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Nationale Zugbeeinflussungssysteme der DB Netz AG

Erstellt am: 03.03.2003 | Stand des Wissens: 23.02.2017
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Technische Universität Berlin, Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik (WIP) - Prof. Dr. v. Hirschhausen, Prof. Dr. Beckers


Zugsicherungssysteme dienen der sicheren und störungsfreien Abwicklung des Eisenbahnbetriebs. Da beim System Eisenbahn das Fahren auf Sicht aufgrund des langen Bremsweges nicht möglich ist, wird im festen Raumabstand gefahren; d. h. zwischen einem Zug und dem folgenden bedarf es bei Geschwindigkeiten bis 160 km/h eines freien Streckenabschnitts von mindestens 1.000 m Länge. Um dieses Ziel zu erreichen, muss die Zugfahrt von außen über Signalanlagen sowie fahrzeugseitige Systeme gesichert und ggf. beeinflusst werden. Bis 2001 existierten im bundeseigenen Schienennetz zwei Arten von Zugbeeinflussungssystemen, deren Aufgabe darin bestand, eine sicherheitsrelevante Nichtbefolgung von Signalbegriffen durch den Triebfahrzeugführer mit Hilfe technischer Vorkehrungen zu korrigieren: die punktförmige sowie die linienförmige oder auch kontinuierliche Zugbeeinflussung. Die Inbetriebnahme der Teststrecke des europäischen Zugbeeinflussungssystems (European Train Control System, ETCS) 2001 stellte den ersten Schritt zur Implementierung eines dritten Systems dar. Das ETCS soll in der Bundesrepublik Deutschland insbesondere auf den Korridoren der Transeuropäischen Verkehrsnetze und auf Hochgeschwindigkeitsneubaustrecken vorangetrieben werden. [Pach08, S. 76 ff.; DBAG09q, S. 12 ff.; HoFr06, S. 157 ff.; DBAG12t, S. 32 ff.]


Bei dieser Methode passiert ein Zug, wenn er sich einem Halt zeigenden Signal nähert, drei Elektromagnete unterschiedlicher Frequenz, die im Gleis liegen. Nach dem Überfahren des ersten Magnets (1.000 Hz) muss der Triebfahrzeugführer innerhalb von 4 Sekunden eine Wachsam­keitstaste betätigen, andernfalls wird das Fahrzeug sofort bis zum Stillstand abgebremst. Dieser Magnet befindet sich auf Höhe des Vorsignals in 1.000 m Entfernung zum Hauptsignal. 250 Meter vor dem Halt zeigenden Signal befindet sich der zweite Magnet (500 Hz). An diesem Punkt muss das Fahrzeug schon eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht haben, sonst erfolgt ebenfalls eine Zwangsbremsung. Modernere Fahrzeuge besitzen eine kontinuierliche Geschwindigkeitsüberwachung, die den Geschwindigkeitsverlauf zwischen dem 1000-Hz- und dem 500-Hz-Magnet kontrolliert. Am Halt zeigenden Hauptsignal ist der dritte Magnet (2.000 Hz) im Gleisbett angebracht, der wiederum eine Zwangsbremsung auslöst. Eine modifizierte Version der PZB ist das bei der DB AG verwendete System "PZB90" mit einer restriktiveren Geschwindigkeitsüberwachung und einigen Modifikationen zum vorzeitigen Beenden der Geschwindigkeitsüberwachung, wenn zwischenzeitlich der Haltbegriff aufgelöst wird. [Pach08, S. 76 ff.] Mit der Änderung der Eisenbahn-Bau und Betriebsordnung (EBO) Ende 2012 wurde die Ausrüstung aller Hauptstrecken mit einem Zugbeeinflussungssystem vorgeschrieben, das mindestens PZB90-Standards entspricht [Conr12, S. 71].

Linienförmige Zugbeeinflussung (LZB)

Ab Geschwindigkeiten über 160 km/h im Personenverkehr bzw. 120 km/h bei den im Vergleich zum Personenverkehr schwereren Güterzügen reichen die Vorsignalabstände des ortsfesten Signalsystems nicht mehr aus, um die vorgegebenen Bremswege bis zum Hauptsignal einzuhalten. Außerdem können Triebfahrzeugführer ab einer Geschwindigkeit von über 160 km/h die Signale nicht mehr sicher erkennen und schnell genug umsetzen [Krüg03, S. 27]. Anstelle von Signalen bzw. in Ergänzung dazu werden deshalb kontinuierliche Zugbeeinflussungssysteme zur Übertragung von Informationen vom Fahrweg zum Fahrzeug eingesetzt.

