Germania testează operarea automată a trenurilor: unitatea S‑Bahn BR 430 echipată cu senzori pentru detectarea obstacolelor în proiectul AutomatedTrain
Un tren electric de tip BR 430, folosit în mod normal pe rețeaua S-Bahn din Stuttgart, a devenit vehiculul pilot al proiectului german AutomatedTrain, un program de cercetare finanțat de Ministerul Federal al Economiei și Energiei (BMWE) și derulat de un consorțiu de nouă parteneri din industria feroviară germană. Obiectivul este demonstrarea fezabilității tehnice a manevrelor complet automatizate de pregătire și retragere a trenurilor din depou, fără intervenția unui conducător, funcție care presupune ca vehiculul să fie capabil să detecteze singur obstacolele de pe cale. Este vorba despre o etapă premergătoare operării complet automate de nivel ATO-GoA4, adică fără personal la bord.
Proiectul răspunde unei presiuni tot mai mari pe sectorul feroviar german: lipsa tot mai acută de personal calificat și schimbările demografice, într-un context în care Guvernul federal și-a propus, prin „Agenda pentru clienți mulțumiți pe calea ferată”, digitalizarea transportului feroviar și creșterea ponderii trenului în mixul național de transport. Automatizarea manevrelor de bereitstellung și abstellung, adică pregătirea trenurilor pentru serviciu și retragerea lor în depou, ar reduce dependența operatorilor feroviari de personalul disponibil pentru aceste operațiuni și ar permite identificarea mai rapidă a defecțiunilor.
Sistemul de detecție a obstacolelor a fost instalat în paralel pe două vehicule cu arhitectură de senzori aproape identică: automotoarea BR 430 produsă de Alstom și o unitate Mireo de la Siemens, testată la centrul de validare Wegberg-Wildenrath. Ideea din spatele acestei duplicări este una tipică pentru dezvoltarea sistemelor bazate pe inteligență artificială: prin poziționarea senzorilor în locuri ușor diferite pe cele două tipuri de vehicule, echipele de cercetare pot verifica dacă algoritmii de recunoaștere a obstacolelor „memorează” pur și simplu datele de antrenament sau reușesc să generalizeze corect și pe date noi, culese de pe celălalt tren. Diferențele de contur exterior dintre cele două modele au limitat gradul de identitate a pozițiilor de montaj, însă o transformare de coordonate bazată pe date permite aducerea informațiilor din senzori într-un sistem de referință comun.
Arhitectura tehnică a sistemului AutomatedTrain se bazează pe trei componente centrale integrate în arhitectura existentă a vehiculului: sistemul de detecție a obiectelor (ODS), înregistratorul de date de vehicul (VDL) și modulul de procesare automată la bord (APM-OB). Pe automotoarea BR 430, atât ODS, cât și VDL au fost montate ulterior sub premisa neafectării sistemelor existente, ceea ce înseamnă că niciunul dintre cele două nu are acces la comanda propriu-zisă a vehiculului, care rămâne, pentru moment, în responsabilitatea unui mecanic de locomotivă. Sistemul ETCS de la bord fusese deja integrat printr-un proiect anterior de reproiectare, în timp ce viitorul sistem de conducere automată a trenului (ATO-OB) urmează să fie montat într-o a doua etapă de echipare, ambele sisteme necesitând actualizări software pentru a susține operarea complet automatizată.
Pentru percepția mediului înconjurător, setul de senzori destinat cazului de utilizare vizat include o cameră, șase senzori lidar, trei radare și opt senzori cu ultrasunete, la care se adaugă, exclusiv în scopuri de cercetare, alte șase camere și două camere cu infraroșu. Localizarea precisă a vehiculului, o altă componentă esențială a sistemului ODS, se bazează pe antene GNSS, sistemul de navigație inerțială iMAR și un generator de impulsuri de drum deja existent pe vehicul. Combinația celor două tehnologii creează un sistem redundant: în timp ce iMAR acoperă pierderile scurte de semnal GNSS, cauzate spre exemplu de obstacole care blochează semnalul, GNSS corectează în mod continuu deriva inerentă a senzorilor de accelerație.
Volumul de date generat în timpul rulării este considerabil, aproximativ 1,5 gigabytes pe secundă, provenit din întreaga senzorică montată pe tren. Datele sunt stocate inițial local și, în stația de garare de la Stuttgart, transferate fără fir prin patru antene WiFi către Data Factory, infrastructura de date dezvoltată de DB InfraGO în cadrul inițiativei sectoriale Digitale Schiene Deutschland. Această soluție elimină nevoia transportului fizic al hard disk-urilor, un proces descris ca lent, costisitor și predispus la defecțiuni. Alte componente ale înregistratorului de date sunt două antene 5G pentru acces de la distanță, un calculator central pentru stocare locală și patru puncte de acces care formează rețeaua WiFi de bord.
