Dr. Rainer Müller - Itcs
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Seminar 29./30. Oktober 2008 Hannover<br />
itcs Führungs- und Managementsystem für die<br />
Kernprozesse in Verkehrsunternehmen<br />
VAG Nürnberg<br />
Wir bewegen Menschen<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Rainer</strong> <strong>Müller</strong> - Nürnberg<br />
<strong>Itcs</strong> – Digitalfunk - DFI<br />
beka
Historie VAG<br />
mit Dampf<br />
1835<br />
mit Pferd<br />
1972<br />
im Untergrund<br />
1881<br />
1896<br />
mit Strom
Projekt RUBIN: Kennzahlen Automatisches Fahren, von der 2006<br />
Vision zur Realität - 3 - Dipl.-Ing. Kurt Graf<br />
VAG Verkehrsaktiengesellschaft Nürnberg<br />
U-Bahn, Straßenbahn, Bus<br />
Kennzahlen 2006:<br />
� 173 Mio Fahrgäste im Jahr<br />
� 1812 Beschäftigte<br />
� 31 Mio Wagenkilometer / Jahr<br />
� 126 Mio € Umsatzerlöse<br />
Strab Bus U-Bahn<br />
Fahrgäste [Mio] ~ 20 ~ 47 ~ 106<br />
Streckenlänge [km] 43 616 31
Anteile der Beförderungsleistung Anteile am Streckennetz<br />
U-Bahn 61%<br />
Strab 12%<br />
Bus 27%<br />
U-Bahn 5% Strab 6%<br />
Bus 89%
Projekt RUBIN: Automatisches Fahren, von der Vision zur Realität - 5 - Dipl.-Ing. Kurt Graf<br />
Projekt RUBIN:<br />
Realisierung einer automatischen U-Bahn in Nürnberg
U-Bahn-Netz Nürnberg-Fürth 2008
Ausgangssituation Funktechnik<br />
• Hoher Invest bei Neubau U-Bahn<br />
Streckenerweiterung während Bauphase Digitalfunk um 5 Bahnhöfe<br />
Weiterbau nach Bauphase geplant<br />
– U3- Nord um 4 Bahnhöfe<br />
– U3- Süd um 3 Bahnhöfe<br />
• Ersatzteilversorgung und Komponenten für die Erweiterungen sowie<br />
einen langfristigen Betrieb nicht ausreichend gesichert
Gründe für einen Systemwechsel<br />
• die (analoge) Ressource Frequenz ist endlich<br />
• analoge Systeme lassen sich nicht ohne weiteres mehr erweitern<br />
• … werden von der Industrie nicht mehr weiterentwickelt<br />
• Bundes-Netz-Agentur vergibt nahezu keine neuen Frequenzen mehr für<br />
Analogfunk<br />
• Digitalfunk:<br />
• bessere Qualität bei mehr Funktionen<br />
• zukunftsichere Technologie/ investitionssicher und wirtschaftlich<br />
• … damit langfristige Weiterentwicklung gesichert<br />
• standardisiert<br />
• Besondere Anforderungen sind einfacher zu implementieren (AGT)
… weitere Anforderungen an das digitale Betriebsfunksystem<br />
– Am Markt verfügbar<br />
– Offene Schnittstellen<br />
– Modular erweiterbar<br />
– Funktionen, die die betrieblichen Abläufe unterstützen<br />
– Integrative Kopplung von Analog- und Digitalfunksystem<br />
– Hohe Verfügbarkeit der Funkinfrastruktur durch Redundanzen<br />
– Realisierung des Systems möglichst nach VDV 423 (FAS u. FARM)
Systemvergleich Tetra/ Tetrapol/ GSM-R
Vergabeentscheidung<br />
• EU-weite offene Ausschreibung nach VOB/A<br />
Ergebnis: Lieferant und Funktechnologie<br />
