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ETCS – Das neue Zugsicherungssystem auf der Schnellfahrstrecke zwischen Berlin und München (mit Video)

© Bahnblogstelle

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Seit Sonntag (10. Dezember 2017) ist die neue Schnellfahrstrecke von Berlin nach München für den regulären Zugverkehr in Betrieb. Auf den Teilabschnitten zwischen Leipzig/Halle (Saale) über Erfurt und weiter bis Ebensfeld (bei Bamberg) wird das neue Zugsicherungssystem ETCS (European Train Control System), einem Nachfolger der in Deutschland eingesetzten Linienzugbeeinflussung (LZB), verwendet.


Vom deutschen Vorgängersystem LZB zum neuen europäischen Zugsicherungssystem ETCS Level 2

Führerraumdisplay zeigt Sollgeschwindigkeit, Zielgeschwindigkeit und Zielentfernung für einen LZB-geführten Zug. (Foto: © Bahnblogstelle)

Dass Triebfahrzeugführer Züge auch „anzeigegeführt“ und damit auf elektronische Sicht – also ohne Blick auf Haupt- und Vorsignale – sicher steuern können, ist bereits seit rund 40 Jahren ausgiebig bewiesen. Denn mit der Einführung der Linienzugbeeinflussung (LZB), Mitte der 1970er Jahre, wurde auch der Hochgeschwindigkeitsbetrieb des damals aufkommenden Intercity-Verkehrs möglich. Anders als bei signalgeführten Zugfahrten, die im Regelbetrieb ausschließlich durch die Fahrstellung ortsfester Signale am Streckenrand zugelassen werden, erhalten anzeigegeführte Züge ihre Fahr- und Haltaufträge sowie Geschwindigkeitsvorgaben direkt über Anzeigen im Führerraum.

Da Züge einen sehr langen Bremsweg haben, der aus einer Geschwindigkeit von 160 km/h bis zu 1.000 Meter betragen kann, müssen Triebfahrzeugführer rechtzeitig über die Signalstellung des bevorstehenden Hauptsignals informiert werden, um eine erforderliche Handlung, wie eine Geschwindigkeitsermäßigung oder eine Bremsung bis zum Stillstand, sicher zu gewährleisten. Diese warnende Funktion übernimmt bei Strecken für signalgeführte Züge das Vorsignal, welches im ausreichenden Bremswegabstand vor dem dazugehörigen Hauptsignal aufgestellt ist. Bei Hochgeschwindigkeitszügen mit Geschwindigkeiten von bis zu 300 km/h reicht der konventionelle Signalabstand von in der Regel 1.000 bis 1.300 Meter jedoch nicht mehr aus. Die Folge: Eine Reaktion des Triebfahrzeugführers würde zu spät erfolgen und der Zug würde trotz Bremsung das Halt zeigende Signal überfahren, was zu einer erheblichen Betriebs- und Unfallgefahr führen würde.

Aus diesem Grund verlangt der Gesetzgeber ein Zugbeeinflussungssystem, welches gemäß § 15 Abs. 3 der Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (EBO) in der Lage ist, Züge zu führen und selbsttätig zum Halten zu bringen. Um dies zu gewährleisten, kommt ein System zum Einsatz, das einen kontinuierlichen Datenaustausch zwischen der Strecke und dem Zug gewährleistet. Während bei der älteren LZB-Technik die Datenkommunikation über ein Linienleiterkabel im Gleis realisiert wird, geht man bei den Ausbaustufen Level 2 und 3 des European Train Control System (ETCS) ganz neue Wege. Hier erfolgt die Datenübertragung funkbasiert über das bahneigene digitale Mobilfunknetz GSM-R (Global System for Mobile Communication Railway). Fährt ein Zug unter Nutzung einer kontinuierlich wirkenden Zugbeeinflussung – beispielsweise der LZB oder dem neuen ETCS Level 2, so erhält der Triebfahrzeugführer statt einer Vorsignalisierung an der Strecke alle notwendigen Informationen über eine virtuelle Signalisierung auf einem Führerraumdisplay.

