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Systeme zur Zugbeeinflussung

Ein System zur Kontrolle der Zugfahrt

Ein Zugsicherungssystem oder Zugbeeinflussungssystem ist ein System zur Kontrolle der Fahrt von Zügen in Abhängigkeit der zulässigen Geschwindigkeit. Im Falle einer Geschwindigkeitsüberschreitung kommt es zur Zwangsbremsung. In Deutschland gibt es gesetzliche Vorschriften zur Ausrüstung von Eisenbahnstrecken mit einem Zugbeeinflussungssystem. Diese gelten sowohl für Hauptbahnen als auch für Nebenbahnen mit Geschwindigkeiten von mehr als 80 Kilometern pro Stunde.

Führende Fahrzeuge wie Triebzüge, Steuerwägen und Triebfahrzeuge benötigen eine der Zugbeeinflussung entsprechende Ausrüstung. Die Ausgestaltung dieser Forderung obliegt dem jeweiligen Infrastrukturunternehmen. Auf den Strecken der DB Netz kommen vor allem die Linienzugbeeinflussung (LZB) und das European Train Control System (ETCS) zum Einsatz. Für Anwendungen wie Nahverkehrssysteme finden dagegen andere oder abgewandelte Systeme wie das Positive Train Control System Verwendung. Im Falle erlaubter Fahrgeschwindigkeiten von mehr als 160 Kilometern pro Stunde verlangt der Gesetzgeber Zugbeeinflussung mit Führerstandssignalisierung.

Zur Vermeidung von Entgleisungen sowie Zugunfällen und -kollisionen

Eisenbahnen eignen sich ideal zur Automatisierung der Zugsteuerung. Unter Verwendung fester Leitsysteme handelt es sich hierbei um eine vergleichsweise leicht zu realisierende Aufgabe. Durch die Beseitigung manueller Fahrvariabilität führt ein Zugsicherungssystem zu mehr Leistung und Sicherheit. Das in den USA geläufige Positive Train Control System ist ein modernes und einheitliches System zur Zugbeeinflussung. Im Grunde handelt es sich um die bundesweite Standardisierung der Eisenbahnbehörde FRA auf Grundlage diverser nichtkompatibler Bestandssysteme. Das Entwicklungsziel ist analog zum ETCS in der EU. Allerdings unterscheidet sich die Umsetzung in den Bereichen Fahrweg, Fahrzeug und Kommunikation.

Die Geschichte der Automatic Train Control beginnt in den 1990er Jahren mit Entdeckung der Sicherheitsprobleme im Mischbetrieb von Güterverkehr und Personenverkehr. 2008 kam es im US-Kongress zur Forderung eines modernen und einheitlichen PTC Systems bis 2015. Die Anforderungen an das Positive Train Control System umfassen die Punkte Sicherheit bei Streckenarbeiten, Blockkontrolle und Kollisionsvermeidung sowie Geschwindigkeitskontrolle und Geschwindigkeitsherabsetzung. Es handelt sich um ein System hochmoderner Technologien für die Sicherheit des Güterbahntransports. Wie gesetzlich vorgeschrieben zielt das Positive Train Control System auf die Vermeidung von Entgleisungen sowie Zugunfällen und -kollisionen.

Warnung vor Bewegungseinschränkungen und Geschwindigkeitsbegrenzungen

Die komplexe und anspruchsvolle Technologie des PTC Systems berücksichtigt eine Reihe von Faktoren: Spurzusammensetzung sowie Zuginformation, -berechtigung und -geschwindigkeit. Die drei Hauptelemente des Zugbeeinflussungssystems umfassen ein Wayside System zur Überwachung der Schalter, Gleisstromkreise und Eisenbahnschienensignale, einen Back Office Server zur Speicherung aller Informationen rund um Zug und Schienennetz sowie ein Onboard beziehungsweise Locomotive System zur Überwachung der Position und Geschwindigkeit des Zuges. Als eine von vielen verschiedenen Sicherheitsmaßnahmen dient das Positive Train Control System der Verhinderung von Unfällen wie Entgleisungen oder Zugkollisionen. Außerdem gewährleistet es eine Verbesserung der Zuverlässigkeit sowie eine Verringerung der Lokomotivausfälle. Das Positive Train Control System bestimmt Richtung, Standort und Geschwindigkeit eines Zuges. Ein Bordcomputersystem empfängt und analysiert die Spurdaten entlang geplanter Strecken. Auf diese Art und Weise warnt es vor Bewegungseinschränkungen und Geschwindigkeitsbegrenzungen. Kommt es innerhalb einer Warnperiode nicht zu Korrekturmaßnahmen, verursacht das Positive Train Control System einen automatischen und kontrollierten Stopp.

Für einen einheitlich hohen Sicherheitsstandard der Infrastruktur

Im Gegensatz zum Positive Train Control System ist das European Train Control System grundlegender Bestandteil des zukünftigen einheitlichen europäischen Eisenbahnverkehrsleitsystems ERTMS. Langfristig zielt es auf die Ablösung diverser Zugbeeinflussungssysteme in Europa. Intern organisiert nach qualitativen Levels beziehungsweise Ebenen, definiert es die Anforderungen an Funktionen und Schnittstellen sowohl für die Fahrwege als auch für die Fahrzeuge. Diese Definitionen werden levelübergreifend zusammengefasst in der System Requirements Specification. Diese Standardisierung ermöglicht einen einheitlich hohen Sicherheitsstandard der Infrastruktur. Schließlich bildet sie die Grundlage für die Automatic Train Control der Zukunft. Die Streckenausrüstung bleibt aber weiterhin unter der Aufsicht des jeweiligen Landes. Seit 2002 ist für neue transeuropäische Hochgeschwindigkeitsstrecken die Implementierung des ETCS Gesetz. Seit 2006 gilt diese Vorschrift außerdem auch für Ausbaustrecken. Mittlerweile sind in einem Großteil der europäischen Staaten mit European Train Control System ausgestattete Strecken und Fahrzeuge in Betrieb.

