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Kollisionssicherheit bei Schienenfahrzeugen

Erstellt am: 01.12.2003 | Stand des Wissens: 23.02.2017
Ansprechpartner
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Volkswirtschaftslehre (ECON), Prof. Dr. Kay Mitusch

Statistisch gesehen ist das Risiko, bei einem Kollisionsunfall im Schienenverkehr tödlich zu verunglücken, deutlich geringer als im Luft- oder gar Straßenverkehr. Aufgrund der hohen medialen Aufmerksamkeit bei Bahnunglücken (bspw. Bahnunglück von Santiago de Compostela, Spanien, 2013) und den immer höheren Geschwindigkeiten sind die Bahnen jedoch bemüht, die Sicherheit weiter zu erhöhen. Um dem Deutsche Bahn AG Konzern und der deutschen Bahnindustrie die Möglichkeit zu geben, die passive Sicherheit der Inneneinrichtungen im Regelwerk aktiv mitzugestalten und anschließend die erforderlichen Nachweise vorlegen zu können, wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen seiner Bahnforschungsprojekte das Projekt "Sicher Reisen" initiiert und durchgeführt. [BMBF05b]
EU-Forschungsprojekte
Im Vordergrund steht dabei die Verbesserung der aktiven Sicherheitssysteme, wie sie z. B. die Signaltechnik darstellt [Wolt01a, S. 193]. Aber auch die passive Sicherheit von Schienenfahrzeugen war in den vergangenen Jahren ein intensiv bearbeitetes Forschungsfeld. Ziel der Fahrzeughersteller war und ist, künftige Fahrzeugkonstruktionen "crashfähig(er)" zu gestalten. Dafür soll die kinetische Kollisionsenergie verstärkt vom Wagenkasten und dessen Komponenten in kontrollierte Verformungsarbeit umgewandelt werden. Auch die Inneneinrichtung soll die Verletzungsgefahr für die Reisenden verringern. [Wolt01, S. 63]
Bei der für einen Crash ausgelegten Konstruktion von Schienenfahrzeugen gibt es prinzipiell zwei Strategien: Das klassische Prinzip ist der überwiegende Einsatz der Frontpartie des Zuges zum Abbau der Kollisionsenergie. Alternativ dazu können zwischen den Wagen Deformationszonen über die gesamte Zuglänge verteilt angeordnet werden. [HeUd02, S. 346] Von besonderer Bedeutung war dabei das durch die Europäische Kommission und die Union Internationale des Chemins de fer (UIC, dt. Internationaler Eisenbahnverband) finanzierte Forschungsprojekt SAFETRAIN, das 2001 endete. Es verfolgte die Zielsetzung, eine der aktiven Sicherheit des Systems Bahn und dem daraus resultierenden Kollisionsrisiko angemessene passive Fahrzeugsicherheit zu gewährleisten. Aus einer europaweiten Analyse der Kollisionsunfälle wurden Referenz-Kollisionsunfälle abgeleitet, die den Großteil aller Kollisionsunfälle abdecken:
  • Zusammenstoß zweier gleichartiger Züge
  • Kollision eines Zuges mit einem 15 t-Straßenfahrzeug an einem Bahnübergang
  • Aufprall auf ein stehendes Schienenfahrzeug
