Auf welche Weisen kommt es zu Zwangsbremsungen durch die Technik? Wie kann eine tausendprozentig sichere Fahrzeugortung funktionieren, sodass es keine Kollisionen gibt? Was macht ein Achszähler im Detail bei einer Überfahrt durch einen Zug? Gibt es Parallelitäten zwischen einer klassischen Linienförmigen Zugsicherungstechnik und einiger Level von ETCS? Allen Fragen dieser Art stehen die Antworten unserer Rubrik „Zugsicherung“ gegenüber.
Sobald das Signal das Fahrkommandos an den Fahrer beziehungsweise an den Zug übermittelt, kann sich der Zug in Bewegung setzen. Jedoch ist eine Zugfahrt technisch abzusichern. Eine Absicherung wird erstens über die Belegungsinformationen der Gleisabschnitte hergestellt. Diese Informationen erhält die Anlage jedenfalls über die Gleisfreimeldeeinrichtungen wie Achszähler oder Gleiskreise. Zweitens wird die Zugfahrt über spezielle Zugüberwachungssysteme abgesichert. Diese überwachen inzwischen die Geschwindigkeiten und Bremskurven einer Zugfahrt. Wenn dagegen bestimmte Geschwindigkeiten oder Bremskurven überschritten werden, wird durch technische Unterstützung ein Bremsvorgang eingeleitet.
Solche Überwachungssysteme erfordern allerdings streckenseitig und fahrzeugseitig einen gewissen Technikaufwand, sowie eine erfolgreiche Schnittstelle zwischen Fahrzeug und Strecke. Ein relativ einfaches Überwachungssystem sind demgemäß Fahrsperren. Während andere komplexere Arten der Zugsicherung wie die PZB 90, die LZB oder bestimmte ETCS Grade sich in ihrer technischen und prozesstechnischen Komplexität steigern. Dafür aber bieten sie weit mehr Möglichkeiten. Beispielsweise überwachen sie je nach System teilweise oder gänzlich kontinuierlich die Zugfahrt. Andererseits bieten sie verschiedene Betriebsprogramme, wenn man an die verschiedenen Betriebsmodi von ETCS denkt.
ETCS
European train control system, kurz ETCS, ist das vereinheitlichte Zugsicherungssystem im europäischen Bahnnetz. Es löst herkömmliche länderspezifische Zugsicherungssysteme ab, aber es bietet mehr als nur das. Es ist auf- und abwärtskompatibel, mit anderen Worten, ein ETCS ausgerüsteter Zug kann Signale mehrerer Zugsicherungssysteme annehmen und verarbeiten.
Vor allem die verschiedenen Level, also verschiedenen Technikzustände, prägen in enormem Ausmaß die Eisenbahnwelt. Die Funktionsweise der jeweiligen Level unterscheiden sich im Übrigen im großen Stil. Von Fahren auf Sicht bis hin zum Fahren im Bremswegabstand ist die ganze Palette der Eisenbahntechnik vertreten. ETCS ist also die zentrale Zugsicherungstechnik in Europa und Übersee. Alle relevanten Abläufe hierzu finden in diesen Erklärvideo ihre Berücksichtigung.
In Restauration: Gleisfreimeldung
Das Thema Gleisfreimeldung lassen wir nun als Videoformat im neuen Glanz erstrahlen. Eine zeitgemäße Anmoderation, aber insbesondere neue Darstellungen und detailliertere grafische Animationen behandeln das nicht einfache Thema anschaulich. Die Gleisfreimeldeeinrichtungen, seien es Achszähler oder Gleisstromkreise, sind die wohl wichtigsten Streckenelemente in der Zugsicherungstechnik. Nur sie ermöglichen das sogenannte Fahren im Raumabstand. Sie erkennen nämlich den Beginn und das Ende eines kompletten Zugverbandes.
In diesem restaurierten Video geht es weniger um die physikalische Wirkweise, sondern viel mehr um die technischen Abläufe wie Vorblockung, Rücklockung und Signalhaltfall. Jede Gleisfreimeldeeinrichtung ist dabei mit weiteren Prozessen eines Stellwerks bzw. eines Streckenblockes gekoppelt. Nur durch eine erfolgreiche Gleisfreimeldung können weitere Züge die Strecke befahren.
