Zugsicherung

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Zugsicherung
•Grundlagen
• Für den Straßenverkehr nur Absicherung von
Konfliktpunkten (an Kreuzungen) nötig
• Eisenbahnen
• schwer
einfache Triebwagen: ca. 60t
ICE zwischen 400 und 800t
Güterzüge bis zu 2000t, manchmal mehr
• Langer Bremsweg
im „normalen“ Betrieb bis zu 1000m aus
Streckenhöchstgeschwindigkeit
fahren daher im Raumabstand (Blockteilung),
gedeckt durch Signale.
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Signale: Das H/V-System
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Hp0: Halt
Hp1: Fahrt
Hp2: Langsamfahrt
Zugsicherung
•Grundlagen
Signale: Das Ks-System
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Hp0: Halt
Ks1: Fahrt, Fahrt erwarten
4
Zs3v: Fahrt mit
Geschwindigkeitsbeschränkung
erwarten (hier: 40 km/h)
Ks2: Fahrt, Halt erwarten
6
Zs3: Fahrt mit
Geschwindigkeitsbeschränkung
(hier: 60 km/h)
Zugsicherung
•Grundlagen
Eisenbahnen fahren spurgeführt. Zugfahrten müssen
geschützt werden vor:
•Folgefahrten
•Gegenfahrten
•Flankenfahrten
Genthin, 22. Dezember 1939, 186 Tote, 106 Verletzte
Dahlerau,
21.
1971, 1935,
46 Tote,
25 Verletzte
Quelle:
http://home.cablesurf.de/h.sack/page1.htm
Großheringen,
24.Juli
Dezember
34 Tote,
27 Verletzte
Quelle: http://en.wikipedia.org/Dahlerau_train_disaster
Quelle: „Fehler im System“
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Sicherung der Zugfahrten im Bahnhof:
• Schutz vor Einfahrten in besetztes Gleis
• Signalabhängigkeit
• Gefahrenpunktabstand
• Durchrutschweg
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Entwicklung der Stellwerke
• vor Ort handbediente Weichen
• erste Sicherungsmaßnahme: Signal auf Fahrt, wenn alle
Weichenschlüssel am Brett
• erste Signalabhängigkeit: Schlüsselwerk
• mit zunehmender Bahnhofsgröße zentral gestellte
Weichen und Signale nötig
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Mechanische Stellwerke
• Weichen, Signale etc. von zentralen Stellwerken per
Seilzug gestellt
• Signalabhängigkeit über Schieberegister
• Abhängigkeit zu anderen Stellwerken über elektrische
Blockfelder
• relativ kleiner Stellbezirk
• Sicht auf Bahnanlage nötig, daher meist mehrere
Stellwerke auf einem Bahnhof notwendig
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Elektromechanische Stellwerke
• Weichen, Signale etc. elektrisch betätigt
• Signalabhängigkeit weiterhin über mechanische
Schieberegister
• Abhängigkeit zu anderen Stellwerken über elektrische
Blockfelder
• Stellbezirk etwas größer als bei mechanischen
Stellwerken
• weiterhin Sicht auf Bahnanlage nötig, daher mitunter
mehrere Stellwerke auf einem Bahnhof notwendig
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Relaisstellwerke
• Weichen, Signale etc. elektrisch betätigt
• bei Spurplantechnik Stellen der Weichen etc.,
Fahrstraßeneinstellung und Stellen des Signals ein
Arbeitsgang durch Betätigen einer Start- und Zieltaste
• Zustand der Bahnanlage durch Leuchtmelder auf
schematischem Gleisplan wiedergegeben, selbst bei
größeren Bahnhöfen nur noch ein Stellwerk notwendig
• Stellbezirk kann auf weitere Zugmeldestellen
ausgeweitet werden
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Elektronische Stellwerke
• Computer als Eingabe-, Verarbeitungs- und
Ausgabegeräte
• Stellbefehle mittels Datentelegramme übermittelt
• Stellbezirksgröße und Stellentfernung beliebig
• nächster Schritt: Zusammenfassen sämtlicher
Fahrdienstleiter eines Regionalbereichs in
Betriebszentrale (Duisburg für ganz NordrheinWestfalen
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Schutz vor Einfahrten in besetztes Gleis:
• Altanlagen: Überprüfung durch Hinsehen (Augenschein),
evtl. mehrere Stellwerksbereiche beteiligt
(Bahnhofsblock)
• seit Einführung der Relaistechnik ~1960: automatische
Gleisbesetztmeldeanlagen (Gleisstromkreise, später
zusätzlich Achszähler)
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Flankenschutz:
Unberechtigt abfahrende Züge sollen Zugfahrten nicht
gefährden, indem
• auf ein anderes Gleis geleitet werden.