Erhöhte, verbesserte Planungssicherheit

Das ETCS ist das Ergebnis der Arbeit der European Union Agency for Railways zur Verbesserung der Konkurrenzfähigkeit des Zuges als Verkehrsmittel. Ziel ist die Senkung der Investitionskosten sowie die Vereinfachung der Zulassung von Fahrzeugen. Weitere Vorteile des European Train Control Systems sind die Sicherung des Schienenverkehrs, die Steigerung der Streckenkapazität und -geschwindigkeit sowie die Minimierung der Kosten für Betrieb und Instandhaltung. Für Staaten mit bisher gering entwickelter Sicherheitstechnik in der Eisenbahninfrastruktur bedeutet die Nutzung des ETCS außerdem eine erhöhte, verbesserte Planungssicherheit. Es gewährleistet selbst im Falle hoher Verkehrsdichte und erhöhter Geschwindigkeit Sicherheit im Zugverkehr. Gleisbegleitend punkt- oder linienförmig konfiguriert, ermöglicht das Zugsicherungssystem eine vollautomatische Signalübertragung. ETCS überwacht vor allem die Höchstgeschwindigkeit, aber auch die Einhaltung der Betriebsvorschriften sowie die Streckeneignung des Zuges. Im Gefahrenfall bringt die Onboard Unit den Zug automatisch vor einem Gefahrenpunkt zum Halten. Eine Vielzahl unterschiedlicher Stufen des ETCS, die ETCS Level 0 bis 3, werden den Ansprüchen vieler verschiedener Strecken, Nutzungsprofile und Eisenbahnverwaltungen gerecht. Technik und Betriebsverfahren des European Train Control Systems unterliegen der Normierung. Im Falle der Bedienung und Ausrüstung existiert hingegen eine Vielzahl länderspezifischer Lösungen und Besonderheiten.

Für mehr Sicherheit und Interoperabilität im Schienenverkehr

Der Zug gehört in Deutschland zu den sichersten Verkehrs- und Transportmitteln. Dennoch kommt es im Schienenverkehr immer wieder zu Zwischenfällen. Das European Train Control System erhöht die Sicherheit und Interoperabilität im Schienenverkehr. Dadurch erübrigt sich zunehmend die Mehrfachausrüstung verschiedener Zugsicherungssysteme in einem Triebfahrzeug. Die Folge sind nicht zu unterschätzende Kostenersparnisse. Ein weiterer Vorteil des Zugsicherungssystems ist seine Abwärtskompatibilität zu älteren nationalen Zugbeeinflussungssystemen. Auf diese Art und Weise wird ETCS den Ansprüchen vieler verschiedener Strecken, Nutzungsprofile und Eisenbahnverwaltungen gerecht. Fahrtinformationen erhalten Triebwagenführer nicht länger über Außensignale, sondern nur noch über Datentelegramme. Eine nicht zu unterschätzende Rolle spielt hierbei der GSM-R-Datenfunk.

ECTS als globaler Standard

Mit der Entscheidung für ein einheitliches Zugsicherungs- und Zugbeeinflussungssystem stellt Europa die Weichen für einen zukunftssicheren interoperablen Bahnverkehr. Gefördert und vorangetrieben von Bahnen, Politikern und Anbietern wie AXIOMTEK entsteht gemächlich, doch stetig ein Netz von ETCS-Strecken in Europa. Auf diese Art und Weise öffnet sich die Welt: Mittlerweile handelt es sich bei ECTS um einen globalen Standard. AXIOMTEK bietet seinen Kunden aus der industriellen beziehungsweise weiterverarbeitenden Branche Produktlösungen aus einer Hand. Das Hauptanliegen des Experten für Embedded Technologien ist die Sicherheit des Pendlers. Das Konzept des Unternehmens dreht sich um die Technologie zur Steuerung und Überwachung von Zugbewegungen.

Hauptziel ist die Verbesserung der Sicherheit von Passagieren und Eisenbahnarbeitern. AXIOMTEK bietet innovative und fortschrittliche Produktlösungen für die Transportindustrie. Neben ihrer Eignung als Railway Computer entsprechen AXIOMTEKs tBOXen und Touch Panels den höchsten nur erdenklichen Sicherheitsstandards für die Betriebssicherheit von Eisenbahnausrüstungen. Die tBOX-Serie mit der neuen und revolutionären tBOX100-838-FL besteht aus streng zertifizierten Embedded Systems mit ausreichend Rechenleistung zur Verarbeitung und Auswertung aller eingehenden Daten. Darüber hinaus bietet sie erweiterte Betriebstemperaturbereiche. AXIOMTEKs Touch Panels eignen sich bestens zum Einsatz als Steuer- oder Anzeigemodule. Auch sie erfüllen die wichtigsten Sicherheitsstandards der Eisenbahn.