• Lieferant/ Generalunternehmer für:<br />
• Systemtechnik/ Funkinfrastruktur<br />
• Repeater<br />
• Funkleitstelle<br />
• Fahrzeugausrüstung (Gesamtsystem)<br />
• Planung/Ausrüstung/Integration<br />
• Funktechnologie:<br />
(Terrestrial Trunked Radio)
Zeitschiene U-Bahn<br />
• Ausschreibung: 05.2003<br />
• Submission: 08.2003<br />
• Vergabe: 12.2003<br />
• Projektstart: 01.2004<br />
• Streckenversorgung U3-Nord u. Prüfgleis 12.2004<br />
• Funkleitstelle (Rückfallebene) betriebsfähig 01.2005<br />
• Funkleitstelle in Wirkbetrieb 04.2005<br />
• Fahrzeugausrüstung DT3 01.2005-12.2006<br />
• Fahrzeugausrüstung DT1 und DT2 01.2007-12.2007<br />
• Streckenversorgung U1, U2, U3 komplett 09.2005-12.2006<br />
• Wirkbetrieb Gesamtnetz 2007/ 2008<br />
• Projektabschluss 12.2008<br />
Umstellung U-Bahnnetz > 5 Jahre
Funk-Infrastruktur
Funk-Leitstelle<br />
• ÖPNV-Funkleitstelle<br />
mit FAS in Anlehnung an VDV 423<br />
• 6 Disponentenarbeitsplätze sowie<br />
2 abgesetzte Arbeitsplätze<br />
• Funktionen<br />
– Einzelruf<br />
– Gruppenruf<br />
– Notruf (Fahrer/Fahrgast)<br />
– Rufanzeige mit „Betrieblicher Kennung“<br />
und Fahrzeugstandort<br />
– Parken<br />
– Rufweiterleitung<br />
– Identische Bedienung für digitale und<br />
analoge Teilnehmer<br />
Vorgangstabelle<br />
Funkbedienfeld<br />
Betriebsprotokoll
Fahrzeugausrüstung U-Bahn<br />
• Ausrüstung von 111 U-Bahn-<br />
Doppeltriebwagen sowie 5<br />
Arbeitsfahrzeugen mit einer<br />
Fahrzeugfunkanlage in 19“-Technik<br />
bestehend aus Digitalfunkgerät und<br />
FARM (~ VDV 423)<br />
• Je Fahrerstand ein Bedienterminal mit<br />
LCD-Display, <strong>Dr</strong>ehcoder und<br />
Notruftaster<br />
FARM + DFM
Mobile Endgeräte<br />
• 150 Handfunkgeräte für Servicekräfte (Motorola)<br />
• 25 Fahrzeugfunkanlagen für Servicefahrzeuge (Motorola)<br />
MTH 500 MTH 650 MTH 800 MTM 700
Funk- Schnittstellen zum ATC-System<br />
• LAN-Schnittstelle TCP/IP mit bidirektionaler Kommunikation. Protokoll nach<br />
RFC 1006.<br />
• Übertragung von Linienzuordnungen, Zugnummern und Standortdaten der<br />
Linien U1 / U2 / U3.<br />
• Fahrgastnotruf aus den DT3 wird redundant über Funk und über den ATC-<br />
Kanal übermittelt. Der Rufaufbau zur Sprechstelle kann von beiden Systemen<br />
initiiert werden.<br />
• Rufaufbau für Fahrgastdurchsagen vom ATC-System.<br />
• Gesprächsabwicklung immer von der Funkoberfläche.
Langfristiger Parallelbetrieb (2005-2008)<br />
TETRA- u. Analogfunk<br />
Analogfunk hat:<br />
•Selektivruf (Einzelruf)<br />
•Sammelruf (Leitstelle an Alle)<br />
•Selektivruf ELA<br />
•Sammelruf ELA<br />
•Fahrernotruf<br />
Steuerung des Analog- und des<br />
Digitalfunks vom Arbeitsplatz<br />
über eine Bedienoberfläche.<br />
Je Arbeitsplatz nur eine<br />
Audioeinrichtung (Mikrofon /<br />
Lautsprecher bzw. Headset).