• auf einen Gleisabschluss geleitet werden
(Schutzweiche).
• zum Entgleisen gebracht werden (Gleissperre).
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Signalabhängigkeit:
• Weichen (sowie Gleissperren, Weichenriegel usw.),
auch flankierende, nicht befahrene (Flankenschutz!),
auf richtige Lage überprüft
(Fahrstraßenhebel nur bei korrekter Lage umzulegen)
• Weichen etc. in korrekter Lage durch Fahrstraßenhebel
verschlossen
(entsprechende Weichen etc. bei umgelegten
Fahrstraßenhebel nicht stellbar)
• Einstellen von feindlichen Fahrstraßen ausgeschlossen
• Signal erst stellbar, wenn entsprechender
Fahrstraßenhebel umgelegt
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Fahrstraßenabhängigkeit:
• Fahrstraßenhebel so lange verschlossen, wie Signal auf
Fahrt und Zug nicht mit letzter Achse an
Zugschlussstelle angekommen
• auf diese Weise: vorzeitiges Umstellen der Weichen
unter fahrendem Zug ausgeschlossen
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Gefahrenpunktabstand
Abstand hinter einem Einfahrsignal bis zum ersten
Gefahrenpunkt
• zu einer spitz befahrenen Weiche: 100m
• Grenzzeichen einer stumpf befahrenen Weiche:
200m
• Tafel „Halt für Rangierfahrten“ (Ra 10): 200m
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Durchrutschweg
Abstand hinter einem Ausfahr- oder Zwischensignal bis
zum ersten Gefahrenpunkt
• 50m bei einer zulässigen Einfahrgeschwindigkeit von
maximal 40 km/h
• 100m bei einer zulässigen Einfahrgeschwindigkeit von
höchstens 60 km/h
• 200m bei höheren Geschwindigkeiten
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Sicherung der Zugfahrten auf der Strecke:
• Schutz vor Folgefahrten
• Schutz vor Gegenfahrten
• Schutzstrecke (Durchrutschweg)
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Schutz vor Folgefahrten
• im 19. Jahrhundert (in Nordamerika z. T. noch heute):
zeitlicher Abstand
• Zugmeldeverfahren
• Ausfahr- bzw. Blocksignale unter Verschluss der
nachfolgenden Zugfolgestelle
• Zug gilt als gedeckt, wenn Zugschluss min. 200m am
Hauptsignal vorbei ist.
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
Nicht selbsttätiger Streckenblock
•Grundlagen
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
Selbsttätiger Streckenblock
•Grundlagen
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Schutz vor Gegenfahrten (nur bei eingleisigen Strecken
sowie bei Strecken mit Gleiswechselbetrieb)
• im 19. Jahrhundert (in Nordamerika z. T. noch heute):
strenges Befolgen des Fahrplans (besonders welcher
Zug wo mit welchem Zug kreuzt)
• Zugmeldeverfahren
• nur an einer Zugmeldestelle können Ausfahrsignale
bedient werden
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
Erhöhung der Leistungsfähigkeit eines Streckenabschnittes
zwischen zwei Zugmeldestellen:
•Grundlagen
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Aber Signale allein reichen
nicht!
•Fahrwegsicherung
Immer wieder zeigten
dramatische Zugunglücke
die Unzulänglichkeiten.
•Zugbeeinflussung
 Die Befolgung der
Signalstellung muss
technisch überwacht
werden.
 Die Sifa (Sicherheitsfahrschaltung)
überwacht die
Dienstfähigkeit des
Lokführers.
