Bahntechnik UIC veröffentlicht Studie zum Potenzial von künstlicher Intelligenz in Bahnunternehmen

Eine vermehrte Anwendung von künstlicher Intelligenz würde laut einer von der UIC in Zusammenarbeit mit McKinsey durchgeführten Analyse den Eisenbahnen der Welt große Vorteile bringen.

In einer neuen Studie hat der internationale Eisenbahnverband UIC (Union Internationale des Chemins de fer) zusammen mit der Unternehmensberatung McKinsey die Möglichkeiten und Auswirkungen eines gesteigerten Einsatzes von künstlicher Intelligenz (KI) bei Bahngesellschaften betrachtet. Dazu befragten die Initiatoren der Analyse elf Bahnunternehmen in Europa und Asien. Zusätzlich führten sie ausführliche Interviews mit 15 ausgewählten Unternehmen im Eisenbahnsektor und OEMs durch. Die Ergebnisse fassten die Beteiligten schließlich in der im Februar 2024 vorgestellten Studie „The journey toward AI-enabled railway companies“, auf Deutsch „Der Weg zu KI-unterstützten Eisenbahnunternehmen“, zusammen.

Der Bericht beschreibt Anwendungsfälle, die schon in größerem Umfang im Einsatz sind oder die das Potenzial zur Einführung haben. Die Robotik blieb dabei unbeachtet, weil sich diese hauptsächlich auf Anwendungen des maschinellen Lernens (ML) und des Deep Learnings (DL) konzentriert. Zusätzlich untersuchen die Autoren den Einfluss des Ökosystems aus verschiedenen Interessengruppen und zeigen auf, wie ein Einsatz künstlicher Intelligenz im gesamten Bahnsektor einen Mehrwert schaffen könnte. Dabei konzentrieren sie sich auf den Personenverkehr.

Bei der Bahn hat KI großes Potenzial

Zunächst identifiziert der Bericht vier Kernbereiche entlang der Bahn-Wertschöpfungskette, in denen KI unterschiedliche Geschäftsaktivitäten unterstützen könnte. Das seien zum einen die Gebiete, die direkt mit der Bereitstellung des Produktes „Bahn“, also dem Reiseerlebnis, zusammenhängen. Das wären etwa die Einsatzplanung des Zugpersonals, die Wartung des Rollmaterials oder die Reaktion auf Unregelmäßigkeiten im Betrieb.

Weiterhin besäße künstliche Intelligenz laut Studie großes Potenzial in Bezug auf die Infrastruktur, wie bei der Planung, dem Trassenmanagement oder der Unterhaltung. Auch Passagiere könnten demnach profitieren, beispielsweise durch verbesserte Kommunikation oder einfachere Buchungsprozesse. Ein letzter Bereich wäre die Aktivitäten, die nicht direkt mit dem Betrieb der Bahn einhergehen, wie dem Personalwesen, der Finanzabteilung oder der IT.

Jedes vierte Bahnunternehmen nutzt KI in größerem Umfang

Dabei befinden sich laut Studie 25 Prozent der Bahnunternehmen in einer frühen Phase der Einführung der KI, haben aber noch keine Pilotprojekte gestartet. 13 Prozent erproben ein oder mehrere Projekte und 38 Prozent haben erste Einsätze in großem Maßstab und bauen interne Kompetenzen auf. 25 Prozent schließlich setzen künstliche Intelligenz schon im größeren Umfang ein und besitzen eigene Ressourcen dafür.

Insgesamt identifiziert die Studie ungefähr 100 potenzielle Anwendungsfälle für eine KI; 20 davon sind bei Eisenbahnunternehmen in unterschiedlichen Stadien bereits im Einsatz. Weit verbreitet ist die KI derzeit bei der vorausschauenden Wartung, dem Energiemanagement und bei Echtzeitinformationen im intermodalen Verkehr. Neuere Einsatzgebiete umfassen den begleiteten automatischen Zugbetrieb nach GoA (Grade of Automation) 3 oder digitale Zwillinge für die Netzinfrastruktur. Dabei nimmt die Studie jeweils auf entsprechende Referenzprojekte Bezug, wie die digitale Instandhaltung der S-Bahn in München-Steinhausen.

Finanziell lohnt sich der KI-Einsatz

Dem Bericht zufolge hätte ein verstärkter KI- Einsatz auch finanzielle Auswirkungen. So könnte künstliche Intelligenz demnach für ein Unternehmen mit einem Umsatz von 5 Milliarden Euro einen Wert von rund 700 Millionen Euro pro Jahr schaffen. Weltweit hätte KI das Potenzial, 13 bis 22 Milliarden US-Dollar an Wertschöpfung freizusetzen.

Allerdings stünden Bahnunternehmen, die KI einsetzen wollen, vor Herausforderungen. Das betrifft zum einen die Verfügbarkeit und die Qualität der Daten, aber auch regulatorische Überlegungen wie die Datenschutzgrundverordnung, das Fehlen von Normen oder die Furcht vor dem Verlust von Fachwissen. Zudem sei die Bahnbranche traditionell risikoscheu, sobald es um neue Technologien geht. Um KI richtig einzusetzen, schlagen die Verfasser des Papiers sechs Punkte vor, auf die sich die Bahnen bei der Einführung konzentrieren sollten: eine strategische Roadmap, KI-spezifische Rollen und Fähigkeiten, das Betriebsmodell, die Technologie, das Datenmanagement sowie die Umsetzung und Skalierung.

Schließlich gehen die Autoren noch auf die potenziellen Risiken ein, die eine künstliche Intelligenz mit sich bringen kann, und beleuchten die Rolle des Ökosystems aus OEMs, Technologieunternehmen, Forschungsinstituten, der Politik und den Branchenverbänden. Sie alle würden bei der Nutzung von KI eine Rolle spielen.

Zusammenfassend stellen die Initiatoren der Studie fest, dass die Künstliche Intelligenz das Potenzial hat, die Art und Weise, wie Eisenbahnunternehmen Dienste entlang der Wertschöpfungskette planen und ausliefern, signifikant zu verändern. Der vollständige Bericht ist hier verfügbar.  (se)

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