Die LZB ermöglicht eine kontinuierliche Erfassung der Zuggeschwindigkeit sowie eine Ortung der Fahrzeuge. Sie realisiert damit eine kontinuierliche Zugsteuerung und -überwachung. Die LZB besteht in Deutschland streckenseitig aus zwei Kupferkabeln (Kabel-Linienleiter), die in der Gleismitte und am Schienenfuß verlegt sind (Abbildung 1). Sie wechseln alle 100 Meter und kreuzen sich beim sog. 100-m-Punkt. [DBAG09q, S. 15]


lzb_db.jpgAbb. 1: Kabellinienleiter im Gleis (Quelle: Deutsche Bahn AG)


Von einer Steuerstelle aus (meistens in einem Stellwerk) wird ein 10 bis 12 km langer Gleisabschnitt eingespeist [HoFr06, S. 167]. Auf französischen Hochgeschwindigkeitsstrecken werden die Schienen zur Informationsübertragung genutzt, was deutliche Unterschiede im Überwachungsprinzip zur Folge hat (Schienen-Linienleiter) [Pach00, S. 728]. Die Signalisierung erfolgt direkt auf dem Führerstand des Fahrzeugs (Führerstandssignalisierung). Dem Triebfahrzeugführer werden die augenblickliche Soll-, Ist- und Zielgeschwindigkeit sowie Zielentfernungen angezeigt. Bei Überschreitung der Sollgeschwindigkeit wird nach vorheriger Warnung eine Zwangsbremsung eingeleitet (Näheres zur LZB-Fahrzeugeinrichtung siehe [HoFr06, S. 167 ff.]).

Alternativ zur Handsteuerung kann über die Automatische Fahr- und Bremssteuerung (AFB) ein vollautomatischer Fahrbetrieb nach den Geschwindigkeitsvorgaben der LZB geleistet werden [Pach00, S. 728; FeNa03, S. 432 ff.]. Die Signale am Fahrweg oder die Geschwindigkeitsangaben im Buchfahrplan sind sekundär und dienen als Rückfallebene bei Störungen im System. Um der Gefahr von unbemerkten Zugtrennungen entgegenzuwirken, wird auf Blockteilung und Gleisfreimeldeeinrichtungen nicht verzichtet. Die linienförmige Zugbeeinflussung ermöglicht jedoch eine feinere Aufteilung der Strecke in Blockabschnitte. Diese neuen LZB-Blockabschnitte sind durch LZB-Blockkennzeichen markiert. Nur Gefahrenpunkte wie Weichen werden in Deutschland noch durch konventionelle Signalisierungen gesichert. Sie fungieren als Rückfallebene bei Ausfall der LZB und für nicht LZB-geführte Züge auf dieser Strecke. [Pach00, S. 728; FeNa03, S. 432 ff.; ReRi08 , S. 173 ff.] Auf den "artreinen" Personenhochgeschwindigkeitsstrecken in Frankreich wird hingegen auf feste Signale gänzlich verzichtet [BMBF03, S. 55 f.; Pach00, S. 726].

Die LZB-Blockabschnitte auf Neubaustrecken für den Hochgeschwindigkeits-Personenverkehr haben in der Regel eine Länge von 3 km. Dies entspricht dem Bremsweg bei einer Geschwindigkeit von 250 km/h. Für Strecken mit Mischverkehrsbelegung durch Personen- und Güterzüge werden kürzere Blockabschnitte von in der Regel einem Kilometer genutzt. Bei Ausbaustrecken mit vorhandener, dichterer Blockteilung werden meist die kürzeren Blockabschnitte eingesetzt [BMBF03, S. 56].

