The Cost of Ownership of ETCS

The Cost of Ownership of ETCS
ERTMS Conference 6th & 7th November 2012 Lille
Rainer Beller
COO/CTO MRCE Dispolok
Munich Germany
Mitsui Rail Capital Europe B.V., November 2012
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MRCE´s Conclusions for its
Operational scale as a
Lessor of locomotives for
Europe
MRCE Rail
Mitsui
Dispolok
Capital
GmbH,
Europe
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The Diversity of Locations and the Signalling Challenge
Domestic Signalling
vs
ERMTS/ETCS
MRCE decided 2007 to spearhead
ETCS development and
deployment
starting in NL (Betuwe)
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Consequently MRCE had to
address the complexity of
Rail Europe
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The perfect locomotive for an international operating Lessor
One Lease
Contract 1
Contract 2
Locomotive DE-PL
Locomotive DE-NL
Contract 3
Locomotive FR-IT
ETCS Central Computer
ATB
PZB
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SHP
PZB
SCMT
KVB
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Current Electric Corridor Locomotive Variants > mainly ETCS based
Under Development > not all Homologations achieved
§  MS: Optimized variants of
ETCS
VO: DE AT PL NL
VJ/VK: DE NL
VD: DE AT IT HR SI
VE/VL: DE AT IT CH
NL HR SI + BE
DF: DE FR
484: CH IT
NL
PL
BE
DE
FR
AT
CH
SI
HR
§  AC: Toward TR
BosporusSprinter:
DE AT HU RO BG TR
DACH: DE AT CH
§  DC: ETCS included for IT
VP/VI: PL
VI: IT
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HU
RO
IT
BG
GR
TR
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Case Siemens ES64F4 MS
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Actual situation – Siemens ES64F4 MS fleet
The MRCE fleet of Siemens ES64F4 in commercial operation includes 110 locos of
several variants:
•  85 Locomotives already fitted with ETCS: 10 VJ, 15 VL, 18 VE, 17 VD, 14 VO and 11 VK
•  10 Locomotives fitted with STM-SCMT (ETCS ready) : 10 VI
•  15 Locomotives not yet fitted with ETCS : 15 VM
Total value: approximately 550 mio. euro
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Situation ES64F4 fleet – in the nearby future, regarding variants, countries and new scope
Green boxes:
ES64F4 is already running with authorized ETCS UNISIG 2.3.0d L1/L2
Magenta boxes:
new technical solution needed to run on ETCS Lines according to UNISIG 2.3.0d
in the above named countries and obtain re-authorization of ETCS
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What would happen if nothing is done after having an intensive
ETCS retrofit and upgrade program of 5 years completed?
• 
Operations in Austria for ETCS lines are endangered. Level 1 technical not possible. Level 2 technical
possible. Authorization for ETCS Level 1 nor Level 2 available.
• 
It will be possible to operate using LZB/PZB, but ÖBB/Infrastructure has notified that there will be a time
when it will not be any more authorized, and ETCS will become mandatory. A way-out could be to obtain
the extension of the interim situation until a major upgrade of the locomotive
• 
Operations in CH are endangered: the current Baseline 2.3.0.D doesn‘t integrate the CR917, and the CH
homologation have an interim authorization. A way-out could be to obtain the extension of the interim
situation until a major upgrade.
• 
In Germany, operations at all will be endangered as soon as there will be a track in commercial service
with ETCS. NIM (Nürnberg-Ingolstadt-München), POS (Saarbrücken – Karlsruhe) and Berlin-Rostock are
contracted, under delivery. At this stage, Hot Standby (HS) STM-LZB/PZB and ETCS certification will be
mandatory.
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Summary ETCS-driven additional scope of work for Austria
(as an example):
Euroloop
§ 
Installation of hardware for Euroloop (cabling, mounting)
§ 
No specific risk
Modification of LZB
§ 
Cold/Hot Standby, new integration in bus structure and software of locomotive, CCU
§ 
When choice will be STM-LZB-8016 (Hot Standby): no specific risk (ICE-T project)
Odometry
§ 
Major issue linked to non availability of ground speed information to ETCS in Austria.
