Serie: KI-Technologie aus China – Teil 36 KI-Offensive von China: Mit KI zur Digitalisierung der Bahntechnik

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China verbindet den weiteren Ausbau des Schienenverkehrs mit einer tiefgreifenden Transformation – von der Elektrifizierung und Automatisierung über die Digitalisierung zur Kognitivierung der Bahntechnik. Künstliche Intelligenz soll nicht nur einzelne Inspektions- oder Dispositionsaufgaben verbessern, sondern wird als Querschnittstechnologie verstanden.

Mithilfe von KI lassen sich Fahrzeuge, Gleise, Bahnhöfe, Leitstellen, Bahntechnik, Energieverbrauch und Wartungsprozesse zu einem integrierten intelligenten Gesamtsystem verknüpfen. Statt Züge auf Basis isolierter Leitstellensysteme zu disponieren und Infrastruktur sowie Fahrzeuge nach festen Intervallen zu warten, sollen Sensorik, Bildverarbeitung, digitale Zwillinge, maschinelles Lernen und branchenspezifische Large Language Models einen vorausschauenden, teilautomatisierten Bahnbetrieb ermöglichen. Die dafür erforderliche Datenbasis ist riesig.

Nach Angaben der China State Railway Group erreichte das nationale Streckennetz Ende 2025 eine Betriebslänge von 165.000 km, die Hochgeschwindigkeitsstrecken wuchsen auf 50.400 km. Im selben Jahr beförderte die Bahn 4,3 Milliarden Passagiere, mit einem Spitzenwert von mehr als 23,1 Millionen Fahrten an einem Tag. Mit dieser Netzgröße entstehen enorme Mengen an Betriebs-, Zustands-, Bild-, Fahrgast- und Instandhaltungsdaten – eine wesentliche Voraussetzung für den Einsatz datenhungriger KI-Anwendungen in der Bahntechnik.

Intelligente Züge und autonomer Betrieb

Besonders sichtbar ist die chinesische KI-Aufrüstung im Bahnbetrieb beim automatisierten Zugbetrieb und bei intelligenten Fahrzeugen. Die Strecke Beijing–Zhangjiakou gilt als Leuchtturmprojekt. Seit Ende 2019 wird dort ein Hochgeschwindigkeitszug mit 350 km/h im fahrerbegleiteten automatisierten Betrieb eingesetzt. China verbindet dabei automatische Zugsteuerung mit Datenanalyse, 5G-Kommunikation, satellitengestützter BeiDou-Ortung und weiterentwickelter Leit- und Sicherungstechnik. Ein duales Kommunikations- und Zugsteuerungssystem soll Geschwindigkeiten bis 400 km/h unterstützen. Damit zielt China auf höhere Streckenkapazität, präzisere Zugortung und einen effizienteren Betrieb bei dichter Zugfolge.

Autonom bedeutet im Bahnbereich nicht zwingend vollständig fahrerlos. Bei Hochgeschwindigkeitszügen steht derzeit vor allem ein schrittweiser Übergang von Fahrerassistenz und automatisierter Geschwindigkeitsregelung über automatisierte Betriebsfunktionen bis hin zu stärker automatisierten Entscheidungsprozessen in Leitstelle und Fahrzeug im Vordergrund. Sicherheitsverantwortung, Zulassung, Cybersicherheit und das Management von Ausnahmefällen bleiben die zentralen Hürden.

Bahntechnik: Der Zug wird zur Datenplattform

Der Staatskonzern China Railway Rolling Stock Corporation (CRRC) ist der wichtigste industrielle Akteur im chinesischen Bahntechnik-Ökosystem. Das Unternehmen ist nicht nur Fahrzeughersteller, sondern entwickelt sich zunehmend zum Anbieter digitaler Lebenszyklus-, Wartungs- und Betriebsplattformen. Der Wert eines Zuges entsteht künftig nicht allein beim Verkauf des Rollmaterials, sondern auch durch softwaregestützte Verfügbarkeit, Zustandsüberwachung, Energieoptimierung und Services über den gesamten Lebenszyklus.

Ein aktuelles Beispiel kommt von CRRC Changchun Railway Vehicles. Im April 2025 rollte ein intelligenter Intercity-Triebzug für 200 km/h aus der Produktion. Der Zug verfügt über mehr als 1.500 Sensoren in zentralen Systemen wie Antrieb, Bremse und Drehgestellen. Das integrierte Instandhaltungssystem modelliert 127 kritische Systeme und nutzt Big Data sowie Cloud Computing für ein durchgängiges Health Management über den Lebenszyklus.Damit wird der Triebzug zu einem cyber-physischen System. Sensoren erfassen Zustandsdaten, Plattformen verarbeiten sie, Algorithmen erkennen Auffälligkeiten und Instandhalter erhalten priorisierte Hinweise für Wartung oder Reparatur. Dieser Ansatz kann die Umstellung von kilometer- oder zeitintervallbasierter Wartung auf zustands- und risikobasierte Instandhaltung beschleunigen.

Predictive Maintenance als Kernanwendung

Die vorausschauende Instandhaltung ist der wirtschaftlich am schnellsten skalierbare KI-Anwendungsfall im chinesischen Bahnsektor. Bei Hochgeschwindigkeitsnetzen und dichter Taktung werden ungeplante Ausfälle besonders teuer. Sie beeinträchtigen Sicherheit, Kapazität, Pünktlichkeit und die Auslastung von Werkstätten. KI soll deshalb nicht erst reagieren, wenn ein Fehler auftritt, sondern Verschleiß- und Degradationsmuster frühzeitig erkennen.

Ein typischer KI-Prozess verbindet die verschiedenen Datenquellen zu einer geschlossenen Wartungsschleife: Daten erfassen, Datenqualität sichern, Anomalien erkennen, Komponentenzustand bewerten, Restlebensdauer prognostizieren, Wartungsauftrag auslösen und das tatsächliche Ergebnis in das Modell zurückspielen. Dabei ist die Kombination von Computer Vision und Robotik besonders interessant. Bildanalyse kann beispielsweise Risse, lose Bauteile, Verschleiß, falsch sitzende Komponenten oder Fremdkörper erkennen. Robotische Inspektions- und Instandhaltungssysteme sind vor allem dort attraktiv, wo Personal schwer verfügbar ist oder Arbeiten an Oberleitungen, Gleisanlagen und anderen Hochrisikobereichen stattfinden.

Chinas Signal- und Zugsteuerungssysteme bilden die sicherheitskritische Grundlage für KI-Anwendungen im Betrieb. Die nationale Architektur China Train Control System (CTCS) übernimmt dabei Funktionen, die in Europa im Umfeld digitaler Stellwerke, der Zugbeeinflussung und der Leitstellenentwicklung diskutiert werden. KI ergänzt diese Systeme, ersetzt aber nicht die formale Sicherheitslogik der Zugsteuerung. Das strategische Ziel ist ein Railway Brain – eine Daten- und Entscheidungsarchitektur, die Informationen aus Fahrzeugen, Infrastruktur, Baustellen, Bahnhöfen und Betriebsführung zusammenführt.