Rückfallebenen<br />
1. REM<br />
(Funkbediengerät)<br />
2. Funkgeräte<br />
(im Leitplatz) für direkte<br />
Verbindung zu den<br />
Basisstationen<br />
3. Repeaterbereiche<br />
überlappend<br />
U1 H<br />
F<br />
Bahnhof<br />
mit BS<br />
Tunnelstrecke oberirdische<br />
Strecke<br />
K<br />
F<br />
S<br />
F<br />
R<br />
F<br />
Bahnhof<br />
mit Repeater<br />
Neubaustrecke<br />
F<br />
H<br />
J<br />
A<br />
Versorgung durch<br />
Schlitzkabel<br />
S<br />
G<br />
U2<br />
M<br />
U<br />
U3<br />
R<br />
B<br />
E<br />
B<br />
H<br />
M<br />
M<br />
A<br />
S<br />
C<br />
B<br />
S<br />
G 606m S 928m<br />
A B<br />
684m<br />
517m<br />
G<br />
O<br />
970m<br />
RO<br />
762m<br />
SL<br />
628m<br />
P<br />
L<br />
P<br />
L<br />
445m<br />
754m<br />
ZSL<br />
W<br />
T<br />
Ge z.<br />
640m<br />
O<br />
P<br />
a<br />
b<br />
c<br />
L<br />
O<br />
533m<br />
U3<br />
580m<br />
HB<br />
AP<br />
MP<br />
FR<br />
HA<br />
694m<br />
630m<br />
673m<br />
735m<br />
M<br />
F<br />
H<br />
B<br />
1508m<br />
DATUM NAME<br />
08.04.04 Hagen<br />
08.04.04 Zehl<br />
768m<br />
B<br />
A<br />
963m<br />
W<br />
W<br />
M<br />
E<br />
FL<br />
844m<br />
Marienpark<br />
525m<br />
ZI<br />
HH<br />
NO<br />
SH<br />
RE<br />
RA<br />
1544m<br />
945m<br />
835m<br />
902m<br />
857m<br />
611m<br />
Prüfgleis<br />
L<br />
N<br />
U2<br />
S<br />
R<br />
L<br />
A<br />
Stellwerk<br />
Betriebshof<br />
L<br />
M<br />
Standorte Funkanlagen<br />
U- Bahn Nürnberg/Fürth<br />
und Schlitzkabel<br />
G<br />
E<br />
L<br />
S<br />
U1<br />
DATEI-NR:<br />
Funkanl<br />
Standorte<br />
Schlitzkabel.cdr
ITCS<br />
Das ITCS der Verkehrs AG Nürnberg<br />
und seine Funktionen
Fakten und Daten<br />
ITCS-Kennwerte:<br />
– ca. 70 Linien<br />
– 360 Busse und 54 Straßenbahnen<br />
– ca. 850 Haltestellen<br />
– ca. 1000 Linienwechsler /Tag<br />
– z. Zt. 108 dynamisch gesteuerte Fahrgastinformationsanzeigen<br />
– 98 LSA mit Bevorrechtigung<br />
– analoger Sprech-u. Datenfunk<br />
– 4 Gleichwellenfunkstationen, 2 Datenfunk-Frequenzen<br />
– ca 1,5 Mio Pollingabfragen/Tag<br />
– 7 Arbeitsplätze inkl. Systembetreuung und Schulung<br />
– 24 h Betrieb
Systembild ITCS<br />
Ausrüstung<br />
wichtiger<br />
Haltestellen<br />
Fahrgastinformation<br />
Leitstellenbedienplätze<br />
1-4<br />
Windows 2003<br />
Systembetreuung<br />
Info.Betriebshof<br />
FGI-Rechner (JAVA)<br />
Kundeninformation<br />
Leitrechner (JAVA)<br />
Protokollierung<br />
DAB-<br />
Sender<br />
DAB-Server<br />
WinNT<br />
Anschlusssicherung<br />
U-Bahn<br />
Leitstsystem VICOS 500<br />
MOBILE/<br />
RBL<br />
GW-Sender<br />
Nürnberg<br />
Fürth<br />
Erlangen<br />
Schwabach<br />
Datenfunkinterface<br />
VDV/LIO<br />
AEG-<br />
Betriebsfunk<br />
Fernwartung<br />
Intranet/Internet VDV423/424<br />
Anschlussicherung DBRegio<br />
Datenbank,<br />
Statistik,<br />
Archivierung<br />
(JAVA)<br />
WEB - Server<br />
Leitstellen<br />
Bedienplätz<br />
e 1-4<br />
Bordrechner f. LSA-Steuerung<br />
und RBL<br />