Auf Basis dieser Referenzunfälle wurde in Computersimulationen die optimale Anordnung der energieabsorbierenden Bauteile ermittelt. Die Validierung der Simulationsergebnisse erfolgte mit Hilfe von Crash-Versuchen [Wolt03, S. 35 ff.]. Die Ergebnisse des Projekts SAFETRAIN bildeten eine Grundlage für die Normierungsverfahren im Bereich der passiven Sicherheit von Schienenfahrzeugen. So wurde die seit 2000 gültige Norm DIN EN 12663-1 "Festigkeitsanforderungen an Wagenkästen von Schienenfahrzeugen" 2008 durch DIN EN 15227 "Anforderungen an die Kollisionssicherheit von Schienenfahrzeugkästen" ergänzt und bildet (seitdem) die normative Basis für die passive Sicherheit von Schienenfahrzeugen [Gard08]. Praktische Anwendungen der im Projekt SAFETRAIN gewonnenen Erkenntnisse über den Bau kollisionssicherer Lokomotiven zeigt das Beispiel der TRAXX-Lokomotiven [WoCa13].
SAFETRAIN bot jedoch nur Informationen über die Kollisionssicherheit von Vollbahnen (DIN EN 15227, Fahrzeugkategorie C-I: Lokomotiven, Eisenbahnwagen und Triebwagenzüge). Aus diesem Grund wurde im nachfolgenden Forschungsprojekt SAFETRAM die Kollisionssicherheit von Leichttriebwagen, S- und U-Bahnen sowie Stadt- und Straßenbahnen analysiert (DIN EN 15227, Fahrzeugkategorie C-II bis C-IV) [Iwai12, S. 25 ff.; EuKom04b]. Hierbei stand eine kostengünstige Verbesserung von Straßenbahnfahrzeugen durch "die Schaffung von Überlebensräumen innerhalb von stärkeren Wagenkastenelementen und die Verringerung von Aufprallkräften bei einer Kollision" im Vordergrund [Hech04, S. 288]. Anhand der Untersuchungsergebnisse wurden zwei verschiedene Wagenkastenmodelle entwickelt. Ein Modell wurde aus Aluminium für den innerstädtischen Gebrauch gefertigt. Ein weiteres Modell aus Stahl entstand für den Überlandeinsatz. Das Projekt SAFETRAM wurde im Sommer 2004 abgeschlossen. Die EU-Forschungslinie zur Verbesserung der Sicherheitssysteme wurde mit dem Forschungsprojekt SAFEINTERIORS bis 2010 fortgeführt [Robe06]. 
Ansprechpartner
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Volkswirtschaftslehre (ECON), Prof. Dr. Kay Mitusch
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Passive Sicherheitsmaßnahmen im Schienenverkehr (Stand des Wissens: 23.02.2017)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?299536
Literatur
[BMBF05b] Fiseni, Felix, Meuresch, Dr. Siegfried , Isensee, Steffen, Dipl.-Ing. Innovation für die Schiene, Bahnforschungsprojekte des BMBF, 2005
[CaSc04] Carl, Dipl.-Ing. Federic B. , Schneider, Dipl.-Ing. Sieghard, Wolter, Wilfried, Dr.-Ing. Kollisionssichere Lokomotiven - Spezifische Anforderungen und deren praktische Umsetzung am Beispiel der Lokomotivfamilie TRAXX von Bombardier Transportation, veröffentlicht in ZEVrail, Ausgabe/Auflage 09, Georg Siemens Verlag, 2004, ISBN/ISSN 1618-8330
[EuKom04b] Europäische Kommission (Hrsg.) Passive safety of tramways for Europe - Final publishable report, 2004/11/26
[Gard08] Gardiol, Gilles Passive Safety in the framework EU legislation, veröffentlicht in Passive Safety of Rail Vehicles, Innovation in Passive Safety and Interior Design, Impact assessment methodology for rolling stock, 2008, ISBN/ISSN 978-3-940-727-08-4
[Hech04] Hecht, Markus, Prof. Dr.-Ing. Safetram addresses chrashworthiness of trams and light rail vehicles, veröffentlicht in Railway Gazette International, 2004/05
