S-Bahn-Zug bei der Einfahrt in den Bahnhof Teltow Stadt. (Foto: © Bahnblogstelle)Zugleit-/Sicherungssysteme und Signalanlagen

Neue Zugsicherung: Berliner S-Bahn setzt auf ZBS mit Balisentechnik

S-Bahn-Zug bei der Einfahrt in den Bahnhof Teltow Stadt. (Foto: © Bahnblogstelle)

S-Bahn-Zug bei der Einfahrt in den Bahnhof Teltow Stadt. (Foto: © Bahnblogstelle)

Die Berliner S-Bahn setzt auf ein neues und erneut eigenständiges Zugsicherungssystem, dem so genannten Zugbeeinflussungssystem S-Bahn Berlin (ZBS). Das System ist technisch mit der europäischen Zugsicherung ETCS in der Ausbaustufe Level 1 vergleichbar, jedoch zu dieser nicht kompatibel. Die bisherigen mechanischen Fahrsperren werden nach und nach durch das neue elektronische System ersetzt.


Das alte System mit mechanischen Fahrsperren

Das bisher eingesetzte, eigenständige Zugbeeinflussungssystem, bei dem die sogenannten Bernauer Fahrsperren zur Anwendung kommen, stammt aus den 1920er Jahren. Anders als im Großteil des deutschen Streckennetzes der DB Netz AG, erfolgt hier die Beeinflussung der Züge nicht durch eine induktiv wirkende Punktförmige Zugbeeinflussung (PZB), sondern durch eine mechanische Fahrsperre. Überfährt ein Zug im alten System ein Halt zeigendes Signal, so löst der zum Gleis geklappte Streckenanschlag durch eine mechanische Berührung mit dem Fahrzeug eine Zwangsbremsung aus, die den Zug zum Anhalten zwingt. Ein Nachteil des alten Systems ist aber die fehlende Überwachung einer Geschwindigkeitsreduktion. Eine überhöhte Geschwindigkeit könnte daher dazu führen, dass trotz einer Zwangsbremsung der Durchrutschweg hinter einem Haltsignal nicht mehr ausreicht um den Zug vor einem Gefahrenpunkt rechtzeitig anzuhalten. Die Folge: Es bestünde die Gefahr von Unfällen.

S-Bahn-Zug fährt an zurückgeklappter Fahrsperre vorbei

Mechanische Fahrsperre in Halt-Stellung

Da eine Modernisierung der Zugsicherungstechnik bis Ende 2014 nicht abgeschlossen werden konnte, drohte der Berliner S-Bahn in diesem Jahr ein Tempolimit von 50 km/h, statt der üblichen Fahrgeschwindigkeit von höchstens 80 Stundenkilometer. Durch eine Ausnahmegenehmigung des Bundesverkehrsministeriums darf die S-Bahn Berlin ihr altes System jedoch bis Ende 2025 weiter nutzen.

Das neue Zugbeeinflussungssystem S-Bahn Berlin (ZBS)

Mit dem Zugbeeinflussungssystem S-Bahn Berlin (ZBS) wird ein höheres Sicherheitsniveau im S-Bahnverkehr der Bundeshauptstadt geschaffen, da das neue System Überwachungsmöglichkeiten bietet, die mit der alten Technik nicht umsetzbar waren. Das ZBS ist eine Entwicklung der S-Bahn Berlin GmbH, der DB Netz AG und Siemens. Die Planungen hierzu begannen bereits Mitte der 1990er Jahre – parallel zur Entwicklung des europäischen Zugsicherungssystems ETCS. Im August 2007 erhielt Siemens den Auftrag 600 Fahrzeuge und 332 km S-Bahn-Strecke mit dem neuen System auszurüsten. Die Kosten für das Projekt belaufen sich auf über 130 Millionen Euro.