Steuerung AEG-<br />
Funkrechner (WinNT)
DFIS<br />
Dynamische Fahrgastinformation an Haltestellen<br />
Mastmontage (LED-Technik)<br />
Anzeigertypen<br />
Deckenmontage<br />
Voranzeiger (LCD/TFT Display)<br />
Wandmontage<br />
Doppelmastmontage<br />
Mittelmastmontage
Funktionale Wirkkette
ITCS<br />
Ausblick: Informations-Management-System IMS
Gesamtversorgung digitaler Oberflächenfunk/ Standorte<br />
weiß: > 58 dBµV/m<br />
blau: 54 – 58 dBµV/m<br />
gelb: 44 – 53 dBµV/m<br />
rot: -128 – 43 dBµV/m<br />
Gesamtversorgung<br />
Oberflächenfunk
Rep<br />
BS<br />
RiFu<br />
Betriebshof<br />
Fürth<br />
Fürth<br />
RiFu<br />
AP 1<br />
U-Bahn<br />
PABX<br />
RBL<br />
ELA<br />
Rep<br />
Betrieshof<br />
Schweinau<br />
AP 8<br />
Funk - Infrastruktur<br />
RiFU<br />
Leitstelle/ zentrale Technik<br />
Ausbildung<br />
RBL<br />
Tondoku<br />
FAS<br />
Vermittlungsrechner<br />
Erlangen<br />
BS<br />
Management<br />
Admin. Systemtest<br />
Schwabach<br />
BS<br />
RiFu<br />
Service<br />
RiFu<br />
RiFu<br />
BS<br />
Hochhaus<br />
Plärrer<br />
RiFu Rep<br />
Betriebshof<br />
Erlangen<br />
z.B. Flughafen<br />
RiFu Rep<br />
DATUM NAME<br />
Bearbeiter 05.11.03 Pertlwieser<br />
Gez.<br />
Geprüft<br />
ÄNDERUNG<br />
RiFu<br />
a<br />
b<br />
c<br />
Rep<br />
Betriebshof<br />
Heinrich-Alfes-Straße<br />
18.11.03 Zehl<br />
09.02.05 Hagen<br />
21.08.06 Bühringer<br />
RiFu<br />
BS<br />
VAG<br />
VERKEHRS-AKTIENGESELLSCHAFT<br />
NÜRNBERG<br />
Infrastruktur<br />
digitaler<br />
Oberflächenfunk<br />
Nürnberg<br />
Neuselsbrunn<br />
BS = Basisstation<br />
Rep = Repeater<br />
RiFu = Richtfunk<br />
Datei:<br />
Pertl011RE-O.cdr<br />
Bl.2<br />
ERS. FÜR:
Vorteile der neuen Digitalfunktechnik<br />
• 60 gleichzeitige Gespräche möglich<br />
• bessere Sprachqualität<br />
• bediener- und nutzerfreundliche Endgeräte<br />
• Gruppenbildung (Entstörungsteams, Großveranstaltungen)<br />
• Gespräche ins interne und/oder öffentliche Netz parametrierbar<br />
• Direct Mode als Rückfall<br />
• Direktwahl möglich<br />
• Simplex- oder Duplexgespräche (Gegen- oder Wechselsprechen)<br />
• und: geschlossene Nutzergruppe vermarktbar
Projektumfang 3F<br />
• Umstellung des analogen Gleichwellenfunksystems auf ein digitales<br />
Bündelfunksystem für die Oberfläche<br />
• In diesem Schritt wird in den Fahrzeugen auch die neue Generation von<br />
Bordrechnern (FARM = Funk- Applikations- Rechner-Modul) für die ITCS -<br />
Anwendung installiert<br />
• Gleichzeitige Beschaffung neuer Fahrscheindrucker nach Anforderungen<br />
• Synergien: Einbau Hardware (Werkstattaufenthalt, Bedienteil),<br />
Kompatibilität der Schnittstellen, Schulung des Fahrpersonals in einem Block
Beispiel Fahrzeugkommunikation
Einschränkung: LSA – Steuerung in Nürnberg und Erlangen<br />
Die Anbindung der Licht-Signal-Anlagen wird beim 3F- Projekt weder bei den<br />
Bussen, noch bei den Straßenbahnen umgerüstet.<br />
Die analoge Signal- bzw. Datenübertragung vom Fahrzeug zum<br />
Kreuzungssteuergerät mit LSA-Empfänger bleibt deshalb vorerst erhalten.
