Der europäische Schienenverkehr befindet sich in einem tiefgreifenden digitalen Wandel. Das Programm „Digitale Schiene Deutschland“ treibt den flächendeckenden Ausbau von ETCS (European Train Control System), digitalen Stellwerken (DSTW) und vernetzten Zugsteuerungssystemen voran – bis 2025 sollen rund 125 Streckenkilometer mit ETCS Level 2 ausgerüstet sein [1]. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Echtzeit-Fahrgastinformation, Videoüberwachung, vorausschauende Instandhaltung und automatisierte Streckeninspektion. All diese Anwendungen erfordern leistungsfähige Computersysteme, die unter den extremen Bedingungen im Schienenfahrzeug zuverlässig arbeiten: starke Vibrationen, weite Temperaturschwankungen, schwankende Bordnetzspannungen und strenge Brandschutzvorschriften.

Herkömmliche IT-Hardware scheitert an diesen Anforderungen. Bahntaugliche Industrie-PCs müssen nach EN 50155 für den Einsatz in Schienenfahrzeugen zertifiziert sein, den Brandschutz gemäß EN 45545-2 einhalten und die EMV-Vorgaben der EN 50121-3-2 erfüllen [2]. Als autorisierter Neousys-Distributor bietet OMTEC speziell für den Schienenverkehr entwickelte Systeme – vom kompakten Bordrechner für Straßenbahnen bis zum GPU-gestützten Rack-Server für KI-basierte Videoanalyse in Hochgeschwindigkeitszügen.

Typische Anwendungen im Schienenverkehr

Fahrgastinformationssystem (PIS)

Passenger Information Systems (PIS) versorgen Fahrgäste in Echtzeit mit Haltestelleninformationen, Anschlussverbindungen, Verspätungen und Störungsmeldungen. Der Bordrechner steuert mehrere TFT-Displays über das gesamte Fahrzeug, empfängt GPS-Positionsdaten für die automatische Haltestellenerkennung und kommuniziert über LTE oder WLAN mit der Leitstelle. Die Herausforderung: Bei einem Spannungsausfall im Bordnetz muss das PIS innerhalb von Millisekunden auf den Pufferspeicher umschalten, ohne Dateiverlust zu riskieren. Der Neousys Nuvo-2615RL löst dieses Problem mit einer integrierten SuperCAP-USV, die über 30 Sekunden Pufferzeit bietet [3].

CCTV-Videoüberwachung

Moderne Züge sind mit 8 bis 32 IP-Kameras ausgestattet, die den Fahrgastraum, Einstiege, Führerstand und Außenbereiche überwachen. Der Bordrechner fungiert als Network Video Recorder (NVR), zeichnet alle Videoströme gleichzeitig auf, komprimiert sie und speichert die Daten auf lokalen SSDs. Darüber hinaus ermöglichen KI-basierte Videoanalyse-Algorithmen Echtzeit-Funktionen wie Personenzählung, Gefahrenerkennung und Verhaltensmustererkennung. Für solche GPU-intensiven Aufgaben bietet der Neousys GT-92RL-H mit NVIDIA RTX 2000 ADA GPU die nötige Rechenleistung – vollständig lüfterlos in einem 2U-Rackgehäuse [4].

TCMS – Train Control and Monitoring System

Das Train Control and Monitoring System ist das zentrale Nervensystem eines modernen Zuges. Es überwacht und steuert alle Subsysteme: Antrieb, Bremsen, Türen, Klimaanlage, Beleuchtung und Energiemanagement. Die Kommunikation erfolgt über standardisierte Bussysteme wie MVB (Multifunction Vehicle Bus) und Ethernet Consist Network nach IEC 61375. Der TCMS-Rechner muss höchste Verfügbarkeit garantieren und bei Spannungstransienten von ±40 % über 100 ms fehlerfrei weiterarbeiten [2]. Neousys-Systeme mit weitem Eingangsspannungsbereich und M12-Steckern für vibrationssichere Verbindungen erfüllen diese Anforderungen.

Streckenüberwachung und Objekterkennung

Streckenseitige Systeme und Bordkameras überwachen Gleiszustände, Oberleitungen (Pantograph-Monitoring) und erkennen Hindernisse auf der Fahrbahn. Die KI-gestützte Bildauswertung erfordert leistungsstarke GPU-Beschleunigung, um Deep-Learning-Modelle in Echtzeit auszuführen. Gleichzeitig muss der Rechner Rohdaten für spätere Offline-Analyse speichern können. Der GT-92RL-H mit NVMe Gen4×4-Speicher und 70 W GPU ist für genau diese Aufgabe ausgelegt [4].