Bahnübergang
Ein Bahnübergang ist der Kreuzungspunkt von Straße und Schiene. Wenn man es sich aussuchen könnte, dann würde man Bahnübergänge nicht bauen, daher umgeht man den Bau eines solchen weitest gehend mit Brücken und Unterführungen. Dennoch lassen sie sich aus wirtschaftlichen und baulichen Gründen nicht immer vermeiden. Das Gefahrenpotenzial aus der Sicht eines Straßenverkehrsteilnehmers schränkt man mit Sichtflächen, Schildern und häufig auch mit Verkehrslichtzeichen und Schrankensystemen ein. Darüber hinaus gibt es entsprechende Verhaltensregeln aus der Straßenverkehrsordnung.
Auf der bahntechnischen Seite gibt es ganz andere Sicherheitstechniken, die zu dieser notwendigen Sicherheit beitragen. Das ist der Einschaltkontakt, das Bahnübergangssignal, eine Steuerungsanlage und ein Grundstellungskontakt. Das schwierige an Bahnübergängen sind vor allem aber die komplett unterschiedlichen Ansteuerungs- und Überwachungsphilosophien, auf die wir in diesem Kapitel ebenso eingehen. Ein Bahnübergang kann also ganz unterschiedliche Technikformen annehmen.
In Arbeit: Eisenbahnkreuzung
Derzeit erstellen wir ein Video über die verschiedenen Formen einer Eisenbahnkreuzung. Sie werden auch Bahnübergänge genannt und erzwingen bestimmte Verhaltensregeln sowohl für den Straßenverkehr als auch für den Schienenverkehr. Aber damit ist es nicht genug. Die Komplexität liegt vor allem in der Planung, Errichtung und Inbetriebnahme, sowie der regelmäßigen Inspektion dieser. Die Schwierigkeit ergibt sich darin, dass auf Bahnübergängen die verschiedensten Kombinationen von Rahmenbedingungen möglich sind.
Zum Beispiel die Sicht, kommend von der Straße, auf die Eisenbahnstrecke oder die zulässige Höchstgeschwindigkeit sind solche Parameter. Die verschiedenen Rahmenbedingungen führen zu ganz unterschiedlichen Bauformen einer solchen Eisenbahnkreuzung. Das sind entweder technisch ungesicherte oder aber welche mit Lichtzeichen und gegebenenfalls jene mit Schranken. Und nicht zuletzt gibt es ganz bestimmte technische Überwachungssysteme, um das Gefahrenrisiko zu minimieren. Das Thema ist also ein ganz buntes Potpourri der Eisenbahntechnik also.
Sichtfläche am Bahnübergang
Wie ist die Sichtfläche am Bahnübergang abgegrenzt? Welche Sichtachsen sollen frei sein, um einen nicht technisch gesicherten Bahnübergang in Betrieb zu nehmen? Bei welchen Sichtflächenverletzungen muss der Schienenverkehr welche Geschwindigkeitseinbrüche in Kauf nehmen? An welchen Stellen hat der Planer Anpassungen an der Landschaft oder am Erscheinungsbild vorzunehmen. Ist eine nicht technische Bahnübergangslösung überhaupt möglich?
Alle Antworten dazu liefert unser Sichtflächenrechner für die Gestaltung von nicht technisch gesicherten Bahnübergängen:
Zu den Eingabewerten des Bahnübergangsrechners zählen neben den Geschwindigkeiten für Straße und Schiene auch Verzögerungswerte, Reaktionszeiten und vieles mehr. Aus den Eingabewerten resultieren dann entsprechende Sehpunkt- und Sichtpunktdistanzen, welche zusammen mit dem Bahnübergang selbst das sogenannte Sichtdreieck aufspannen. Anhand der Sichtfläche am Bahnübergang ergibt sich, ob noch weitere sicherungstechnische Maßnahmen wie beispielsweise Geschwindigkeitseinbrüche auf Straße und Schiene erforderlich sind.