Funk<br />
analog<br />
Fahrzeugtechnik<br />
Istzustand Fahrzeug<br />
IBIS<br />
FSD
Fahrzeugtechnik<br />
Zukünftige Konfiguration Fahrzeug:<br />
Digitalfunk / FARM<br />
Digitalfunk / FARM<br />
FSD<br />
Datenformat: - europ. ÖPV-Datenmodell „Transmodel“ oder<br />
- VDV 452 V5.0
FARM – BUS
Fahrerstand BUS alt<br />
Bedienteil IBIS<br />
und Fahrschein-<br />
drucker getrennt.
Fahrerstand BUS neu<br />
Als Beispiel:<br />
nur noch ein<br />
Bedienteil für<br />
Funk, itcs und<br />
Verkauf
Anbindung der eigenen Betriebshöfe und PUs<br />
• Die Anbindung ist für den Datenaustausch (pro Betriebstag) für<br />
aktuelle Informationen oder Änderungen, wie z.B. Fahrplan,<br />
Tarifdaten, Verkaufsdaten, Software, etc. unumgänglich.<br />
• Die eigenen Fahrzeuge werden per WLAN Ihre Daten an den<br />
Betriebshöfen austauschen.<br />
• Die privaten Busunternehmen werden per GPRS bzw. UMTS<br />
angebunden.
NETZWERK - Infrastruktur
Ausblick: Bildschirmgestützte FGI in Fahrzeugen
mögliche Bildschirmanzeigen
WLAN- Nutzung neben Fahrgastraumbeobachtung<br />
Lokale Redaktion<br />
Redaktions-<br />
System<br />
Office-Netzwerk<br />
Zentrale Service Leitstelle (ZSL) der VAG<br />
RBL<br />
Oberfläche<br />
BG-FGIS<br />
Server<br />
Firewall<br />
FGI-OFL<br />
Arbeitsplatz<br />
Datenversorger<br />
BG-FGIS<br />
(Server)<br />
WAN<br />
FGI-UB<br />
Arbeitsplatz<br />
VICOS<br />
U-Bahn<br />
Betriebsleitsystem<br />
der VAG<br />
DMZ<br />
Ortsfeste Anlagen<br />
FGRB<br />
Server<br />
HFWK Server<br />
Access Point<br />
AP 1 AP 2 AP 3 AP n-1 AP n<br />
Switch<br />
WLAN Netzwerk U1<br />
AP 1 AP 2 AP 3 AP n-1 AP n<br />
LWL-Backbone U1<br />
WLAN Netzwerk U2<br />
LWL-Backbone U2<br />
LWL-Backbone U3<br />
AP 1 AP 2 AP 3 AP n-1 AP n<br />
WLAN Netzwerk U3<br />
GPRS/UMTS
VAG Nürnberg<br />
Wir bewegen Menschen<br />
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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