§ 
Adaption - integration of 2 new wheel sensors with intelligent switching
§ 
Needs new specific solution
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Manufacturer
Akteur
RU/IM (ÖBB)
Phase,
Meilenstein
à
Betreiber
Bestätigte Pflichtenhefte
à
ISA
NoBo
Hersteller
à
designated body
à
A2
A1
Antrag
Bauartgenehmigung und
Betriebsbewilligung für
„ETCS off“ 1)
PHASE A
Fahrzeug Integration
BMVIT
Gutachter
Bemerkungen
Behörde
Involvement on
informative basis
à Kenntnisnahme
Antrag
A3
Confirmed system
requirements specifications
à Bestätigte Pflichtenhefte
Anmerkung:
Anträge auf EG-Prüfung für die Teilsysteme CCS
und RS werden vorausgesetzt und sind aus Gründen der Übersichtlichkeit im Ablauf nicht dargestellt.
Anmerkung zu Spalte 1 („Phase, Meilenstein“):
Die aufgeführten Meilensteine sind terminlich nur
dann haltbar, wenn die erforderlichen Dokumente
(§32a(3)-Gutachten, EG-Prüferklärungen etc.) der
Behörde rechtzeitig vorgelegt werden.
1)
“ETCS Off“ bedeutet Betrieb des Fahrzeugs mit
eingebauter, aber deaktivierter ETCS-Einrichtung.
A4
Manufacturing
à Bauentwurf
(Änderungsspezifikation)
A7
Supportive
assessment
à Nachweis
Rückwirkungs
freiheit 18)
A5
Assemble system onboard
à Einbau Hardware in
Prototyp
à Inbetriebsetzungstests
und Validierung für den
Stand „ETCS off“ (einschl.
Fzg.-SW und DMI-SW)
A9
“ETCS On“ bedeutet Betrieb des Fahrzeuges mit
aktiver ETCS-Einrichtung.
4)
Die Phasen B, C, D und E werden im Fall der
Zulassung der BR 1116 zweimal durchlaufen:
·∙ 1. Durchlauf: Erst-Zulassung ETCS-L1 und
LSTM
·∙ 2. Durchlauf: Erweiterung der Zulassung auf
ETCS-L2
A8
Bericht der
§40-Person
A10
Authorisation for placing
in service
A6
Erteilung
Betriebsbewilligung
„ETCS off“
3)
à Prüfung §32a-Gutachten sowie Erteilung
Bauartgenehmigung u.
Betriebsbebewilligung
„ETCS off“ 12)
Assessment
à Erstellung Gutachten11)
gemäß §32a (Abs.3) EisbG
für den Stand „ETCS off“
Es ist davon auszugehen, dass im 2. Durchlauf
auf den Ergebnissen des ersten Durchlaufes
aufgebaut wird und der Aufwand für die
„Zweitzulassung“ (2. Durchlauf) deutlich
geringer sein wird, als beim 1. Durchlauf.
B1
PHASE B
Antrag Bauartgenehmigung
und Betriebsbewilligung für
„ETCS on“ 3)
4)
Funktionalität der
Zugsicherung
sowie
Systemverträglichkeit
à Abstimmung
Testumfang
Involvement on
informative basis
B5
Determine details for testing
B3
à Abstimmung Testumfang
Determine details for testing
à Abstimmung Testumfang
NoBo conformity assessment
B6
Beteiligung
und Freigabe
à Inbetriebsetzungstests
und Validierung für den
Stand „ETCS on“ (einschl.
Fzg.-SW und DMI-SW) 13)
NoBo conformity tests
à EG-Prüfg. nach TSI CCS
B13
B20
Beteiligung
und Freigabe
Dieser Schritt beinhaltet die Sicherheitserprobung für die ETCS-Fahrzeugeinrichtung
14)
Diese Begutachtung kann parallel zu
Ablaufschritt B22 erfolgen.