Condition Monitoring und Predictive Maintenance

Zustandsbasierte Instandhaltung ersetzt zunehmend die starre, intervallbasierte Wartung. Sensoren an Achslagern, Bremsen, Radsätzen und Klimaanlagen liefern kontinuierlich Vibrations-, Temperatur- und Druckdaten. Ein Bordrechner analysiert diese Datenströme mittels KI-Algorithmen, erkennt Anomalien frühzeitig und meldet drohende Ausfälle, bevor sie eintreten. Das BMDV fördert solche Ansätze im Rahmen der mFUND-Initiative [1]. Für die Edge-Analyse direkt am Fahrzeug eignen sich PoE+-fähige Systeme wie der Nuvo-7100VTC, die Sensoren über M12-Anschlüsse versorgen und auswerten.

Ticketing und Fahrpreiserfassung

Elektronische Fahrkartensysteme und kontaktloses Bezahlen erfordern zuverlässige Bordrechner, die NFC-Leser, Barcode-Scanner und Bildschirme steuern. Der Rechner kommuniziert über Mobilfunk mit dem Hintergrundsystem für Tarifberechnung und Abrechnung. Kompakte, kostengünstige Systeme wie der POC-451VTC mit seinem platzsparenden Formfaktor von nur 108 × 153 × 72 mm eignen sich besonders für die Integration in bestehende Ticketing-Terminals [5].

Hardware-Anforderungen für den Bahneinsatz

Schienenfahrzeuge stellen die härtesten Anforderungen an elektronische Geräte. Die Kombination aus extremen Temperaturen, permanenten Vibrationen, schwankenden Bordnetzspannungen und strengem Brandschutz macht eine spezielle Zertifizierung zwingend erforderlich. Die folgenden Kriterien sind bei der Auswahl bahntauglicher Industrie-PCs entscheidend.

EN 50155 – Temperatur, Vibration und Spannung

Die EN 50155 ist die zentrale Norm für elektronische Geräte auf Schienenfahrzeugen [2]. Sie definiert Temperaturklassen von OT1 (+5 bis +45 °C) bis OT4 (−40 bis +70 °C) und verlangt zusätzlich die Funktion bei +85 °C für mindestens 10 Minuten. Seit der Ausgabe 2017 werden auch schnelle Temperaturwechsel berücksichtigt, wie sie beim Einfahren in Tunnel auftreten. Für die Spannungsversorgung gelten strenge Toleranzen: Das Gerät muss Schwankungen von −30 % bis +25 % der Nennspannung dauerhaft verkraften, kurzzeitige Transienten von ±40 % über 100 ms, Spannungsspitzen bis ±1 kV sowie Unterbrechungen bis 20 ms [6].

Schock und Vibration nach IEC 61373

Die EN 50155 referenziert IEC 61373 für Schock- und Vibrationstests. Die Norm unterteilt die Prüfungen in drei Montagekategorien: Kategorie 1A für die direkte Montage am Wagenkasten, Kategorie 1B für Geräte in Gehäusen am Wagenkasten und Kategorie 2 für die Montage am Drehgestell [7]. Für wagenkasten-montierte Geräte (Kategorie 1) gelten typische Vibrationswerte bis 5 Grms und Schockbelastungen bis 30 G. Lüfterloses Design eliminiert die anfälligste mechanische Komponente und erhöht die Zuverlässigkeit erheblich. Neousys-Railway-Computer sind nach IEC 61373 getestet und verwenden ausschließlich Solid-State-Speicher.

Bordnetzspannung: 9–36 V und 43–160 V DC

Schienenfahrzeuge verwenden unterschiedliche Batteriespannungen: 24, 36, 48, 72 und 110 V DC. Für 110-V-Bordnetze ergibt sich unter Berücksichtigung der EN-50155-Toleranzen ein erforderlicher Eingangsspannungsbereich von etwa 43 bis 160 V DC. Der GT-92RL-H und der Nuvo-2615RL decken diesen Bereich ab – mit 1.500 V_DC galvanischer Isolation zwischen Ein- und Ausgangsseite. Für Niedervoltsysteme (24–36 V) bieten der Nuvo-7100VTC und der POC-451VTC einen Eingangsbereich von 8–35 V DC mit integrierter Zündungssteuerung (Ignition Power Control) [6].

