«Freunde, es gibt viel zu tun!»

Die Schweiz verfügt über das dichteste Bahnnetz der Welt. Gleichzeitig sind die SBB eines der pünktlichsten Bahnunternehmen der Welt. Ein Widerspruch? Nein, sagt Marcus Völcker, Programmleiter bei der SBB. Er leitet seit 2005 RCS (Rail Control System), eines der komplexesten Softwareprojekte der SBB.

Das Rail Control System (RCS) basiert auf der offenen Eclipse-Architektur. Damit meistern Disponenten, Zugverkehrsleiter und Lokführer das dichteste Bahnnetz der Welt und ermöglichen pünktlichen und energieoptimierten Schienenverkehr.

Gemeinsam mit einem Team von Softwareingenieuren, darunter sechs Eclipse-Profis von BSI, sorgt Marcus Völcker mit dem Rail Control System für verbesserte Pünktlichkeit im Bahnverkehr – bei optimierter Energieeffizienz. Wie dies gelingen kann, warum die SBB mit den Projekten auf globaler Ebene eine technologische Spitzenposition besetzen und warum es noch viel zu tun gibt: ein Blick hinter die Kulissen des komplexesten Dispositionsprojekts des Landes.

Das Pendant zur Flugsicherung, die den Schweizer Luftraum überwacht und Flüge koordiniert, ist das Rail Control System RCS der SBB. Die Eigenentwicklung gewährleistet die schweizweit durchgängige Überwachung und Disposition des Zugverkehrs. Seit 2009 nutzt die SBB RCS als einheitliches und integriertes Dispositionssystem für den Schienenverkehr. RCS meistert den dichtesten Zugsverkehr der Welt und ermöglicht den pünktlichen und energieoptimierten Mehrverkehr der Zukunft. Denn: «Die Bahn wächst», weiss Marcus Völcker, RCS-Programmleiter bei den SBB. Unter seiner Führung entstand eine hocheffiziente, passgenau gebaute Gruppe von Anwendungen, die vom Fahrwegmanagement über das Abbilden der Betriebslage und Disposition bis hin zum Topologiemanagement reicht. Aufgrund der offenen Eclipse-Architektur sind sämtliche Anwendungen vielseitig vernetzt und liefern Daten sowie Services an über 20 weitere Systeme.

Bahnbrechende Lösungen

Das Bahnnetz ist noch dichter als das Flugnetz. Eine echte Herausforderung für die 200 Disponenten, 1500 Zugverkehrsleiter und 3500 Lokführer, die für die Pünktlichkeit und einen reibungslosen Bahnverkehr verantwortlich sind. «Wenn man das dichteste Bahnnetz der Welt steuert, sind neben der Sicherheit zwei Aspekte von Bedeutung: Pünktlichkeit und Kapazität. Die prognostizierte Mehrkapazität ist nur durch Effizienzsteigerung möglich. Genau hier kommen wir ins Spiel: Mit RCS überwacht und steuert die Disposition der SBB den Bahnbetrieb realtime. Dadurch optimieren wir die Pünktlichkeit im laufenden Betrieb. Dies wiederum erhöht die Kapazität unseres Netzes», schliesst Marcus Völcker den Kreislauf. Sein Team ist in der Vorhersage des Bahngeschehens unglaublich präzise. Sekundengenau können die Disponenten die Szenarien beobachten und die richtigen Entscheidungen treffen. «Alle zwei Sekunden fährt ein Zug an einem Signal vorbei, das bedeutet 300 bis 800 Zustandsänderungen des Netzes pro Sekunde, die wir als Nachricht empfangen», erklärt der Programmleiter. 10 000 solcher Meldungen werden pro Sekunde verarbeitet und deren Auswirkungen zum Client kommuniziert. «Diese Near-Realtime-Verarbeitung ist eine grosse Anforderung an die Softwarearchitektur. Neben der Performance ist die 24-Stunden-Verfügbarkeit ein wichtiger Aspekt», so Völcker.

«Die Herausforderung ist leicht zu beschreiben: Uns fehlt eine Dimension.»