B14
Assessment; Gutachten
über Integration ins Fzg.14)
Prüfung der Erfüllung
nationale Sicherheitsziele
à SiNa10)
B19
Nachweis der
betrieblichen
Szenarien der ÖBB
13)
NoBo conformity assessment
B17
B15
à DeBo:
Integrationsgutachten,
ISA: Sicherheitsgutachten
20)
NoBo EC-verification
à EG-Prüfbescheinigungen (Zwischenbescheinigungen)
B18
Involvement on
informative basis
B21
Bericht der
§40-Person
à Kenntnisnahme
Gutachten
18)
Nachweis der Rückwirkungsfreiheit für den
Stand „ETCS off“ bedeutet:
Bestehende Komponenten auf dem Fahrzeug
(z.B. LZB/PZB-Fahrzeuggerät) verhalten sich
nach dem physikalischen Einbau der ETCSEinrichtung genauso wie vor dem Einbau.
19)
Nachweis der Rückwirkungsfreiheit für den
Stand „ETCS on“ bedeutet:
Die aktivierte ETCS-Einrichtung auf dem
Fahrzeug verträgt sich mit den bestehenden
Gleisschaltmitteln auf der Strecke.
B24
Sicherheitserprobung für
das Zusammenspiel des
Fahrzeugs mit der
Strecke im kommerziellen Betrieb (Prüfen
„Alltagstauglichkeit“) 22)
B22
Assessment
B27
B25
Feldtests/ Testreport
à Durchführung von Feldtests und Dokumentation
im Testbericht
B26
Finished system
safety case
Prüfung d.
Erfüllung der
nationalen
Sicherheitsziele
à SiNa10)
à Bericht zur
Sicherheitserprobung)
Erteilung
Betriebsbewilligung
„ETCS on“
4)
NoBo EC-verification
Authorisation for
placing in service
à Erteilung Bauartgenehmigung u. Betriebsbewilligung „ETCS on“
(mit Auflagen)
20)
EC declaration
of subsystem
verification
B30
B29
à EGPrüferklärungen 9)
CSM
Assessment
23)
à Anpassung Gutachten gemäß
§32a (Abs.3) EisbG
für den Stand „ETCS on“ (einschl.
Prüfung der Erfüllung der Auflagen)
25)
Authorisation for
placing in service
à Erteilung Bauartgenehmigung u. Betriebsbewilligung „ETCS on“
(ohne Auflagen) 12)
21)
C1
Beantragung
Netzzulassung durch
ÖBB-Produktion an
ÖBB-Infrastruktur
Netzzulassungsverfahren
(ÖBB-Zulassungsstelle)
Erteilung
Netzzulassung
B23
à EG-Prüfbescheinigungen24)
B28
B31
PHASE C
23)
à Gutachten11) gemäß §32a (Abs.3) EisbG für
„ETCS on“ (inkl. Befürwortg. Sicherheitserprobg.)
23)
D1
Kommerzielle
Inbetriebnahme
PHASE E
4)
Kommerzieller
Betrieb
Erklärung §40-Person
24)
E1
Kommerzieller Betrieb
ohne Auflagen
D3
D2
Umbau zu „ETCS on“
in Serienfahrzeugen
25)
21)
Kenntnisnahme
Erklärung §40-Person
Es wird angestrebt, dass die abschließende EG-Prüfbescheinigung vom
NoBo bereits in Schritt B14 erbracht wird. Der §32a-Gutachter bewertet
dann im Schritt B29, ob die Bewertung aus Schritt B14 verwendet werden
kann oder ob eine erneute Bewertung bzw. Anpassung der Bewertung
gemäß Schritt B27 erforderlich ist.
Der Nachweis umfasst sowohl Labortests als
auch Streckentests.
Bei den Integrationstests Fahrzeug handelt
es sich um Meß- und Probefahrten ohne
kommerziellen Verkehr nach EisbG §36 (4).
Der Nachweis wird bestätigt durch eine
Erklärung einer §40-Person.