Technisch gesehen bedient sich das ZBS einiger Elemente des auf europäischer Ebene standardisierten Zugsicherungssystems European Train Control System (ETCS). Das neue Zugsicherungssystem der Berliner S-Bahn ist daher mit dem ETCS Level 1 vergleichbar, jedoch nicht kompatibel. Für die punktuelle Informationsübertragung von der Strecke auf das Fahrzeug werden im Gleis montierte Informationsträger, die so genannten Balisen, verwendet. Hierbei handelt es sich um magnetisch gekoppelte Transponder, die bei der Überfahrt einen Datensatz, der als Telegramm bezeichnet wird, auf das Fahrzeug übertragen.

Halt zeigendes Ausfahrsignal im Bahnhof Teltow Stadt; in der Mitte des Gleises sind Balisen verlegt

Balise im Gleis

Verwendet werden überwiegend Balisengruppen, die aus zwei Informationsträgern – einer Festdatenbalise und einer Transparentdatenbalise – bestehen. Während die Festdatenbalise immer gleichbleibende Daten zur Positionsbestimmung überträgt, werden durch die Transparentdatenbalise veränderliche Daten, wie zum Beispiel Signalbegriffe und fahrwegbezogene Informationen gesendet. Die Transparentdatenbalise wird via Datenkabel über eine Lineside Electronic Unit (LEU) angesteuert. Die aus dem angezeigten Fahr- oder Haltbegriff eines Hauptsignals resultierende Information sowie die Angabe einer Geschwindigkeitsänderung wird durch die Balise in Form eines Datentelegramms über eine Empfangsantenne am Fahrzeugboden auf die Bordelektronik des S-Bahn-Zuges übertragen.

Die Fahrzeugausrüstung der mit dem neuen System ausgestatteten S-Bahn-Züge basiert auf dem Siemens ZUB 242. Sie beinhaltet neben einem Balisenempfänger, dem Balise Transmission Module (BTM), einen Bordrechner, eine multifunktionale Führerraumanzeige und ein präzises odometrisches Gerät für die Entfernungsmessung.

Multifunktionsanzeiger im Führerraum

Führerraum eines S-Bahn-Triebzuges der Baureihe 481

Über den Multifunktionsanzeiger, der in der Mitte des Führerpultes verbaut ist, werden dem Triebfahrzeugführer die notwendigen Daten, wie die aktuelle Ist- und Vorwahlgeschwindigkeit sowie die zu erwartende Zielgeschwindigkeit oder ein bevorstehendes Haltsignal, angezeigt. Die Darstellung aller Informationen erfolgt dabei über einen analogen Tachometer, vier Leuchtmeldern sowie den zwei dreistelligen alphanumerischen und numerischen Anzeigen für den Systemstatus und die Zielgeschwindigkeit. Anders als bei der Linienzugbeeinflussung (LZB) erfolgt hier beim ZBS keine vollständige Führerraumsignalisierung. Es werden lediglich die am nächsten Signal erlaubte Geschwindigkeit (Zielgeschwindigkeit) und die aktuelle Releasegeschwindigkeit (Freigabegeschwindigkeit) angezeigt. Eine Zielentfernung erfolgt nicht.

Führerstandsmitfahrt und Anzeigen im Multifunktionsanzeiger

Parallel zur vorrübergehenden Weiternutzung des alten Systems in Teilen des Berliner S-Bahn-Netzes, läuft derzeit die Umrüstung auf das neue elektronische Zugsicherungssystem. Im Jahr 2011 wurde mit der Ausrüstung der Nord-Süd-Strecken – auf den Linien S1, S2 und S25 – begonnen. Der erste Streckenteil der mit dem neuen System in Betrieb ging, war der Abschnitt zwischen Frohnau und Schönholz auf der S-Bahn-Linie S1. Der Streckenabschnitt zwischen den S-Bahnhöfen Yorckstraße und Lichterfelde Süd und weiter nach Teltow Stadt wurde im Februar 2014 mit dem ZBS in Betrieb genommen. Zum 4. Mai 2015 folgte dann der Streckenabschnitt zwischen der nördlichen Tunnelausfahrt und der S-Bahn-Station Yorckstraße.

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