Partnerspezifischer Schlussbericht Verbundprojekt safe.trAIn „Sichere KI am Beispiel fahrerloser Regionalzug“

Abstract

Die Zielsetzung des Konsortialprojekts safe.trAIn (Förderkennzeichen 19I21039A) wird in der Projektskizze des Konsortiums folgendermaßen dargestellt: Um einen klimafreundlichen und attraktiven Verkehrsmix zu erreichen, ist der Einsatz von Schienenverkehr mit höchsten Automatisierungsstufen (GoA4) von zentraler Bedeutung. Aktuelle Automatisierungstechnologien stoßen jedoch in komplexen Umgebungen an ihre Grenzen und können dieses Ziel alleine nicht erfüllen. Im Bereich des hochautomatisierten Fahrens – sowohl auf der Straße als auch auf der Schiene – wurden in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte erzielt, die auf den Möglichkeiten der Künstlichen Intelligenz (KI) basieren. Eine nach wie vor offene Fragestellung besteht darin, wie KI-Verfahren mit den Anforderungen und Zulassungsprozessen im Bahnbereich kombiniert werden können. In diesem Projekt erstellte ein Konsortium aus Akteuren der Schienenindustrie, Technologieentwicklern, Forschungseinrichtungen sowie Normungs- und Prüforganisationen einen gemeinschaftlichen Ansatz, um die Potenziale von KI mit den hohen Sicherheitsanforderungen des Schienenverkehrs zu verbinden. Ziel war es, am Beispiel eines fahrerlosen Regionalzuges eine praxisnahe Lösung zu entwickeln. Dabei sollten Prüfverfahren und -instrumente für KI-basierte Anwendungen durch Forschung weiterentwickelt werden. Im Rahmen des Projekts wurde eine Sicherheitsarchitektur für einen fahrerlosen Regionalzug erarbeitet, sowie ein spezifisches GoA4-System für diesen Anwendungsbereich in einem virtuellen Testfeld konzipiert und validiert. Erfahrungen aus verwandten Industrien flossen ebenfalls in die Arbeit ein. Die TÜV Rheinland InterTraffic GmbH hat sich im Rahmen des Projekts insbesondere auf die Untersuchung der Anforderungen an die Sicherheitsnachweiserbringung spezialisiert. Zudem wurden Maßnahmen zu KI- und maschinellem Lernen (ML) für deren sicherheitskritischen Einsatz im Bahnumfeld bewertet sowie ein exemplarischer Sicherheitsnachweis begutachtet. Die Ergebnisse dieser Arbeiten wurden abschließend in diesem partnerspezifischen Schlussbericht dokumentiert (Förderkennzeichen 19I21039J).