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Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Aktive (vorbeugende) Sicherheitsmaßnahmen im Schienenverkehr (Stand des Wissens: 23.02.2017)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?299526
Literatur
[BMBF03] Fraunhofer Arbeitsgruppe für Technologien der Logistik-Dienstleistungswirtschaft ATL, HaCon Ingenieurgesellschaft mbH, Rail Management Consultants GmbH, Technische Universität Berlin, Institut für Land- und Seeverkehr, Fachgebiet Schienenfahrwege und Bahnbetrieb, Prof. Dr.-Ing. habil. J. Siegmann Verbundvorhaben "Die moderne europäische Güterbahn der Zukunft", Studie zur Leitvision "Europäischer Schienengüterverkehr 2010" Schlußbericht, 2003/01
[Conr12] Conrad, P. Neue Rechtsakte aus dem Bereich Eisenbahnsicherheit und Interoperabilität, veröffentlicht in Der Eisenbahningenieur, Ausgabe/Auflage 12/2012, DVV Media Group GmbH, Hamburg, 2012/12, ISBN/ISSN 0013-2810
[DBAG09q] Simon, Janis Zugbeeinflussungssysteme, veröffentlicht in Deine Bahn, Ausgabe/Auflage 03/2009, Bahn Fachverlag GmbH, Berlin , 2009/03, ISBN/ISSN 0948-7263
[DBAG12t] Kissel, Norbert, Küpper, Johannes Mit ETCS auf dem Weg zu einem grenzenlosen Europa, veröffentlicht in Deine Bahn, Ausgabe/Auflage 11/2012, Bahn Fachverlag GmbH / Berlin , 2012/11, ISBN/ISSN 0948-7263
[FeNa03] Fenner, Wolfgang, Naumann, Peter, Trinckauf, Jochen Bahnsicherungstechnik. Steuern, Sichern und Überwachen von Fahrwegen und Fahrgeschwindigkeiten im Schienenverkehr, Publicies Corporate Publishing, Erlangen, 2003, ISBN/ISSN 3-89587-177-0
[HoFr06] Hornemann, Klaus, Fröhlich, Bernd Zugbeeinflussungssysteme der DB AG, veröffentlicht in EIK Eisenbahningenieurkalender - Jahrbuch für Schienenverkehr & Technik, Deutscher Verkehrs-Verlag, 2006, ISBN/ISSN 0934-5930
[Krüg03] Krüger, Martin, Dr. Zugsicherung in Deutschland - von der LZB zu ETCS, veröffentlicht in Der Eisenbahningenieur, Ausgabe/Auflage 2, Tetzlaff Verlag, Hamburg, 2003, ISBN/ISSN 0013-2810
[Pach00] Pachl, Jörn, Univ.-Pof. Dr.-Ing. Zugbeeinflussungssysteme europäischer Bahnen, veröffentlicht in Eisenbahntechnische Rundschau, Ausgabe/Auflage 11, Hestra-Verlag, Darmstadt, 2000/11, ISBN/ISSN 0013-2845
[Pach08] Pachl, Jörn Systemtechnik des Schienenverkehrs, Vieweg+Teubner, GWV Fachverlage GmbH / Wiesbaden, 2008, ISBN/ISSN 978-3-8351-0191-3
[ReRi08] Renninger, G. , Riedisser, F. Die Weiterentwicklung der Linienzugbeeinflussung seit dem Jahr 2000, veröffentlicht in Eisenbahningenieur Kalender, Ausgabe/Auflage 2009, DVV Media Group GmbH | Eurailpress, Hamburg, 2008, ISBN/ISSN 0934-5930
Weiterführende Literatur
[Dirk07] Dirkschnieder, Karl-Gerhard So funktioniert die Punktförmige Zugbeeinflussung, veröffentlicht in Deine Bahn, Ausgabe/Auflage 10, Bahn Fachverlag, 2007/10, ISBN/ISSN 0948-7263
[EBO] Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (EBO)
Glossar
Ausbaustrecke Als Ausbaustrecken (ABS) werden im Bereich des spurgebundenen Verkehrs bestehende Netzabschnitte bezeichnet, die mittels umfangreicher Baumaßnahmen für höhere Kapazitäten und / oder Geschwindigkeiten ertüchtigt wurden. Häufig findet der Begriff im Zusammenhang mit für den Einsatz von Neigetechnikfahrzeugen angepassten Strecken Verwendung. Durch eine geeignete bauliche Auslegung des Fahrweges ermöglicht dieses System entsprechend ausgestatteten Triebwagen schnellere Gleisbogendurchfahrten, m. a. W. höhere Kurvengeschwindigkeiten.
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.
Punktförmige Zugbeeinflussung Die im Schienenverkehr verwendete punktförmige Zugbeeinflussung ist eine diskontinuierliche Methode zur Sicherung des Fahrens im festen Raumabstand. Die Zugbeeinflussung erfolgt ortsfest, daher punktförmig. Ihr Einsatz ist nur bis zu einer Höchstgeschwindigkeiten von 160 km/h zulässig.
Automatische Fahr- und Bremssteuerung Die Automatische Fahr- und Bremssteuerung bei Schienenfahrzeugen ist ein die Linienzugbeeinflussung (LZB) ergänzendes System, welches die LZB-seitig vorgegebene Sollgeschwindigkeit kontinuierlich umsetzt. Die AFB bremst und beschleunigt das Schienenfahrzeug somit ohne Eingriff durch den Triebfahrzeugführer. Sie funktioniert aber auch ohne LZB, ähnlich wie ein Tempomat bei Kraftfahrzeugen, zur Ausregelung der Höchstgeschwindigkeit.

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

https://www.forschungsinformationssystem.de/?36817

Gedruckt am Dienstag, 21. Mai 2019 02:28:53