Marcus Völcker, RCS-Programmleiter bei den SBB

«Wer bremst, verliert»

Eines seiner Projekte heisst ADL (Adaptive Lenkung), intern liebevoll «Wer bremst, verliert» genannt. Hier testet ein Zug auf der Strecke Olten–Basel eine neue Software zur Energieoptimierung. Kein Wunder: Die SBB sind das Unternehmen mit einem der höchsten Energieverbräuche des Landes. Ein Güterzug verbraucht beim Anfahrprozess so viel Energie wie ein Einfamilienhaus in einem ganzen Jahr. Pro Tag kommt es zu 2000 bis 2500 ungeplanten Halten. In ADL geht es darum, Konfliktsituationen zu erkennen, Züge energieoptimal abzubremsen und die Fahrgeschwindigkeit zu optimieren. «Wenn wir das schaffen und gut machen, sparen wir im Jahr so viel Energie, wie eine Stadt mit 30 000 Einwohnern verbraucht», so Marcus Völcker.

«RCS ist keine 08/15-Architektur, sondern Realtime-Architektur, die direkten Einfluss auf das Bahngeschehen hat. Das ist sehr faszinierend»

Marcus Völcker, RCS-Programmleiter bei den SBB

Pünktlich dank Konfliktlöser

ADL optimiert also den einzelnen Zug, löst aber nicht den Konflikt selbst. Für die Konfliktlösung arbeiten die SBB an einem weiteren Projekt namens HOT: Dieses soll Verspätungen an dichtbefahrenen Konfliktpunkten minimieren. Hierfür errechnet eine Software in einem sehr komplexen mathematischen Verfahren die optimale Reihenfolge der Züge für die minimale Verspätung aller Züge am Haltepunkt. «Pünktlichkeit im Bahnverkehr ist zwar kalter Kaffee, aber es funktioniert einfach nicht an den dichten Knotenpunkten. Das macht das Projekt so spannend für uns», lacht Marcus Völcker. Mit einer Realtime-Architektur sind die SBB als erstes Bahnunternehmen der Welt der Lösung nah auf den Fersen. Schon 2013 soll HOT am dichtesten Knoten der Schweiz in Zürich zur Anwendung kommen. Besonders fasziniert ihn an diesem Projekt, «dass das Programmierte direkten Einfluss auf ein faszinierendes Element namens Bahn hat und wir als Bahnkunden täglich erleben können, ob wir einen guten Job gemacht haben. Ein Teil davon zu sein, ist für viele von uns eine echte Motivation.»

Apropos Teil davon

Seit über einem Jahr arbeiten BSI-Teammitglieder mit in den spannenden Projekten. Marcus Völcker schätzt besonders das Java- und das Eclipse-Know-how, welche die BSI-ler mitbringen. «Das sind extrem gute Programmierer mit Scrum-Erfahrung, eine junge Truppe, mit der es sozial und menschlich stimmt. Wir ticken gleich. Das ist für mich extrem wichtig, weil es darum geht, eine Mannschaft aufzubauen. Wir unternehmen viel gemeinsam und halten zusammen – das macht uns stark», so Marcus Völcker.

Meilensteine und Learnings

Für Marcus Völcker und sein Team ist jedes Going-Live ein Meilenstein, da nie mit Konserven, sondern stets mit Livedaten gearbeitet wird. «Es ist viel komplizierter, als man denkt. Es gibt immer Spezialfälle. Der Lebenszyklus von Bahnaussenanlagen wie Signalen, Weichen usw. beträgt 30 bis 100 Jahre. Wir müssen die modernsten und gleichzeitig die ältesten Systeme beherrschen», erklärt Marcus Völcker. Aber die Erfolgserlebnisse treiben das Team immer wieder zu Höchstleistungen an: RCS hat seit der Einführung 2009 drei Prozent Pünktlichkeitsverbesserung gebracht. «Das sind Zehntausende Verspätungsminuten, die durch die richtigen Informationen an die richtigen Personen eingespart werden konnten», so Marcus Völcker.

RCS ist eine hervorragende Basis für weitere Projekte. Marcus Völcker schmiedet bereits neue Pläne: «Wir könnten beispielsweise Züge so lenken, dass sie wie ein Smart Grid funktionieren, sprich: dort Energie erzeugen, wo sie gebraucht wird. Bremst ein Güterzug ab, kann diese Energie für das Anfahren mehrerer S-Bahnen verwendet werden.» Der Innovator schliesst das höchst spannende Gespräch: «Freunde, es gibt noch viel zu tun!» 

Marcus Völcker ist seit 2002 als Berater für unterschiedliche internationale Bahnunternehmen tätig, darunter schwerpunktmässig für die SBB, wo er u.a. die IT-Leitung der SBB-Infrastruktur innehatte. Der gebürtige Hamburger engagierte sich nach seinen Studien in Hamburg und den USA als Geschäftsführer und IT-Leiter in der Medienbranche, ehe er sich als Berater etablierte.