Erklärung einer im Verzeichnis gemäß §40
EisbG geführten Person. Diese Erklärung weist
eine anstandslose Erprobung des
Schienenfahrzeuges einschließlich der
Ergebnisse der Erprobung durch diese Person
und seine Übereinstimmung mit der Bauartgenehmigung auf Basis der Überprüfung durch
diese Person aus.
22)
Erteilen Netzzulassung durch Zulassungsstelle der ÖBB
C2
PHASE D 4)
Verfahren zur
Inbetriebnahme von
Serienfahrzeugen
Dieses Gutachten enthält auch Aussagen zu:
·∙ Einhaltung Arbeitnehmerschutz-Belange
·∙ Einhaltung Stand der Technik
·∙ Einsatzbereich und Einsatzbedingungen
Die Erteilung der Bauartgenehmigung und der
Betriebsbewilligung berechtigt dazu, innerhalb
einer vom BMVIT festgesetzten Frist baugleiche
Schienenfahrzeuge in Betrieb zu nehmen.
Die Erteilung der Betriebsbewilligung gilt unter
der aufschiebenden Bedingung, dass dem
BMVIT eine Erklärung einer §40-Person vorgelegt wird, die eine anstandslose Erprobung des
Schienenfahrzeuges einschließlich der
Ergebnisse der Erprobung durch diese Person
und seine Übereinstimmung mit der
Bauartgenehmigung auf Basis einer
Überprüfung durch diese Person aufweist (vgl.
§ 35 (2) EisbG).
à EG-Prüfg. nach TSI RS
B16
Sicherheitsnachweis für die ETCSFahrzeugeinrichtung gemäß EN 50129
12)
Nationaler
Anteil Feldtests
à Erstellung TeilSiNas
Freigabe (inkl.
SRACs)
Supportive
assessment
à Nachweis
Rückwirkungs
freiheit 19)
Austrian example
EG-Prüferklärungen nach TSI CCS und TSI RS
11)
B10
B12
Development
subsystem safety case
9)
10)
B9
B8
B7
à Kenntnisnahme
Antrag
Determine details for testing
Umbau zu
„ETCS on“ (Prototyp)
Determine
details for testing
Evolution of norms –
Anmerkung:
Aufgrund der engen Terminkette im 1. Durchlauf
(L1) ist davon auszugehen, dass Ablaufschritte
zeitlich parallel durchgeführt werden müssen.
B11
B2
B4
Authorization:
Gemäß EN 50129, Kap 5.4 und B.6 ist die
Sicherheitserprobung unter bestimmten
Randbedingungen, die zu einem späteren
Zeitpunkt definiert werden, durchzuführen.
Im Rahmen des „Assessment“ sind die
folgenden zwei Gutachten nach § 32a (Abs. 3)
EisbG separat zu erstellen:
·∙ ein §32a-Gutachten über die Funktionalität
der Zugsicherung sowie
·∙ ein §32a-Gutachten über die Systemverträglichkeit.
Anmerkung:
Das Gutachten beinhaltet den Sicherheitsbewertungsbericht (SBR) nach CSM-Verordnung
(Bestandteil des technischen Dossiers).
Mit Vorlage des Sicherheitsbewertungsberichts (SBR) gemäß CSM-Verordnung:
·∙ Teil I (Verantwortlich: Vorschlagender): Systemdefinition, Gefährdungseinstufung, Risikobewertungsverfahren, Anwendung
der Grundsätze der Risikoakzeptanz, Risikoevaluierung, Ableitung und Nachweis der Sicherheitsanforderungen
·∙ Teil II (Verantwortlich: Bewertungsstelle): Bewertung der Angaben im Teil I des Berichtes (einschließlich Schlussfolgerungen)
MRCE Rail
Mitsui
Dispolok
Capital
GmbH,
Europe
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Seite 12
Page
Authorization other Member State’s (I)
Germany
§ 
§ 
§ 
§ 
High risk: new norms and new guidelines
High risk: changing interpretations of norms by EBA (no legal certainty)
Additional Regulations, e.g. SIRF is mandatory for authorization since July 2011
New requirement STM PZB/LZB and inhibition of ETCS is mandatory
Switzerland
§ 
Roll-out of new authorization process
§ 
Reversing in Lötschberg requires CR917. This new requirement appears in the „Anforderungen an die
Fahrzeuge“, for the first time in V2.0 (Dec2010) and was modified in V3.0 (March 2011).
