#KI im Bahnverkehr: Chancen und Herausforderungen, EU AI ACT & Realitätslabore

Dieser Artikel gibt einen Einblick in die fortschreitende Nutzung von Künstlicher Intelligenz (KI) im #Bahnverkehr. Erfahren Sie, wie KI die Effizienz der Betriebsführung, die Sicherheit und die Kundenerfahrung verbessert. Wir beleuchten auch die aktuellen Entwicklungen in der Regulierung von KI sowie die Bedeutung von KI-Realitätslaboren.

Von: FH-Prof. Dr. Alexander Adrowitzer und Thomas Höllweger , CTO im Bereich OneCloud bei #EvidenAustria.

Der Einsatz #künstlicherIntelligenz (KI) im Bahnverkehr hat in den letzten Jahren eine signifikante Entwicklung erfahren und trägt entscheidend zur Verbesserung der Effizienz, Sicherheit und Kundenerfahrung bei. Verschiedene kritische Anwendungen von KI sind in diesem Bereich zu beobachten.

Ein zentraler Bereich, in dem KI eingesetzt wird, betrifft die Betriebsführung und Planung. KI-Systeme werden verwendet, um den Betrieb von Zügen zu optimieren, Fahrpläne zu erstellen und Ressourcen effizient zu verwalten. Durch die Analyse großer Datenmengen können diese Systeme präzise Vorhersagen über die Fahrzeugverfügbarkeit, Streckenauslastung und optimale Routen treffen, was zu einer verbesserten Pünktlichkeit und Zuverlässigkeit des Bahnverkehrs führt.

Ein weiterer wichtiger Einsatzbereich von KI liegt in Wartung und Instandhaltung von Zügen und Bahninfrastrukturen. KI-Systeme überwachen kontinuierlich den Zustand von Zügen, Gleisen und Signalen, um potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen und prädiktive Wartungspläne zu erstellen. Dadurch können ungeplante Ausfälle reduziert und die Sicherheit für Fahrgäste und Personal erhöht werden.

Sicherheitssysteme, die auf KI basieren, spielen ebenfalls eine entscheidende Rolle im Bahnverkehr. Diese Systeme überwachen Bahnanlagen, Gleise und Bahnübergänge, um Unfälle zu vermeiden. Darüber hinaus tragen sie dazu bei, unautorisierten Zugriff auf Bahnanlagen zu erkennen und zu verhindern, was die Sicherheit des gesamten Bahnnetzes weiter verbessert.

Neben der Effizienz- und Sicherheitsverbesserung wird KI auch für die Bereitstellung von Passagierinformationen und Kundenservice eingesetzt. Fahrpläne werden dynamisch angepasst, Echtzeitinformationen werden bereitgestellt und personalisierte Reiseempfehlungen werden basierend auf individuellen Präferenzen und aktuellen Bedingungen gegeben. Dies trägt wesentlich zu einer positiven Kundenerfahrung bei und erleichtert die Navigation durch das Bahnnetz.

Schließlich werden auch Bestrebungen unternommen, KI für die Automatisierung und den autonomen Betrieb von Zügen einzusetzen. Teilautonome oder vollständig autonome Züge könnten menschliche Fehler minimieren und die Effizienz weiter steigern. Obwohl dies noch in der Entwicklung ist, zeigen solche Initiativen das Potenzial von KI, den Bahnverkehr der Zukunft zu gestalten.

Insgesamt verdeutlichen diese kritischen Anwendungen von künstlicher Intelligenz im Bahnverkehr die vielfältigen Möglichkeiten, wie diese Technologie dazu beiträgt, die Effizienz zu steigern, die Sicherheit zu erhöhen und die Kundenerfahrung zu verbessern. Künstliche Intelligenz (KI) ist aber auch eine schnell wachsende Technologie die mit Gefahren und Risiken verbunden ist. Zu diesem Zweck schlägt die EU Kommission den ersten Rechtsrahmen für KI vor, der darauf abzielt KI-Entwicklern und -Nutzern klare Anforderungen und Verpflichtungen in Bezug auf die spezifische Nutzung von KI vorzugeben den EU AI ACT [EU AI Act: first regulation on artificial intelligence | Topics | European Parliament (europa.eu)].

