“德国制造”新一代列车控制系统

全球各地不断发展的城市都面临着类似的挑战:污染使天空变暗，空间越来越少，交通堵塞占用了人们的时间，减缓了全球物流热潮。气候保护措施不能再推迟了。欧洲的目标设定得很高:到2050年实现气候中和。为了实现这一重要目标，运输排放(例如在德国)必须减少至少50%。与此同时，客运和交通运输对流动性的需求正在增加运费交通工具。

由此可见，绿色出行的解决方案不能仅仅是限制交通。零排放社会只有通过增加流动性和减少排放才能取得成功。铁路运输的排放量已经占到交通运输部门排放量的不到1%。如果到2030年铁路乘客数量达到预期的两倍，德国将节省2600万吨二氧化碳₂．但是，为了实现这一目标，铁路运输必须提高运力和吸引力。

最好的报价紧随需求。数字化正将铁路弹射进一个新时代:更大的运力、更准点率、更高效的能源、更短的旅行和等待时间——简而言之:100%的可靠性。自动驾驶、高速列车、强大的欧洲铁路——欧洲列车控制系统(ETCS)使干线铁路成为可能。在城市轨道方面，类似的基于通信的列车控制系统(CBTC)通过精确计算的行驶曲线，使自动地铁运行更频繁、更准时，并将能源效率提高30%。此外，智能控制系统允许在现有线路上跨欧洲边境运输多达35%的乘客和货物。如今，机车通常要么在边境更换，要么在车上安装多个列车控制系统——这种时代错误减缓了欧洲的增长以及向碳中和的过渡。

然而，成功的案例表明，我们正在朝着正确的方向前进:2018年，超过100万人从汽车和飞机转向铁路，从柏林前往慕尼黑。2011年，36%的意大利旅行者选择火车进行长途旅行，如今这一比例已升至70%。在法国，铁路在两小时以内的线路上占据了90%的市场份额。在西班牙，大约63%的乘客在从马德里到巴塞罗那的途中乘坐火车，直到2008年，这条线路曾经是世界上最繁忙的航班之一。

是什么造成了这种差异?扩大与ETCS的数字高铁连接。更短的旅行时间，更高的准点率——增加乘客数量，更好地保护气候。任务很明确:德国必须坚持其目标，到2035年实现整个铁路网的数字化。

ATO优于ETCS

为了装备和使用ETCS，地方铁路网必须全面配备数字控制和安全技术。数字联锁是ETCS不可缺少的基础。然而，安装的比例很高信号从今天的观点来看，德国的铁路设备，特别是区域铁路的设备，几乎可以追溯到一个古老的时期。它们必须升级才能支持和运行数字网络。2020年，德国铁路行业和德国联邦铁路公司(Deutsche Bahn)启动了一项加快现代化和替换过时联锁系统的计划，为数字化和自动化轨道交通的进一步发展奠定了基础。联邦政府将从德国复苏计划中拿出5亿欧元用于技术升级。优化的流程允许数字联锁在一年内建成(从规划到开始运行)，而不是以前标准的五年时间框架。随后，加速方案将作为整个铁路的示范和最佳实践基础设施数字化的过程。

然而，如果没有智能列车，数字基础设施就毫无用处。为了使ETCS发挥作用，轨道车辆必须配备ETCS车载单元，必要时还可以选择其他系统，如列车自动操作(ATO)或列车完整性监控系统(TIMS)。到2030年，仅德国就必须对约12750辆现有车辆进行改造。与此同时，所有即将进行的机车车辆采购必须面向ETCS车载单元的集成。

“德国数字铁路”计划旨在测试并为全国ETCS的推广奠定基础。作为该计划启动一揽子计划的一部分，斯图加特地区的铁路基础设施将逐步配备数字控制和安全技术。在未来几年，“数字节点斯图加特”项目将最终实现该地区的自动化运营。最初，超过400列城市和地区列车将配备“ATO优于ETCS”:在德国，整个全线车队将首次使用ATO自动化等级2 (goa2)和ETCS等级3。通过CTMS，一个考虑车辆牵引和制动状态的系统，ATO goa2可以用来引导后面的列车，预测前面的列车的运动。此外，优化的ETCS制动曲线和缩短的加工时间有助于实现尽可能密集的列车序列。

虽然不再需要许多现场元素，但车辆上的一些组件必须进行改造，包括车载ETCS单元。尽管铁路公司长期受益于基础设施的效率提高，但由于初期投资高，特别是在车辆改装方面，需要国家的支持。在试点项目范围内，联邦政府将首次为ERTMS和ATO车辆设备提供高达2亿欧元的资金。欧盟(EU)将从2019年CEF运输混合设施中为区域和郊区铁路车队贡献高达2100万欧元。

“德国制造”新一代列车控制系统

数字化、自动化的列车运行将成为德国铁路运输的新常态。在2021年智能交通系统(ITS)世界大会期间，汉堡市为其23公里长的城市铁路线启动了高度自动化的铁路运营。数字S-Bahn的试点项目展示了新技术如何帮助发展中城市改善当地公共交通的性能。该项目通过在标准的开放式铁路环境中利用ETCS和ATO将铁路基础设施与轨道车辆集成在一起，这在当今世界上仍然是独一无二的。电子信号系统监控各个点，确保它们处于正确的位置，并为列车设置信号。信号箱内的新型ETCS计算机接收列车控制信息，包括信号指令和速度限制。计算机通过无线电向相关列车发送驾驶指令，并对其进行持续监控。智能运营控制技术和新的列车控制系统优化了铁路的性能，从而为可持续移动服务铺平了道路。

未来，自动化列车不仅能优化城市交通，还能优化区域铁路运营。2021年，无人驾驶区域列车开始在德国下萨克森州的定期客运服务中试运行。三年后，联邦铁路局将对测试进行评估，以批准正常运营。这些列车配备了ATO技术，以测试两个级别的自动化:第三级(GoA3)将在乘客操作期间进行测试。它包括一个完全自主的火车旅程，但在紧急情况下，司机或乘务员会在驾驶室里干预操作。与此同时，提供完全无人驾驶服务的4级(GoA4)将用于分流作业。

数字化、自主的轨道交通既提高了机动性，又减少了排放。“德国制造”的下一代列车控制系统将创造更大的运力、更高的能源效率，并允许提供最好的价格来鼓励人们转向环保铁路。