The Netherlands
§ 
Update of existing authorization with non regression test
Italy
§ 
§ 
§ 
High risk: new norms and new guidelines
High risk: changing interpretations of norms by NSA ANSF (no legal certainty), always risk of
Disposizione 30/2007
High risk because the authorization / homologation is always timely limited
MRCE Rail
Mitsui
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Seite 13
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Authorization in other Member State’s (II)
Belgium
•  Update of existing certification with non regression test
Poland
• 
• 
• 
• 
New certification of SHP integration (no generic solution authorized today)
Inhibition of ETCS
Update of existing certification with non-regression test
High risk: technical risk is under control, but certification is difficult to evaluate
Hungary, Czech republic, Slovakia
•  certification for CZ and SK is always timely limited
•  With new developed STM Mirel is required:
•  Inhibition of ETCS
•  With existing stand alone Mirel (LS/EVM) solution is required:
•  Update of existing certification with non-regression test
•  Unknown risk
Slovenia
•  Update of existing certification with non-regression test
Romania
•  Only internal non-regression test
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Seite 14
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Indicative budget
Scope
development of new CCU-SW, display-SW, adaption of wiring and
mechanical schemes etc.
5.600.000
integration of new ETCS, including Euroloop, HS-STM-LZB and
specific odometry solution
4.300.000
authorization, re-authorization incl. assessments and official test
runs
6.800.000
STM LZB integration including contracting LZB consortium,
licensing fees and integration and non-regression tests
1.300.000
serial costs (material, installation commissioning, infrastructure
etc.)
110 locos
6.800.000
Total
24.800.000
per locomotive 225.000 euro
(ETCS already costs 600.000 euro per
loco)
MRCE Rail
Mitsui
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Seite 15
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Conclusion:
ETCS on its way to
become commercially
unacceptable
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Mitsui
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Price increase lease fee
120,0%
110,0%
100,0%
reference
retrofit ETCS
Costs of ETCS in opera0onal lease terms 1st upgrade
ETCS
CAPEX per locomo.ve € 4.200.000 bruto monthly lease fee 2006 Investment MS locomo.ve DE/AT/CH/NL 2007 retrofit full integrated ETCS (incl reauthoriza.on) 2009 upgrade 230d (incl reauthoriza.on) € 35.000 € 350 2013 ? upgrade AT & HS PZB (incl re-­‐authoriza.on) € 225.000 € 2.250 € 650.000 € 35.700 2nd upgrade
ETCS
subsidy net monthly lease total monthly fee lease fee € -­‐ € 5.525 € 100.000 € 25.000 € -­‐ price increase € 35.700 € 35.700 100,0% € 4.675 € 40.375 113,1% € 100 € 40.475 113,4% € 2.250 € 42.725 119,7% 2015 ? Germany, Poland, Belgium, Italy, Czech Republic … MRCE Rail
Mitsui
Dispolok
Capital
GmbH,
Europe
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Key issues to be solved
or implemented urgently
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§ One design authority, one (test) specification, one authorization
authority and one development and deployment road map for
ETCS-solutions throughout Europe
§ The ETCS road map will respect already installed ETCS solutions
in terms of backwards compatibility and financial support in case of
mandatory modifications based on technological and economical
impact analysis
§ The infra-managers and the ETCS-suppliers should develop and
demonstrate clear added value practices like increased capacity,
decreased transport risks, green wave paths etc, etc to stimulate
the usage and acceptance of ETCS
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Thank you for your attention !
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Mitsui
Dispolok
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