Der EU AI Act stärkt die Sicherheit von KI-Anwendungen durch klare Standards, Risikobewertungen, Transparenz und das Verbot gefährlicher Anwendungen. Er legt Sicherheitsanforderungen fest, erfordert Risikobewertungen und -management, fördert Transparenz und dokumentiert KI-Systeme. Zudem verbietet er bestimmte riskante KI-Anwendungen. Insgesamt trägt der AI Act dazu bei, das Vertrauen in KI-Technologien zu stärken und ihre sichere Entwicklung und Nutzung zu unterstützen.

Der #Regulierungsrahmen definiert vier Risikostufen in KI, welche die im Bereich Schienenverkehrs beispielsweise diese folgendermaßen angewendet werden können:

1.        Unannehmbares Risiko: KI-Anwendungen, die aufgrund ihrer potenziellen negativen Auswirkungen auf die Sicherheit, die Grundrechte oder andere gesetzliche Anforderungen unannehmbar sind. Darunter fällt etwa die Identifikation von Fahrgästen mittels Gesichtserkennung und davon abgeleitete Handlungen [Schwarzfahrer und Co.: Kritik nach KI-Versuch in Londons U-Bahn - news.ORF.at]

2.        Hochriskante KI-Systeme: Ein Beispiel wäre ein KI-basiertes System zur Streckenüberwachung, das zwar das Potenzial hat, Unfälle zu verhindern, aber aufgrund von Fehlern oder unzureichender Trainingsdaten möglicherweise nicht zuverlässig genug ist und daher Sicherheitsrisiken birgt.

3.        Risikobehaftete KI-Systeme: Hier könnte ein System zur automatischen Zugsteuerung genannt werden, das zwar in der Lage ist, Züge zu steuern, jedoch gelegentlich aufgrund von Umweltbedingungen oder Signalstörungen fehlerhaft arbeitet und daher eine moderate Risikobewertung erhält.

4.        Minimales Risiko: Eine KI-Anwendung zur Fahrplangenerierung oder zur Optimierung von Wartungsarbeiten könnte als Beispiel dienen. Solche Anwendungen haben in der Regel ein geringes Risiko, da Fehler oder Ausfälle nur begrenzte Auswirkungen auf den Zugverkehr hätten.

KI Realitätslabore

Für ihre Entwicklung und Prüfung sind neue Regulierungsmethoden und sichere Testumgebungen notwendig. Diese müssen verantwortungsvolle Innovationen unterstützen und Schutzmaßnahmen gewährleisten. Um einen flexiblen und widerstandsfähigen Rechtsrahmen zu schaffen, sollten nationale Behörden Realitätslabore für KI einrichten. Diese Labore sollen dazu dienen, Innovationen zu fördern und eine sichere Testumgebung für neue KI-Systeme zu bieten. Dabei müssen die Systeme mit geltenden Gesetzen übereinstimmen. Die Realitätslabore sollen außerdem die Sicherheit für Innovatoren verbessern und den Marktzugang erleichtern, besonders für kleine Unternehmen und Start-ups.

Ausgestaltung von KI Realitätslaboren

Es sollten gemeinsame Regeln für die Labore festgelegt werden, um eine einheitliche Umsetzung zu gewährleisten. Diese Regeln sollen auch die Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Behörden fördern. Die Verwendung von personenbezogenen Daten für die Entwicklung von KI-Systemen in den Laboren sollte gesetzlich geregelt sein und strenge Schutzmaßnahmen erfordern. Die Beteiligten an den Laboren sollten die Anweisungen der Behörden befolgen und schnell handeln, um Risiken für Sicherheit und Grundrechte zu minimieren. Das Verhalten der Beteiligten kann berücksichtigt werden, wenn Behörden entscheiden, ob Bußgelder verhängt werden müssen.

Der Einsatz von KI im Bahnverkehr verbessert Effizienz, Sicherheit und Kundenerfahrung durch optimierte Betriebsführung, Wartung, Sicherheitssysteme und Passagierinformationen. Die EU schlägt einen Regulierungsrahmen vor, der Risiken minimiert und KI-Realitätslabore zur Entwicklung sicherer KI-Systeme fördert.

KI bietet enorme Vorteile für den Bahnverkehr, erfordert jedoch eine angemessene Regulierung. Die vorgeschlagenen Maßnahmen der EU, einschließlich eines Regulierungsrahmens und KI-Realitätslaboren, bieten eine ausgewogene Herangehensweise zur Förderung innovativer und sicherer KI-Anwendungen im Bahnverkehr.