Automotoarea BR 430 folosită în proiect are o structură din patru vagoane, care constituie cea mai mică unitate capabilă să circule independent, fiind concepută pentru serviciul de tip S-Bahn, cu o viteză maximă de 140 de kilometri pe oră. Vehiculul beneficiase deja, printr-un alt proiect numit „Digitaler Knoten Stuttgart”, de o echipare cu sistemul european de control al trenurilor ETCS, ceea ce l-a făcut un candidat potrivit pentru integrarea ulterioară a componentelor AutomatedTrain.
Integrarea fizică a echipamentelor a ridicat câteva provocări tehnice notabile. Poziționarea camerelor în spatele parbrizului a trebuit să respecte cerințele privind câmpul vizual al mecanicului de locomotivă impuse de directiva UIC 651, problemă rezolvată prin suporturi noi, concepute special pentru a nu afecta vizibilitatea. Pentru a permite demontarea ușoară a sistemului la finalul proiectului, integratorul de vehicul a proiectat un cadru frontal dedicat, care găzduiește radarele, senzorii cu ultrasunete și o cutie de senzori ce conține șase lidare și două camere cu infraroșu, fixat inclusiv prin șuruburile existente ale cutiei ștergătoarelor de parbriz. Cablurile au fost trecute prin găuri practicate special în masca frontală a vehiculului, urmând ca aceasta să fie readusă la starea inițială după încheierea proiectului. Amplasarea celor opt antene necesare sistemului AutomatedTrain a impus, la rândul ei, respectarea unor distanțe minime față de antenele sistemului ETCS, pentru a evita interferențele reciproce.
Punerea în funcțiune a sistemului s-a desfășurat la integratorul de vehicul Alstom, la Hennigsdorf, în landul Brandenburg, începând din octombrie 2025, în două etape: una statică, axată pe verificarea alimentării cu tensiune la nivel de componentă și pe calibrarea senzorilor, și una dinamică, în care vehiculul a fost deplasat de un mecanic de locomotivă la maximum 20 de kilometri pe oră, prin scenarii de test cu obstacole plasate pe cale. Aceste teste dinamice s-au bazat pe hărți digitale întocmite în prealabil, necesare pentru ca senzorica de detecție a obstacolelor să poată compara mediul cartografiat cu obiectele detectate în timp real.
Deoarece vehiculul este folosit pentru colectarea de date și teste pe infrastructura feroviară publică, a fost necesară o analiză a impactului modificărilor conform Regulamentului (UE) nr. 402/2013 privind metoda comună de siguranță, în cadrul căreia DB Regio a derulat un proces intern de evaluare. Un raport independent, întocmit conform standardului DIN EN 50129, a identificat 50 de puncte de evaluare a modificărilor aduse vehiculului; deși pentru multe dintre ele s-a constatat relevanță pentru siguranță, analiza de semnificație a concluzionat că niciuna dintre modificările relevante pentru siguranță nu este semnificativă, ceea ce înseamnă că transformarea nu afectează autorizația de punere în funcțiune specifică vehiculului și nu generează abateri de la ordonanța germană de construcție și exploatare feroviară.
Vehiculul transformat a ajuns la Plochingen, lângă Stuttgart, la 12 februarie 2026, moment de la care au început testele de sistem pentru noul software și cursele de înregistrare a datelor pe ruta dintre Esslingen am Neckar și Kirchheim an der Teck, desfășurate ca și curse de măsurare în cadrul serviciului comercial obișnuit. Pentru proiectul AutomatedTrain sunt planificate în continuare evenimente demonstrative în iunie 2026, precum și o prezentare a vehiculului la târgul InnoTrans 2026 de la Berlin.
Interesul pentru automatizarea manevrelor de garare și pregătire a trenurilor este relevant și pentru piața din România, unde CFR și operatorii de transport metropolitan se confruntă, la rândul lor, cu deficit de personal calificat și cu presiunea creșterii eficienței operaționale. Deși un asemenea nivel de automatizare rămâne deocamdată îndepărtat pentru rețeaua feroviară națională, modernizarea infrastructurii de semnalizare pe coridoarele TEN-T și extinderea graduală a echipării ETCS pe rețeaua CFR reprezintă precondiții tehnice similare celor care au permis Deutsche Bahn să pornească acest proiect pilot. Experiența germană arată, de altfel, că digitalizarea avansată a operațiunilor feroviare se construiește etapizat, pornind de la sisteme deja funcționale de control al trenurilor, exact tipul de infrastructură pe care STB și CFR încearcă, la rândul lor, să o consolideze prin proiectele de modernizare aflate în derulare.
Foto&info – ETR / DVV Media Group, Deutsche Bahn AG