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Leit- und Sicherungstechnik der europäischen Bahnen

Erstellt am: 05.07.2010 | Stand des Wissens: 01.03.2018
Ansprechpartner
Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Logistik und Unternehmensführung, Prof. Dr. Dr. h.c. W. Kersten

In Europa existieren unterschiedliche Systemausprägungen der Leit- und Sicherungstechnik (LST), wenngleich die grundlegenden Funktionsprinzipien bestehender Eisenbahnsicherungseinrichtungen ähnlich gestaltet sind. Die technischen Sicherungskomponenten dienen dem automatischem Abbremsen und damit dem Vorbeugen beziehungsweise Zuvorkommen einer Schienenfahrzeugkollision. Fast jeder europäische Staat verfügt über ein eigenes Zugsicherungssystem (siehe Tabelle 1). Deshalb müssen bei grenzüberschreitenden Einsätzen moderne Mehrsystemfahrzeuge, beziehungsweise entsprechend ausgestattete Lokomotive / Triebzüge, eingesetzt werden.
Tabelle 1: Tabellarische Gliederung der europäischen Zugbeeinflussungssysteme (eigene Darstellung, nach [Pach03a, S. 6]; zum Vergrößern bitte anklicken)

ZugbeeinflussungssystemeEuropa.jpg
Neben technischen Inkompatibilitäten erweist sich häufig auch die fehlende Kenntnis fremder Signalsysteme bei den Triebfahrzeugführern als problematisch. Durch die Einführung des europäischen Triebfahrzeugführerscheins, konnte eine einheitliche Zulassung von Triebfahrzeugführern gewährleistet werden. Trotzdem ist das Befahren fremder Netze nur nach Erhalt einer zusätzlichen Sicherheitsbescheinigung möglich [BoSt09, S. 47 ff.]. Der internationale Führerschein wurde mit dem Ziel eingeführt, diesen Prozess zu beschleunigen.
Mit Hilfe des European Train Control System (ETCS) wird im Rahmen der Technical Specifications for Interoperability (TSI, deutsch: Technische Spezifikationen für Interoperabilität) eine Harmonisierung der vorhandenen Sicherungstechnik angestrebt. Das ETCS stellt ein modulares System mit drei aufeinander aufbauenden Ebenen (Levels) dar, welches für jeden Einsatzzweck eine passende Ausrüstungslösung anstrebt. Die EU fordert die Umstellung auf das ETCS bei allen Neu- und Ausbauten, bei Hochgeschwindigkeitsverkehren, sowie insbesondere auf den transeuropäischen Korridoren des Schienengüter- und Schienenpersonenverkehrs. Dies betrifft sowohl die Infrastruktur als auch die fahrzeugtechnischen Komponenten. Dabei werden vor allem die höheren ETCS Level 2 und 3 angestrebt, da ETCS Level 1 als Überlagerung der vorhandenen klassischen Signalsysteme fungiert [2012/88/EU, S. 11 f.].

