Immer mehr OEMs aus der Bahnindustrie setzen auf Advantech

Stéphane Blanc, Sales Director des Transportation Sector bei Advantech Europe, erklärt, wie die Zusammenarbeit in einem Partnernetzwerk dazu beiträgt, On-Board-Lösungen für Züge zu optimieren.

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Stéphane Blanc: Ein Partnernetzwerk ist absolut sinnvoll, denn wenn man ein Projekt für ein On-Board-System in Zügen nur mit Hardware oder nur mit Software angeht, ist es schwierig, Kunden davon zu überzeugen, dass das Produkt eine praktikable Lösung sein kann. Wenn ein Kunde ein System zur Fahrgastzählung beim Einsteigen wünscht, können wir als Hardwarehersteller allein nicht darauf reagieren. Wir können es aber als Teil eines Netzwerks, zu dem auch ein Entwickler von KI-Algorithmen gehört, einbinden. Wir sind jederzeit bereit, ein starkes Netzwerk rund um unsere Hardware aufzubauen, das auf individuelle Zuganwendungen zugeschnitten ist. Das tun wir seit vielen Jahren erfolgreich und pflegen daher enge Beziehungen zu großen Chipherstellern wie NVIDIA, Intel, AMD, Qualcomm und NXP sowie zu einer Vielzahl unabhängiger Softwareanbieter (ISV). Jede KI-basierte Lösung für Bahnanwendungen kombiniert die Hardware des jeweiligen Chip-Anbieters mit der von Advantech bereitgestellten Komplettlösung und der Software des ISV. Diese bewährte Strategie führt zu optimal integrierten Lösungen für einen präzisen Zugbetrieb, ein nahtloses Fahrgasterlebnis und vorausschauende Wartung.

Stéphane Blanc: Wir gewährleisten die vollständige Einhaltung der relevanten Industriestandards. So muss ein Bordsystem für Schienenfahrzeuge nach EN 50155, der europäischen Norm für elektronische Systeme in diesen Anwendungen, zertifiziert sein. Gleiches gilt für die erforderlichen Cybersicherheitsstandards. OEMs der Bahnindustrie können sich zudem darauf verlassen, dass das System leistungsfähig genug für die jeweilige Anwendung ist. Advantech verfügt über umfangreiche Erfahrung, diese Lösungen bereitzustellen. Deshalb sind wir seit unserer Gründung im Jahr 1983 schnell gewachsen und haben uns zu einem globalen Unternehmen mit Produktionsstätten, Logistikzentren, Servicezentren und Niederlassungen weltweit entwickelt. Wir sind weltweit der größte Hersteller von Industrie-PCs – mit über 8800 Mitarbeitern und einem Umsatz von 1,87 Mrd. US-$ im Jahr 2024.

Redaktion: Können Sie Beispiele für Kooperationsprojekte im Bereich On-Board-Lösungen für Züge nennen?

Stéphane Blanc: Wir arbeiten z. B. mit PANTOhealth zusammen, einem Spezialisten für Lösungen zur Instandhaltung von Oberleitungen für Züge und Straßenbahnen. Mit einer speziellen Kamera, einem Vibrationssensor und KI kann das in Zügen oder Straßenbahnen montierte System Probleme mit Oberleitungen während der Fahrt erkennen. Dies ist eine hervorragende Möglichkeit, Wartungs- und Reparaturarbeiten effizienter zu gestalten. PANTOhealth nutzt eine Advantech-Hardwareplattform, die auf NVIDIA-Technologie mit KI basiert.

Ein weiteres Beispiel ist Passengera, Softwareanbieter für Zug-Infotainment- und Datenanbindungssysteme, der ebenfalls eine Hardwareplattform von Advantech nutzt. Die Lösung ist auf die spezifischen Anforderungen von Passengera zugeschnitten und ermöglicht Technologien wie 4G/5G-Netzwerke, WLAN und GPS im Zug.

Redaktion: Können Sie die einfache Anpassbarkeit bei Advantech näher erläutern?