EMV nach EN 50121-3-2

Schienenfahrzeuge erzeugen durch Fahrmotoren, Stromrichter und Pantographen erhebliche elektromagnetische Störungen. Die EN 50121-3-2 definiert Emissions- und Immunitätsanforderungen für elektronische Geräte auf Schienenfahrzeugen und deckt den Frequenzbereich von DC bis 400 GHz ab [8]. Alle Neousys-Bahnsysteme durchlaufen EMV-Tests gemäß dieser Norm, um störungsfreien Betrieb im komplexen elektromagnetischen Umfeld des Zuges zu garantieren.

Brandschutz nach EN 45545-2

Die EN 45545-2 regelt das Brandverhalten aller Materialien und Komponenten in Schienenfahrzeugen [9]. Je nach Betriebskategorie und Bauartkategorie ergibt sich eine Gefahrenstufe von HL1 (niedrigste Anforderung) bis HL3 (höchste Anforderung, z. B. U-Bahnen und Tunnelstrecken). Geprüft werden Flammausbreitung, Entzündbarkeit, Wärmefreisetzung, Rauchopazität und Toxizität freigesetzter Gase. Der GT-92RL-H und der Nuvo-2615RL tragen die EN 45545-2-Zertifizierung.

M12-Steckverbinder für vibrationssichere Verbindungen

Standard-RJ45-Stecker und USB-Anschlüsse versagen unter permanenter Vibration. Bahntaugliche Systeme verwenden daher M12-Steckverbinder mit Schraubverriegelung: M12 X-Coded für Gigabit-Ethernet, M12 D-Coded für Fast Ethernet und M12 K-Coded für die Gleichstrom-Einspeisung. Der GT-92RL-H nutzt ausschließlich M12-Anschlüsse – 9× GbE über M12-X und die Stromversorgung über M12-K [4]. Diese Stecker halten Dauervibrationen und Schocks gemäß IEC 61373 zuverlässig stand.

Empfohlene Neousys-Hardware für den Schienenverkehr

Neousys GT-92RL-H – GPU-Railway-Computer für KI-Anwendungen

Der GT-92RL-H ist das leistungsstärkste EN 50155-System im Neousys-Portfolio. Der 2U-19-Zoll-Rackmount-Computer integriert eine NVIDIA RTX 2000 ADA GPU (70 W TDP), die vollständig lüfterlos gekühlt wird. Intel-14th-Gen-Prozessoren (bis 65 W) und bis zu 64 GB DDR5 ECC-RAM liefern die Rechenleistung für Deep-Learning-Inferenz, Echtzeit-Personenzählung, Streckeninspektion und Predictive-Maintenance-Algorithmen. Neun GbE-Ports über M12 X-Coded verbinden IP-Kameras ohne externe PoE-Switches. Zertifiziert nach EN 50155 und EN 45545-2 [4].

• CPU: Intel 14th/13th/12th-Gen Core, LGA1700, bis 65 W TDP
• GPU: NVIDIA RTX 2000 ADA, 70 W TDP, vollständig lüfterlos
• RAM: Bis zu 64 GB DDR5-4800 ECC/non-ECC (2× SODIMM)
• Netzwerk: 9× GbE über M12 X-Coded
• Speicher: 1× M.2 2280 NVMe Gen4×4, 2× 2,5-Zoll SATA HDD/SSD
• Erweiterung: 2× Full-Size mPCIe (z. B. MVB-Module)
• Stromversorgung: 43–160 V DC über M12 K-Coded
• Betriebstemperatur: −40 °C bis +55 °C
• Zertifizierungen: EN 50155, EN 45545-2

Neousys Nuvo-2615RL – Railway-NVR mit SuperCAP-USV

Der Nuvo-2615RL wurde speziell für videobasierte Rolling-Stock-Anwendungen wie NVR und PIS entwickelt. Sein größter Vorteil: die integrierte SuperCAP-USV mit 2.500 Wattsekunden Kapazität überbrückt Spannungsunterbrechungen für über 30 Sekunden – weit mehr als die 20 ms, die EN 50155 mindestens fordert. Der isolierte Weitbereichseingang von 43 bis 160 V DC deckt alle gängigen Bahn-Bordnetzspannungen ab. Vier PoE+-Ports über M12-Stecker versorgen IP-Kameras direkt, und ein frontseitig zugänglicher 2,5-Zoll-HDD-Schacht erlaubt den Festplattenwechsel im Depot ohne Demontage [3].