Zugsicherung
Entwicklung von punktförmigen Zugbeeinflussungssystemen in
den 20er/30er Jahren:
• mechanische Fahrsperren (z.B. S-Bahn Berlin)
• elektrische Kontaktsysteme (z.B. Crocodile in Frankreich,
Luxemburg, Belgien)
• berührungslose induktive Systeme (z.B. Indusi in
Deutschland/Österreich, Integra-Signum in der Schweiz)
• berührungslose magnetische Systeme (z.B. auf schweizerischen
Schmalspurbahnen)
• seit den 80er Jahren ergänzende/ersetzende
Transpondersysteme (z.B. ZUB in der Schweiz, KVB in
Frankreich
•Grundlagen
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
• Entwicklung einer induktiven
Zugsicherung (Indusi, heute: PZB)
in Deutschland in den 30ern
• Bestehend aus Streckeneinrichtung, Prüfmagnet am Zug, Bedienund Anzeigeinstrumente auf dem
Führerstand
• Noch heute in Deutschland und
Österreich in Gebrauch
•Grundlagen
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
Nachteile einer punktförmigen Zugbeeinflussung
• Informationen nur punktuell -> Schleichen oder
Zwangsbremsungen
• relativ unflexibel
• nur unterstützende Funktion -> nicht für Geschwindigkeiten
>160km/h
•Grundlagen
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
• 1963: Entwicklung einer
linienförmigen
Zugbeeinflussung (LZB) mit
kontinuierlicher
Übertragung der
Führungsgrößen auf den
Führerstand mittels
Linienleiter zum Zwecke von
Schnellfahrten
• mittlerweile auch in
Spanien, Österreich sowie
bei einzelnen Stadtbahnen
(u.a. Rheinbahn, DVG) im
Einsatz
• kann Signalstellungen bis zu
10km im Voraus auf den
Führerstand übertragen
•Grundlagen
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
Erhöhung der Leistungsfähigkeit durch CIR-ELKE
•Grundlagen
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
• Unterteilung der Streckenblöcke durch Teilblöcke
• Teilblöcke werden durch virtuelle Signale begrenzt, ihre
Stellung wird nur über LZB übertragen
• dadurch wird scheinbar Fahren auf Sicht ausgeübt („Fahren
auf elektronische Sicht“, Stufe 1)
• dadurch Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Strecke (CIRELKE: Computer Integratet Railroading – Erhöhung der
Leistungsfähigkeit im Kernnetz der Eisenbahn
• Einsatz auf neuen Hochgeschwindigkeits- und
Ausbaustrecken sowie bei der S-Bahn München (dort 30
Züge/h und Richtung)
Zugsicherung
Grenzüberschreitender Verkehr mit Viersystemlokomotiven
Gelöste Probleme:
• 1 Lok für alle 4 Stromsysteme
• Universell einsetzbare Zugfunkgeräte
Aber:
• Kein Platz für alle Zugsicherungssysteme
•Grundlagen
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
• 1996: Entwicklung des europaweit
einheitlichen
Zugsicherungssystems ETCS
(European Train Control System)
• für konventionelle Strecken als
punktförmiges
Zugsicherungssystem realisierbar
• auf Hochleistungsstrecken Balisen
nur noch zur Ortung des Zuges,
Führungsgrößen über Funk
(handelsüblicher
Mobilfunkstandard)
• derzeit auf Neubaustrecken in der
Schweiz und Frankreich (LGV-Est)
realisiert
•Grundlagen
•Fahrwegsicherung
•Zugbeeinflussung
Zugsicherung
•Grundlagen
Literatur
•
http://www.rodgau-bahn.de/b_bi/2003.htm
•
http://www.washjeff.edu/CAPL/record_detail.asp?id=274
•
http://www.sh1.org/fotos/ks.htm
•
http://www.sh1.org/fotos/locos.htm
•
http://www.berliner-verkehrsseiten.de/u-bahn/Stellwerke/Stw_L/hauptteil_stw_l.html
•
http://web.utanet.at/smiderkr/asr/desigazspzb.html
•
http://www.stellwerke.de/grund/seite1_8.html
•
http://nl.wikipedia.org/wiki/LZB
•
http://www.move-on.net/move-on/default.asp?kat=auf_tour&artid=681
•
DB AG: KoRil 483.0202
•
http://www.wikipedia.de
•
Arnold H.-J.: „Eisenbahnsicherungstechnik“, 3. überarbeitete Auflage, transpress VEB Verlag für
Verkehrswesen, Berlin 1980
•
Warninghoff H.: „Das mechanische Stellwerk“, Eisenbahn-Fachverlag, Heidelberg 1979
•
Hörstel J., Ritzau H.-J.: „Fehler im System – Eisenbahnunfälle als Symptom einer Bahnkrise“, Verlag Zeit und
Eisenbahn, Pürgen 2000
•
Ritzau H.-J.: „Katastrophen der deutschen Bahnen – 1945-1992 Teil I“, Pürgen 1992
•
Wendler E.: „Eisenbahnsicherungswesen“, Umdruck, RWTH Aachen 2006
•
Hass-Klau C.: „Bahnverkehr I“, Skript zur Vorlesung, Univerität Wuppertal 2005
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