Erklärfilm zu Aufbau und Funktion von ETCS

ETCS seit zwei Jahren in Deutschland in Verwendung

Führerraum Führerstand ICE Premierenfahrt VDE 8.1 Erfurt Bamberg Ebensfeld 30. August 2017 ICE 3 403

Führerraumanzeige in einem ETCS-geführten Zug. (Foto: © Bahnblogstelle)

ETCS ist in anderen europäischen Staaten teilweise bereits seit vielen Jahren im Einsatz. In Deutschland wird die Technik seit Ende 2015 auf der Neubaustrecke zwischen Erfurt und Leipzig/Halle (Saale) im Regelbetrieb eingesetzt. Das System verwendet unterschiedliche Level (Ausbau- bzw. Anwendungsstufen) und Modi. Diese moderne Zugsicherungstechnik ist für eine Geschwindigkeit von bis zu 300 km/h zugelassen. Für die technische Ausrüstung sorgten die Siemens AG und ihr Konsortialpartner Kapsch CarrierCom Deutschland. Während Siemens für die erforderliche ETCS-Ausrüstung und Technik der Elektronischen Stellwerke (ESTW) zuständig war, rüstete Kapsch die Strecke mit der notwendigen GSM-R-Funktechnik aus. Der Bahntechnikhersteller Alstom stattete die Züge der ICE-Flotte mit dem erforderlichen Fahrzeugsystem aus.

Elektronisches Stellwerk (ESTW) und Radio Block Center (RBC)

Gesteuert wird der Zugverkehr unter ETCS Level 2 über die zuständigen Betriebszentralen (BZ) in Leipzig und München, von denen aus die jeweiligen Streckenbezirke kontolliert und überwacht werden. Die Aufgabe der hier zum Einsatz kommenden ESTW´s ist es, einen gesicherten Fahrweg durch das Stellen der Weichen und virtuellen Signale herzustellen. Die Information über das Besetzt- oder Freisein des Gleises erfolgt durch eine Gleisfreimeldeanlage unter Verwendung von Achszählern. Der Fahrzeugrechner, der European Vital Computer (EVC), ermittelt die Fahrtrichtung und genaue Position des Zuges auf der Strecke. Dies geschieht mit Wegimpulsgebern am Rad sowie einer örtlichen Standortinformation mithilfe von Eurobalisen im Gleis. Die Standortinformation eines Zuges wird dann durch das Fahrzeug selbst an das RBC (Radio Block Center), die Funkstreckenzentrale, gesendet und somit auch an das ESTW übertragen.

ETCS-Halttafeln, die sogenannten Ne 14-Tafeln, kennzeichnen den Standort, an dem klassischerweise ein Hauptsignal stehen würde. Eurobalisen im Gleis unterstützen die Lokalisierung der Fahrzeugposition auf der Strecke. (Foto: © Deutsche Bahn)

Wird eine Fahrstraße durch die automatische Zuglenkung oder manuell durch den örtlich zuständigen Fahrdienstleiter (özF) eingestellt, erteilt das RBC die Fahrterlaubnis, die sogenannte Movement Authority (MA), inklusive eines Geschwindigkeitsprofils per Funk an den Zug. Das Ende der Fahrterlaubnis, die End Of Authority (EOA), liegt am Ende der eingestellten Fahrstraße. Die Stelle an der ein ETCS-geführter Zug zum Halten kommen muss, wird als ETCS-Halt bezeichnet. Anstelle der auf konventionellen Strecken verwendeten Hauptsignale, sind hier ETCS-Halt-Tafeln aufgestellt. Diese Tafeln, die im Bahndeutsch Ne 14 genannt werden, kennzeichnen den Standort eines ETCS-Haltes im Modus SR (Staff Responsible). Virtuelle Blockstellen innerhalb einer Blockstrecke werden durch zusätzliche Blockkennzeichen begrenzt, wie sie bereits auf LZB-Strecken verwendet werden.

Führerraumanzeige ersetzt Streckensignalisierung

Der Triebfahrzeugführer erhält die Information über eine erteilte Fahrterlaubnis anhand einer grafischen Darstellung im Modularen Führerraumdisplay (MFD), welches auch als Driver Maschine Interface (DMI) genutzt wird. Diese ermöglicht ihm eine elektronische Streckenvorausschau auf etwa 8 bis 10 km – maximal jedoch auf bis zu 32 km.

Rückfallebene im Falle einer Störung

Da die modernen Schnellfahrtrassen über keine klassische Signalisierung entlang der Strecke mehr verfügen, kann bei einem Ausfall des ETCS-Zugsicherungssystems nicht auf eine signalgebundene Weiterfahrt zurückgegriffen werden. Kommt es zu einem Übertragungs- oder Rechnerausfall, so löst das System automatisch eine Zwangsbremsung des Zuges aus. Zur Weiterfahrt, die dann „auf Sicht“ mit maximal 40 km/h erfolgt, ist in diesem Fall ein schriftlicher Befehl des zuständigen Fahrdienstleiters, der dem Triebfahrzeugführer per Zugfunk mündlich diktiert wird, erforderlich.

Unterwegs mit der Premierenfahrt, Ende August 2017, zwischen Ebensfeld und Erfurt. ICE-Testfahrt erhält einen ETCS-Halt und wird auf freier Stecke zwangsgebremst.


red

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