• CPU: Intel Atom x6425E, 4 Kerne, 12 W TDP
• RAM: Bis zu 32 GB DDR4
• Netzwerk: 4× GbE PoE+ über M12 X-Coded (50 W Gesamtbudget)
• Speicher: 1× M.2 2280 SATA + 1× frontseitiger 2,5-Zoll-Schacht (bis 5 TB)
• USV: SuperCAP 2.500 Ws (> 30 s Pufferzeit)
• Erweiterung: 2× mPCIe (WiFi, GNSS, CAN), 1× M.2 B-Key (4G/5G)
• Stromversorgung: 43–160 V DC, 1.500 V_DC Isolation
• Betriebstemperatur: −40 °C bis +70 °C (EN 50155 OT4)
• Zertifizierungen: EN 50155, EN 45545-2

Neousys Nuvo-7100VTC – Flexible EN 50155-Plattform

Die Nuvo-7100VTC-Serie ist die vielseitigste Plattform im Neousys-Bahnportfolio. Intel 9th/8th-Gen Core-Prozessoren (bis Core i7 mit 8 Kernen) und bis zu 64 GB DDR4-RAM liefern die Rechenleistung für Multi-Kamera-Überwachung, Condition Monitoring und Gateway-Anwendungen. Das Highlight: bis zu acht 802.3at PoE+-Ports über M12 X-Coded-Stecker versorgen IP-Kameras direkt mit Strom und Daten. Isolierter CAN-Bus, 4-CH DIO und vier serielle Ports ermöglichen die Anbindung von Fahrzeugsensorik und Subsystemen. Die EN 50155-Zertifizierung mit TX-Level und MIL-STD-810G-Vibrationstests garantieren den zuverlässigen Einsatz [10].

• CPU: Intel 9th/8th-Gen Core i7/i5/i3, LGA1151, bis 65 W
• RAM: Bis zu 64 GB DDR4-2666 (2× SODIMM)
• Netzwerk: Bis zu 8× GbE PoE+ über M12 X-Coded (25 W/Port)
• Speicher: 2× SATA (1× Hot-Swap, RAID 0/1), 2× M.2
• I/O: 4× USB 3.1, 4× COM, CAN 2.0 (isoliert), 4-CH isolierte DIO
• Erweiterung: 3× mini-PCIe (3G/4G, WLAN, GPS, CAN)
• Stromversorgung: 8–35 V DC mit Zündungssteuerung
• Betriebstemperatur: −25 bis +60 °C (35 W CPU) / −25 bis +50 °C (65 W CPU)
• Zertifizierungen: EN 50155 (TX), E-Mark, MIL-STD-810G

Neousys POC-451VTC – Ultrakompakter Bordrechner

Der POC-451VTC ist mit nur 108 × 153 × 72 mm der kompakteste Fahrzeugrechner im Neousys-Portfolio. Der Intel Atom x6425E bietet 1,8-fache CPU- und 2-fache GPU-Leistung gegenüber der Vorgängergeneration und reicht für Ticketing-Terminals, einfache PIS-Anwendungen und IoT-Gateways. Drei 2,5-GbE-Ports mit PoE+ und zwei DisplayPort-Ausgänge versorgen Kameras und Fahrgastdisplays. Ein dedizierter Conduction-Cooled-Heatspreader leitet die Wärme von M.2/mPCIe-Modulen effizient ab. Unterstützung für Google TPU ermöglicht leichte KI-Inferenz am Edge [5].

• CPU: Intel Atom x6425E, 4 Kerne, 12 W TDP
• RAM: Bis zu 32 GB DDR4
• Netzwerk: 3× 2,5 GbE PoE+
• Display: 2× DisplayPort
• I/O: 2× USB 3.2, 8× isolierte DIO
• Erweiterung: M.2 + mPCIe (5G/LTE, WiFi 6, CAN), Google TPU
• Stromversorgung: 8–35 V DC mit Zündungssteuerung
• Abmessungen: 108 × 153 × 72 mm
• Betriebstemperatur: −40 °C bis +70 °C
• Zertifizierungen: E-Mark

Vergleichstabelle: Neousys Railway Computer

Praxisbeispiele

Zugbordsystem: PIS und CCTV im Regionalzug

Ein Betreiber von Regionalzügen stattet seine Flotte mit einem kombinierten System für Videoüberwachung und Fahrgastinformation aus. Pro Triebwagen werden sechs IP-Kameras (je zwei an den Einstiegsbereichen, zwei im Fahrgastraum) und vier Infodisplays benötigt. Das System nutzt das 110-V-Bordnetz und muss bei Temperaturen von −25 °C (Abstellgleis im Winter) bis +55 °C zuverlässig arbeiten.