Die ersten Strecken mit ETCS Level 2 sind mittlerweile im kommerziellen Betrieb. In Deutschland sind innerhalb des transeuropäischen Verkehrsnetzes (TEN-V, englisch: Trans-European Transport Network) gelegene Abschnitt Halle/Leipzig - Berlin (TEN-V-Korridor Berlin - Palermo), sowie die Strecke Aachen - Lüttich mit dem System ausgestattet [Gral11, S. 12]. Die Weiterführung der Neubaustrecke nach München wird ebenfalls, zusätzlich zur bestehenden Sicherungstechnik LZB (Linienzugbeeinflussung), mit ETCS Level 2 ausgestattet [FuGö12, S. 46 f.]. Auf der Neubaustrecke Ebensfeld - Erfurt - Leipzig wird weltweit erstmalig auf konventionelle Signalisierung und die damit verbundene technische Rückfallebene verzichtet. Die notwendigen Signale werden über die in ETCS Level 2 implizierte Funktechnologie Global System for Mobile Communications Railway (GSM-R) übertragen [BeRe12, S. 10]. In Deutschland wird bei Neubaustrecken nur noch das ETCS als Zugsicherungssystem durch den Staat gefördert. Die Einführung des Systems auf dem deutschen Teil des Korridors A (Emmerich - Basel) des TEN-V sollte ursprünglich 2012 abgeschlossen werden. Dieses Projekt ruht derzeit jedoch aufgrund fehlender Finanzierungsvereinbarungen. Die Ausstattung der Strecke mit dem ETCS System soll laut Bahnvorstand Ronald Pofalla bis zum Jahr 2022 vollständig absgeschlossen sein [Berg18]. Der 2007 aufgestellte nationale Umsetzungszeitplan des Deutsche Bahn AG Konzern (DB AG) ist bereits stark verzögert, da die Finanzierung der Umrüstung bestehender Strecken nicht geklärt ist [Esch10, S. 18].

