung verpflichtend [INGE14 und Roß17]. Wie im Straßenverkehr bewegen sich die Fahrzeuge im zweidimensionalen Raum, auch wenn gerade im Bereich der Hochseeschifffahrt Wind- und Wettereinflüsse eine größere Rolle spielen als im Straßenverkehr. Im Schiffsverkehr sind ebenfalls Systeme zur Überwachung vorhanden, die dafür sorgen, dass sich Schiffe frühzeitig erkennen und einander ausweichen können [Gole13]. Im Bereich der Standards gibt es keine branchenspezifische Anpassung der IEC 61508 [IEC61508], da die höhere Automatisierung im Schiffsverkehr im Vergleich zum Straßenverkehr bisher weniger stark entwickelt ist. Für die Betriebsabnahme sorgt hier die deutsch-norwegische Klassifizierungsgesellschaft DNVGL [NTV17].

Was die reine Zuverlässigkeit der sicherheitsrelevanten Faktoren betrifft, sind ähnliche Problemstellungen vorhanden, was sich auch daran erkennen lässt, dass mit der IEC 61508 die gleiche Grundnorm Anwendung findet [MGLW15, S. 451]. Im Vergleich zur Schifffahrt kann der Straßenverkehr sogar als Vorreiter auf dem Weg zur höheren Automatisierung gelten. Wie weiter oben erläutert, ist der Straßenverkehr von Rahmenbedingungen geprägt, die sich von denen anderer Verkehrsträger deutlich unterscheiden. Vor allem die externe Überwachung der anderen Verkehrsträger, die im Straßenverkehr aufgrund der deutlich höheren Anzahl von Fahrzeugen nicht vorstellbar ist, und die geringere Reaktionszeit bei auftretenden Problemen stellen anspruchsvolle Herausforderungen dar. Dementsprechend sind im Bereich der Standards auch andere Anforderungen zu definieren. In den Bereichen des Luft- und Schienenverkehrs lassen sich mit der Blackbox beziehungsweise dem Fahrtenschreiber jedoch sinnvolle Anwendungen finden, mit deren Hilfe Störungen während der Fahrt dokumentiert und im Anschluss geeignete Lösungen gefunden werden können. Auch im Straßenverkehr könnte eine solche Anwendung Vorteile bieten. Weiterhin kann man aus diesen Bereichen lernen, wie innerhalb der Bevölkerung eine Akzeptanz für die funktionale Sicherheit der Systeme geschaffen werden kann.
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Bauhaus-Universität Weimar, Professur Verkehrssystemplanung, Prof. Dr.-Ing. Plank-Wiedenbeck
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Security Autonomes Fahren (Stand des Wissens: 09.10.2017)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?475978
Literatur
[BENZ04] Benz, Stefan Eine Entwicklungsmethodik für sicherheitsrelevante Elektroniksysteme im Automobilbau, 2004
[Gole13] Golem.de (Hrsg.) System zur Sicherung der Schifffahrt ist unsicher, 2013/10/16
[Ham19] Ludowig, Carsten (Betreibergesellschaft hamburg.de GmbH & Co. KG) (Hrsg.) Neue U-Bahnlinie für Hamburg, 2019/01
[HeGE15] Heicon-Global Engineering (Hrsg.) EN 50128 - Funktionale Sicherheit in der Bahnindustrie, 2015/06/19
[HILLE12] Hillenbrand, Martin Funktionale Sicherheit nach ISO 26262 in der Konzeptphase der Entwicklung von Elektrik / Elektronik Architekturen von Fahrzeugen, 2012, ISBN/ISSN 978-3-86644-803-2
[INFRA01] INFRA Dialog Deutschland GmbH (Hrsg.) Nürnbergs U-Bahn fährt auf zwei Linien ganz ohne Fahrer, 2017
[INGE14] VDI Verlag GmbH (Hrsg.) Autonomer Frachtverkehr
Containerschiffe sollen automatisch und ohne Crew übers Meer steuern, 2014/04/08