Lösung: Ein Neousys Nuvo-2615RL pro Triebwagen übernimmt beide Aufgaben. Die vier M12-PoE+-Ports versorgen die IP-Kameras direkt mit Strom. Im frontseitig zugänglichen 2,5-Zoll-Schacht speichert eine 5-TB-HDD die Video-Langzeitaufzeichnung – im Depot wird die Festplatte zum Datenexport werkzeuglos getauscht. Über ein 4G-Modul im M.2-Slot überträgt das System Echtzeit-Alarme und PIS-Daten an die Leitstelle. Die SuperCAP-USV schützt vor Datenverlust beim Umschalten zwischen Speiseabschnitten. Die EN 50155- und EN 45545-2-Zertifizierung erfüllt alle Zulassungsanforderungen.

Ergebnis: Lückenlose Videoaufzeichnung während der gesamten Betriebszeit, Echtzeit-Fahrgastinformation und deutlich reduzierter Wartungsaufwand durch den werkzeuglosen Festplattenwechsel im Depot.

Straßenbahn-Monitoring: KI-Personenzählung und Gleisinspektion

Ein städtischer Nahverkehrsbetreiber möchte automatisierte Fahrgastzählung und Gleiszustandsüberwachung in seiner Straßenbahnflotte realisieren. Bisher erfolgt die Gleisinspektaion manuell und die Auslastungsdaten basieren auf Schätzungen.

Lösung: Pro Fahrzeug wird ein Neousys POC-451VTC verbaut, der über seine drei PoE+-Ports zwei Überkopfkameras an den Einstiegen und eine Gleiskamera an der Bugverkleidung versorgt. Die Überkopfkameras zählen ein- und aussteigende Fahrgäste, die Ergebnisse werden per LTE-Modul (M.2-Slot) an das Betriebsleitsystem für Echtzeit-Auslastungsanzeigen übermittelt. Die Gleiskamera liefert Videoaufnahmen für die spätere Offline-Analyse im Depot. Parallel liest der Bordrechner über die isolierten DIO-Kanäle Diagnosedaten von Bremsen und Antrieb aus. Die kompakten Abmessungen von nur 108 × 153 × 72 mm erlauben die Montage hinter einer Seitenverkleidung.

Ergebnis: Präzise Echtzeit-Auslastungsdaten für die Fahrgast-App, kontinuierliche Gleisdokumentation bei jedem Linienbetrieb und vorausschauende Wartungsplanung – ohne zusätzliche Inspektionsfahrten.

Normen und Zertifizierungen im Überblick

Der Einsatz von Elektronik im Schienenverkehr unterliegt einem dichten Normennetz. Die folgende Übersicht fasst die wichtigsten Standards zusammen, die Sie bei der Beschaffung bahntauglicher Industrie-PCs berücksichtigen sollten.

• EN 50155 – Elektronische Einrichtungen auf Schienenfahrzeugen: Temperaturklassen (OT1–OT4), Spannungsversorgung, Vibration (Verweis auf IEC 61373), Feuchtigkeit, EMV. Zentrale Zulassungsnorm für alle Bordrechner [2].
• EN 45545-2 – Brandschutz in Schienenfahrzeugen: Brandverhalten von Materialien und Komponenten mit 28 Anforderungen (R1–R28) in drei Gefahrenstufen (HL1–HL3). Seit 2016 europäisch verpflichtend [9].
• EN 50121-3-2 – Elektromagnetische Verträglichkeit: Emissions- und Immunitätsanforderungen für Geräte auf Schienenfahrzeugen. Frequenzbereich DC bis 400 GHz [8].
• IEC 61373 – Schock- und Vibrationstests: Drei Montagekategorien (Wagenkasten, Gehäuse, Drehgestell) mit unterschiedlichen Prüfprofilen für Zufallsvibration und Schock [7].
• IEC 61375 – Train Communication Network: Definiert MVB (Multifunction Vehicle Bus) und ECN (Ethernet Consist Network) für die fahrzeuginterne Datenkommunikation.
• EN 50159 – Sicherheitsrelevante Kommunikation: Anforderungen an die Übertragungssicherheit für sicherheitskritische Daten im Bahnbetrieb.
• E-Mark (ECE R10) – Europäische Typgenehmigung für elektronische Geräte in Kraftfahrzeugen und Schienenfahrzeugen: EMV-Konformität.