Es besteht zudem die Möglichkeit, Triebfahrzeuge mit speziellen Steuergeräten zu bestücken, die eine Konvertierung von Informationen bestehender Zugsicherungssysteme in ETCS-Daten durchführen und somit auch bei herkömmlicher Streckentechnik eine einheitliche Bedienungsschnittstelle zur Verfügung stellen. Die betreffenden Lokomotiven müssen im vorliegenden Fall dennoch mit allen Übertragungsgeräten der bestehenden Zugsicherungssysteme ausgestattet sein, was besonders während der Umstellungsphase einen finanziellen Mehraufwand verursacht. Die DB AG plant, vorerst nur den Teil ihrer Flotte mit ETCS auszurüsten, welcher auf Strecken verkehren wird, die mittelfristig mit dem System ausgestattet werden sollen. So sind zum Beispiel der ICE 2 und der ICE TD nicht für das ETCS vorgesehen. [Gral11 , S. 14]
Ansprechpartner
Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Logistik und Unternehmensführung, Prof. Dr. Dr. h.c. W. Kersten
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Spezielle Rahmenbedingungen des grenzüberschreitenden Schienenverkehrs (Stand des Wissens: 19.09.2018)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?337429
Literatur
[BeRe12] Behnsch, Reiner, Reißaus,Jens Konzeption der Leit- und Sicherungstechnik auf den Neubaustrecken der VDE 8 , veröffentlicht in ETR - Eisenbahntechnische Rundschau, Ausgabe/Auflage 2012/04, DVV Media Group GmbH, Hamburg , 2012/04, ISBN/ISSN 0013-2845
[Berg18] Peter Berger Die Deutsche Bahn will keinen zweiten Hauptbahnhof in Köln, 2018/01/30
[BoSt09] Bonati, Corinna, Streichert, Silke Der europäische Triebfahrzeugführerschein - Umsetzung der Richtlinie 2007/59/EG in nationales Recht, veröffentlicht in Deine Bahn, Ausgabe/Auflage 12/09, Eisenbahn-Fachverlag GmbH / Mainz , 2009/12, ISBN/ISSN 0948-7263
[Esch10] Eschlbeck, Rainer Das European-Train-Control-System (ETCS), veröffentlicht in Deine Bahn, Ausgabe/Auflage 05/10, DB Fachverlag GmbH / Mainz , 2010/05, ISBN/ISSN 0948-7263
[FuGö12] Funke, Andreas, Göring, Jutta, Trenschel, Daniel, Schaarschmidt, Volker ETCS Kompetenzzentrum Planung der DB ProjektBau am Standort Dresden, veröffentlicht in EI - Der Eisenbahningenieur, Ausgabe/Auflage 2012/08, DVV Media Group GmbH, Hamburg , 2012/08, ISBN/ISSN 0013-2810
[Gral11] Gralla, Christoph Einführung des ETCS-Systems bei DB Fernverkehr, veröffentlicht in Deine Bahn, Ausgabe/Auflage 6/2011, Bahn Fachverlag GmbH, Berlin, 2011, ISBN/ISSN 0948-7263
[Pach03a] Pachl, Jörn, Univ.-Pof. Dr.-Ing. Anforderungen zur Stärkung des europäischen Eisenbahnverkehrs aus technisch-betrieblicher Sicht, veröffentlicht in Eisenbahn Ingenieur, Ausgabe/Auflage 6, Tetzlaff Verlag GmbH & Co. KG, Hamburg, 2003, ISBN/ISSN 0013-2810
Rechtsvorschriften
[2007/59/EG] Richtlinie 2007/59/EG über die Zertifizierung von Triebfahrzeugführern, die Lokomotiven und Züge im Eisenbahnsystem in der Gemeinschaft führen
[2012/88/EU] Beschluss über die Technische Spezifikation für die Interoperabilität der Teilsysteme Zugsteuerung, Zugsicherung und Signalgebung des transeuropäischen Eisenbahnsystems
Glossar
Linienförmige Zugbeeinflussung Unter linienförmiger Zugbeeinflussung versteht man ein System zur Sicherung des Fahrens im festen Raumabstand. Die Informationsübertragung zwischen Infrastruktur und Fahrzeug erfolgt kontinuierlich. LZB-Systeme arbeiten generell mit Führerraumsignalisierung. Somit kann während des Regelbetriebes auf ortsfeste Signale verzichtet werden, sie dienen lediglich als Rückfallebene im Störungsfall.
Neubaustrecke Als Neubaustrecken bezeichnet man gänzlich neu errichtete Verkehrswege, die einem bestehenden Netz hinzugefügt werden. Im Eisenbahnwesen findet der Begriff zumeist auf für den Hochgeschwindigkeitsverkehr gebaute Strecken Anwendung, wobei diese entweder exklusiv durch Personenbeförderungsangebote oder gemeinsam mit dem Güterverkehr genutzt werden. Das konstruktive Anforderungsniveau von Neubaustrecken reicht dabei gemeinhin über die für Ausbaustrecken (ABS) geltende Anforderungen hinaus.
Hochgeschwindigkeitsverkehr Als Hochgeschwindigkeitsverkehr (HGV) werden Zugfahrten von Trieb[wagen]zügen (sog. Hochgeschwindigkeitszüge) bzw. dafür geeigneten lokbespannten Zügen mit mehr als 200 km/h Spitzengeschwindigkeit auf extra dafür [um]gebauten HGV-Strecken bezeichnet.
ETCS
Standard eines EU-weit harmonisierten Zugbeeinflussungssystems, welches im Falle einer entsprechenden Streckeninfrastrukturausstattung und Fahrzeugertüchtigung die unterbrechungsfreie Durchführung grenzüberschreitender Schienenverkehre ermöglicht, ohne zu diesem Zweck das triebfahrzeugseitige Mitführen unterschiedlicher, auf nationaler Ebene verwendeter Systemkomponenten vorauszusetzen.

Mit Hilfe von Zugbeeinflussungssystemen lassen sich auf dem Streckennetz stattfindende Fahrten beispielsweise hinsichtlich einer Einhaltung erlaubter Höchstgeschwindigkeiten oder der Befolgung signalisierter Befehle überwachen, um gegebenenfalls automatische Schutzreaktionen auszulösen. So können etwa Triebfahrzeuge, welche ein Halt zeigendes Signal überfahren, selbsttätig zum Stillstand gebracht werden.