[ITGipfel15] Lamp, M., Weicksel, J., et al. Ergebnisdokument der Fokusgruppe "Smart Data für intelligente Mobilität " - Nationaler IT Gipfel 2015, 2015/10
[LBA01a] Luftfahrt-Bundesamt (LBA) (Hrsg.) Aufgaben und Ziele des Luftfahrt-Bundesamtes, 2014/07/01
[MGLW15] Maurer, Markus, Gerdes, J. Christian, Lenz, Barbara, Winner, Hermann (Hrsg.) Autonomes Fahren
Technische, rechtliche und gesellschaftliche Aspekte, Springer Vieweg, E-Book , 2015, ISBN/ISSN 978-3-662-45854-9
[NTV17] n-tv Nachrichtenfernsehen GmbH (Hrsg.) Ohne Kapitän unterwegs
Die autonome Schifffahrt naht, 2017/04/08
[Roß17] Hendrik Roß Geht der Kapitän von Bord?, veröffentlicht in Deutsche Verkehrs Zeitung, Ausgabe/Auflage 9/2017, 2017
[WEKA16] WEKA FACHMEDIEN GmbH (Hrsg.) Normative Anpassung der ISO 26262 aufgrund des autonomen Fahrens, 2016/05/17
[ZuMo16] Zukunft Mobilität (Hrsg.) Automatisierter Bahnbetrieb und führerlose Züge: Eine Einführung (Technik, Vorteile, Hürden, Umsetzungszeitraum), 2014/11/08
Rechtsvorschriften
[EN50126] EN 50126 - Bahnanwendungen - Spezifikation und Nachweis von Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Instandhaltbarkeit und Sicherheit (RAMS)
[EN50128] EN 50128 - Bahnanwendungen - Telekommunikationstechnik, Signaltechnik und Datenverarbeitungssysteme - Software für Eisenbahnsteuerungs- und Überwachungssysteme
[EN50129] EN 50129 - Bahnanwendungen - Telekommunikationstechnik, Signaltechnik und Datenverarbeitungssysteme - Sicherheitsrelevante elektronische Systeme für Signaltechnik
[IEC61508] DIN EN 61508 - Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme
[ISO26262] ISO 26262 - Straßenfahrzeuge - Funktionale Sicherheit
Glossar
ITS Intelligent Transportation Systems (ITS) ist der Oberbegriff für Transportsysteme, die Informations- und Kommunikationstechnologie zur Unterstützung des Betriebes einsetzen. ITS-Funktionen unterstützen den Fahrer eines Transportmittels, sie sind damit deutlich von automatischen Transportsystemen zu differenzieren, die auf einen fahrerlosen Betrieb abstellen. Die wichtigsten neuen und zum Teil noch in Entwicklung befindlichen Anwendungsfelder zielen auf (1) Verkehrs- und Transportmanagement (Verkehrsinformationen, Verkehrslenkung, Verkehrs- und Parkleitsysteme, automatische Unfallmeldungen, Meldesysteme zum Gefahrgutmonitoring); (2) Elektronische Systeme zur Gebührenerhebung; (3) Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel (dynamische Fahrgastinformationen, Reservierung, spezifische Informationssysteme für Fahrradfahrer und Fußgänger, Steuerung individueller öffentlicher Verkehrsmittel); (4) Systeme zur Unterstützung der Fahrzeugsicherheit (Kollisionsdetektoren, Sektorisierung von Verkehrswegen).
Eisenbahn-Bundesamt Das Eisenbahn-Bundesamt (EBA) ist Aufsichts- und Genehmigungsbehörde für die Eisenbahnen des Bundes und Eisenbahnunternehmen mit Sitz im Ausland für das Gebiet der Bundesrepublik Deutschland. Es nimmt darüber hinaus die Landeseisenbahnaufsicht über die nichtbundeseigenen Eisenbahnen auf Weisung und Rechnung von 13 Bundesländern für diese wahr.
BMDV
Bundesministerium für Digitales und Verkehr (bis 10/2005 BMVBW, bis 12/2013 BMVBS und bis 11/2021 BMVI)

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?472571

Gedruckt am Samstag, 28. Mai 2022 00:19:25