Stéphane Blanc: Unser Configure-To-Order-Service (CTOS) ist ein Anpassungsservice, den wir unseren Kunden direkt anbieten. Unser Team vor Ort arbeitet eng mit dem Kunden zusammen, um den erforderlichen Anpassungsumfang für die Plattform festzulegen. Basierend auf dieser gemeinsam definierten Spezifikation wird eine spezielle CTOS-Teilenummer erstellt, um den Bestellprozess zu unterstützen.

Redaktion: Wie entscheiden Sie, welche Prozessoren für On-Board-Lösungen in Zügen verwendet werden?

Stéphane Blanc: Wenn die Lösung eine hohe Rechenleistung erfordert, ist eine Intel-Core-i-Plattform die beste Wahl. Wenn wir mehr GPUs oder KI-Fähigkeiten benötigen, wird es wahrscheinlich eine NVIDIA-basierte Lösung sein. Manchmal verwenden wir auch beide. Wir bieten z. B. das Produkt ITA-580G, ein KI-System für Schienenfahrzeuge mit einem Intel-Core-i-Prozessor (eine CPU-Serie auf x86-Basis) und einem MXM-Steckplatz, in den wir eine NVIDIA-GPU für KI einsetzen. Damit können wir u. a. Kamera-Streams einbinden und Algorithmen für verschiedene Anwendungen entwickeln.

Redaktion: Und wie sieht es mit der Auswahl anderer wichtiger Systemkomponenten wie Gateways und Routern aus?

Stéphane Blanc: Wir bieten verschiedene Gateways für unterschiedliche Anwendungsfälle. Advantech unterhält z. B. eine Partnerschaft mit einem Unternehmen, das Cybersicherheit für Züge bereitstellt. Dabei kommen zwei Netzwerke zum Einsatz: eines für das TCMS (Train Control Monitoring System) und ein weiteres für Fahrgastinformations-/Unterhaltungssysteme. Diese beiden Netzwerke müssen voneinander zuverlässig geschützt werden. Wir bieten ein Gateway, das diese Art der Netzwerksicherheit gewährleistet.

Wenn es um Gateways oder Router geht, die eine Brücke zwischen einem lokalen Netzwerk und einem anderen System schlagen, stehen zwei Optionen zur Verfügung. Eine davon ist die GSM-R-Technologie (Global System for Mobile Communications-Railway), ein digitales Kommunikationssystem für sichere und zuverlässige Sprach- und Datendienste. Wir haben auch Router, die eine 5G-Verbindung zu WLAN oder einem Telekommunikationsnetzwerk (für Internet an Bord) ermöglichen.

Mit Blick auf die Zukunft steht ein neuer Standard namens FRMCS (Future Railway Mobile Communication System) bevor – ein internationaler Standard für die funkbasierte Kommunikation, der GSM-R ablösen wird. Die auf 5G-Technologie basierende Spezifikation ist noch nicht fertiggestellt. Wir arbeiten jedoch bereits mit Kunden an der Entwicklung eines Gateways, das FRMCS an Bord unterstützen kann.

Redaktion: Was unterscheidet die Lösungen von Advantech von anderen Ethernet-Switches für Bordnetze in Zügen?

Stéphane Blanc: Advantech bietet zwei Arten von Managed Switches für Züge an. Der eine ist ein Backbone-Switch für die gesamte Systemschleife des Zuges, der andere ein Subnetz-Switch für einzelne Zugteile. Der Unterschied liegt in der verfügbaren Bandbreite: von Switches mit 8 bis 10 Ports bis hin zu viel größeren Modellen mit bis zu 28 Ports.

Vor kurzem haben wir außerdem unsere Ethernet-Switches EKI-9508 und EKI-9510 auf den Markt gebracht, die sich durch sehr kleine Formfaktoren auszeichnen. Dadurch können wir Switches mit 8 bis 10 Ports in besonders kompakten Abmessungen anbieten – ein entscheidender Faktor im modernen Zugbau.

Eine weitere Differenzierung ergibt sich durch unser benutzerfreundliches Push-Pull-M12-Steckverbinder-Design für Switches anstelle herkömmlicher Schrauben und die Verfügbarkeit eines 10-Gb-Switches für Anwendungen mit hoher Bandbreite.