[HeUd02] Fernandez, Juan, Dipl.-Ing., Hecht, Markus, Prof. Dr.-Ing., Udriste-Breazu, Ileana, Dipl.-Ing. Passive Safety of Rail Vehicles, veröffentlicht in ZEVrail Glasers Annalen, Ausgabe/Auflage 08, Georg Siemens Verlag, Berlin, 2002, ISBN/ISSN 1618-8330
[Iwai12] Iwainsky, Heinz Zum Unfallverhalten von Strassenbahnen - der neue "Tango" für TPG nach "Crash-Norm", veröffentlicht in Eisenbahn-Revue International, Ausgabe/Auflage 01/2012, Minirex AG, Luzern (Schweiz) , 2012/01, ISBN/ISSN 1421-2811
[Robe06] Roberts, John SAFEINTERIORS - Train Interior Passive Safety for Europe, 2006/11
[WoCa05] Carl, Dipl.-Ing. Federic B. , Schneider, Dipl.-Ing. Sieghard, Wolter, Wilfried, Dr.-Ing. Die Baureihe 185.2 im Spiegel künftiger Anforderungen an die Kollisionssicherheit, veröffentlicht in Eisenbahningenieur, Ausgabe/Auflage 09, Eurailpress Tetzlaff-Hestra, 2005, ISBN/ISSN 0013-2810
[WoCa13] Wolter, Wilfried, Carl, Federic B., Bloeß, Bernhard 10 Jahre praktische Nutzung europäischer Forschungsergebnisse zur Kollisionssicherheit von Schienenfahrzeugen, veröffentlicht in ZEVrail, Ausgabe/Auflage 2013/3, Georg Siemens Verlag, Berlin , 2013/03, ISBN/ISSN 1618-8330
[Wolt01] Wolter, Wilfried, Dr.-Ing. Kollisionssicherheit von Schienenfahrzeugen, veröffentlicht in Eisenbahningenieur, Tetzlaff Verlag GmbH & Co.KG Hamburg, 2001/05, ISBN/ISSN 0013-2810
[Wolt01a] Wolter, Wilfried, Dr.-Ing. Kollisionssichere Schienenfahrzeuge, veröffentlicht in Eisenbahntechnische Rundschau, Hestra Verlag GmbH & Co.KG Darmstadt, 2001/04, ISBN/ISSN 0013-2845
[Wolt03] Wolter, Wilfried, Dr.-Ing. Kollisionssichere Eisenbahnfahrzeuge, veröffentlicht in Rail International - Schienen der Welt, Ausgabe/Auflage 05, 2003
Weiterführende Literatur
[ERI04] o.A. Das Safetram-Projekt, veröffentlicht in Eisenbahn-Revue International, Ausgabe/Auflage 01, MINIREX AG, Luzern, 2004, ISBN/ISSN 1421-2811
[EUKOM03ad] Advanced Railway Research Centre, AEA TECHNOLOGY RAIL BV, Bombardier Transportation, Société Nationale des Chemins de fer Francais, Talgo Deutschland GmbH, Technische Universität Berlin - Institut für Land- und Seeverkehr - Fachgebiet Schienenfahrzeuge , Union of European Railway Industries, Albermarle Martinswerke, Atkins Consultants, CAF, Corus, INEGI, MIRA, Skoda Vyzkum, STAM, VUKV Passive Safety in the Railways: A State of the Art Review, 2003/12
[FTA07] o.A. Rail Passenger Safety: Equipment and Technologies, 2007/08
[Bate03a] o.A. Sicherheit plus mit der Knautschzone, veröffentlicht in bahntech , Ausgabe/Auflage 3+4, 2003
[DIN EN 12663-1] DIN EN 12663-1 - Bahnanwendungen - Festigkeitsanforderungen an Wagenkästen von Schienenfahrzeugen - Teil 1: Lokomotiven und Personenfahrzeuge (und alternatives Verfahren für Güterwagen)
[DIN EN 15227] DIN EN 15227 - Bahnanwendungen - Anforderungen an die Kollisionssicherheit von Schienenfahrzeugkästen
Glossar
Validierung Als Validierung bezeichnet man die Prüfung, ob ein Lösungsansatz für ein bestimmtes reales Problem verwendungsfähig ist
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.

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

https://www.forschungsinformationssystem.de/?67678

Gedruckt am Donnerstag, 24. September 2020 10:03:14