In Zukunft wird der automatische Zugbetrieb (Automatic Train Operation, ATO) auf Grundlage des ECTS gebaut.
Global System for Mobile Communication
Der GSM-Standard (Global System for Mobile Communication) - ursprünglich ein rein europäisches Mobilfunkkonzept - hat inzwischen weltweite Verbreitung gefunden. In Deutschland nutzen die Mobilfunknetzanbieter Deutsche Telekom, Vodafone und Telefonica mit ihren Mobilfunknetzen gegenwärtig die Frequenzbereiche GSM 900 und GSM 1800.
Technical Specification for Interoperability Die Technical Specification for Interoperability (TSI) machen für Teilsysteme bzw. Teile von Teilsystemen der transeuropäischen (Hochgeschwindikgkeits-)Eisenbahnsysteme Vorgaben, um deren grundsätzliche (technische) Eignung sowie die Kompabilität untereinander zu gewährleisten. Dabei handelt es sich um eine unionsrechtliche, technische Vorschrift der Europäischen Kommission.
Trans-European Transport Network Das Trans-European Transport Network, TEN-T (dt. Transeuropäisches Verkehrsnetz, kurz TEN-V) ist ein Teilnetz der sog. Trans-European Networks, TEN (dt. Transeuropäische Netze, kurz TEN). Zu diesen zählen neben den Verkehrsnetzen bspw. auch Netzwerke der Telekommunikation oder der Energieversorgung.
Leit- und Sicherungstechnik
Unter dem Begriff der Leit- und Sicherungstechnik (LST) werden technische Maßnahmen zusammengefasst, die getroffen werden, um einen sicheren, meist signalgeführten Eisenbahnbetrieb durchzuführen. Sie regelt die gegenseitigen Abhängigkeiten zwischen den Anlagen, den Signalen und den Fahrzeugen, die zur sicheren Durchführung von Zug- und anderen Fahrten notwendig sind. Wichtigster Bestandteil der LST ist die Stellwerkstechnik, mit Hilfe derer das Stellen von Weichen und Signalen sowie die Sicherung von Fahrstraßen erfolgt. Zur LST gehört auch die Zugbeeinflussung (z. B. PZB, LZB, ETCS).
Triebfahrzeug
Ein Triebfahrzeug (Tfz) ist ein einzelnes Regeleisenbahnfahrzeug mit einem eigenen Fahrzeugantrieb (Lokomotiven, Triebwagen). Eine Sonderform bilden Triebköpfe, die in einem fest gekoppelten Triebzug zusammen mit antriebslosen Mittel- und Steuerwagen betrieben werden. Lokomotiven kommen normalerweise im Verbund mit gekoppelten Reisezug- oder Güterwagen zum Einsatz. Triebwagen sowie auch Triebzüge werden als gekoppelten Einheiten gleichen Typs in sogenannten Triebwagenzügen eingesetzt. Weitere Tfz sind Kleinlokomotive und selbstfahrende Nebenfahrzeuge.
Intercity-Express Intercity-Express (ICE; alte Schreibweise: InterCityExpress) ist eine Zuggattung im deutschen Schienenpersonenfernverkehr und zugleich die Bezeichnung mehrerer Triebfahrzeug-Baureihen der Deutschen Bahn. ICE-Züge werden mit Triebkopf- bzw. Triebzügen bedient, wobei Höchstgeschwindigkeiten von bis zu 300 km/h erreicht werden. ICE-Verbindungen gehören somit zum Hochgeschwindigkeitsverkehr (HGV) und verkehren in Deutschland sowie grenzüberschreitend nach Österreich, in die Schweiz, nach Frankreich, Belgien, in die Niederlande sowie nach Dänemark.
GSM-R Global System for Mobile Communication for Railways; vom GSM Standard (GSM2+) abgeleitete Variante für einen Standard für den Betriebsfunk der Eisenbahnen. Technologisch stellt GSM-R eine Kommunikationslösung für eine nichtöffentliche Nutzergruppe dar. GSM-R arbeitet auf anderen Frequenzen als das Grundsystem und nutzt die für Betriebsfunk reservierten Frequenzbereiche. GSM-R wird seit 1997 von verschiedenen europäischen Bahnverwaltungen eingesetzt.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?324918

Gedruckt am Sonntag, 19. Mai 2019 15:19:05