Redaktion: Wie robust muss Hardware für den Einsatz in Zügen sein?

Stéphane Blanc: Als Beispiel sei EN 50155 OT5 genannt, die Spezifikation für elektronische Bauteile, die unter extremen thermischen Bedingungen betrieben werden müssen. Der Zusatz „OT5” bezeichnet eine bestimmte Betriebstemperaturklasse, in diesem Fall -25 bis +85 °C.

Die in diesen Anwendungen eingesetzten Rechnerkomponenten müssen außerdem nach EN 45545 zertifiziert sein, einer Norm für den Brandschutz in Schienenfahrzeugen. Um diese Norm zu erfüllen, müssen die Materialien flammhemmend sein und geringe Rauchentwicklung und Toxizität aufweisen.

Redaktion: Verzeichnen Sie eine steigende Nachfrage nach Lösungen mit Embedded-KI und welche Rolle spielt KI in Zügen?

Stéphane Blanc: Die Nachfrage nach Embedded-KI steigt vor allem in sicherheitsrelevanten Anwendungen, z. B. der genauen Zählung von Fahrgästen, um eine Überlastung der Züge zu vermeiden (manchmal mit Hilfe einer Infrarotkamera). Oder vielleicht auch zur Überwachung und Alarmierung bei Vorfällen an Bord, wenn eine Straftat begangen wird.

Weitere KI-gestützte Lösungen für Anwendungen an Bord, jedoch außerhalb des Zuges, umfassen die Objekterkennung auf den Schienen, wobei das System Informationen an den Fahrer weiterleitet. Tatsächlich ist die Brems-/Rad-/Schienenanalyse für die vorausschauende Wartung eine weitere On-Board-Anwendung von KI mittels Kameras und/oder Vibrationssensoren.

Wir bieten bereits Hardwarelösungen wie Edge-KI-Inferenzrechner mit NVIDIA Jetson für Video-/Bildverarbeitung in Bereichen wie dem Schienenverkehr an.

Redaktion: Wie wichtig ist Cybersicherheit für Bordsysteme in Zügen?

Stéphane Blanc: Wir verzeichnen eine stetig steigende Nachfrage gemäß IEC 62443, einer internationalen Normenreihe für Cybersicherheit in industriellen Automatisierungs- und Steuerungssystemen (IACS). Es gibt zwei Ebenen: Die erste ist IEC 62443-4-1, die Prozessanforderungen für die sichere Entwicklung und Herstellung von Produkten im IACS-Bereich verwendet werden. Advantech ist vollständig nach IEC 62443-4-1 zertifiziert.

Die zweite ist IEC 62443-4-2, die detaillierte technische Anforderungen an die Cybersicherheit einzelner Komponenten für IACS festlegt. Advantech ist derzeit dabei, diese Zertifizierung für alle Produktreihen zu beantragen. Zwar sind bereits zertifizierte Produkte erhältlich, doch werden wir erst 2027 fertig sein, wenn der neue Cyber Resilience Act (CRA) der EU in Kraft tritt.

Redaktion: Wie sieht die Zukunft für Advantech-Lösungen speziell im Bereich der Bordsysteme in Zügen aus?

Stéphane Blanc: Es wird definitiv mehr KI geben, insbesondere für Sicherheits- und vorausschauende Wartungsanwendungen. Weitere Trends sind FRMCS, also 5G-Technologie an Bord, und automatische digitale Zugkupplungen zur Verbindung von Schienenfahrzeugen. In naher Zukunft werden wir auch autonome Züge sehen.

Aus Sicht der Standards beobachten wir einen wachsenden Trend von ITxPT, einer Organisation, die IT-Standards vorschlägt, die eine größere Interkompatibilität zwischen Hardware- und Softwareanbietern gewährleisten. Um die Standards zu erfüllen, müssen Produkte eine offene Architektur, Datenzugänglichkeit und Interoperabilität zwischen IT-Systemen ermöglichen. Bei Bussen ist dies bereits weit verbreitet, aber wir sehen eine wachsende Nachfrage nach ITxPT im Schienenverkehr.

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