In Restauration: Punktförmige Zugbeeinflussung, PZB
Unser wichtigstes Video „Punktförmige Zugbeeinflussung“, kurz PZB, ist nun kernsaniert. Neue Moderationspassagen, erweiterte Grafiken und Animationen zur Auflockerung und einige ausgebesserte Inhaltskorrekturen machen das Video attraktiver.
Die punktförmige Zugbeeinflussung ist das standardmäßige Zugsicherungssystem im Bahnwesen. Es bewahrt uns Fahrgäste vor Kollisionen, auch wenn beispielsweise das Fahrpersonal ein Halt zeigendes Signal nicht beachtet. Dies geschieht mit fahrzeugseitig initiierten Bremskurven. Diese sogenannten Überwachungskurven sorgen dafür, dass die Fahrgeschwindigkeit nicht über einer vorgegebenen Geschwindigkeit liegt. In diesem Kapitel erfahrt ihr dabei die wichtigsten Zusammenhänge.
Bei der häufig vorkommenden Bauart PZB 90 befährt ein Zug eine Induktionsspule, oder auch Induktionsmagnet genannt. Wenn diese Spule aktiv geschalten ist, wird am, Fahrzeug eine Bremsüberwachungskurve aktiviert. Dabei muss das Fahrpersonal seinen Zug immer unter dieser Überwachungsgeschwindigkeit halten. Wenn nicht, dann initiiert der Fahrzeugrechner eine Zwangsbremsung. Eine Aktivschaltung einer solchen Spule ist nur dann gegeben, wenn der nachfolgende Streckenblock belegt ist.
Axle count system
An axle count system is a wide spread detection system in railway technology. They detect both the front and end of the train by counting and registering the axles of trains. An axle count system is composed at a minimum by two trackside axle detection units and an electronic control system. Thereby the trackside units provide the control system with input data.
At first a trackside detection unit at the beginning of a track section counts the passing wheels of a train. Thereafter another axle detection unit at the end of the same track section registers the same number of wheels passing by this train. The electronic control system processes the information of both trackside units. With the given information it can deduce, if the train occupies the track section or not. In some situation the technology fails, for example when one, of the twelve axles, is not registered entering the section. When this is the case there are special safety rules, which allow the track section to go to the status of not assigned or free. In some situations, the signal box operator or dispatcher can reset the axle count system to its basic position.
End-of-train detectors
End-of-train detectors belong to necessary basic technology of train protection. This installation recognizes the beginning and the end of trains crossing. Therefore, this is a system of point by point detection of trains. On the one hand these detectors enable that several trains can run safely on the same track. Furthermore, these detectors fulfil other important functions which we will explain in this chapter as well.
End-of-train detectors are the limit of a track section. If a train passes this detector by its head, then the following track section becomes “occupied”. When the following track section is likewise the beginning of the next block, then the signal gets the signal aspect “halt”. If the end of train finally passes the detector, then the last track section gets the status “not assigned”.
Intermittent automatic train control
The “intermittent automatic train running control” is the default automatic train control in rail traffic. This saves us from collisions even when the engineer disregards a halt signal. It’s initiated by on board brake supervision. This, also referred as braking graphs, ensures that the traveling velocity is always less than the allowed velocity.
In this chapter you will learn all about the most important coherences. In the case of the widespread construction type „PZB 90“, a train passes a trackside radio beacon. If this radio beacon is activated, the train-born supervision for deceleration is enabled. This means the engineer must maintain a traveling velocity below the allowed supervised velocity. If this is not the case, the onboard computer starts a forced brake procedure. The radio beacon is only active, when the following track part is not assigned.
In Arbeit: European train control system
Ein für die Zukunft sehr relevantes Thema ist das „European train control system“, kurz auch ETCS. Wegen ihrer Funktionalität und Kompatibilität wird dieses Zugsicherungssystem den Eisenbahnbetrieb dominieren. Diese Technik bietet, abhängig vom Entwicklungslevel eine teilweise oder komplett kontinuierliche Geschwindigkeitsüberwachung durch eine kontinuierliche Fahrkommandoübertragung per Funk. Diese Fahrkommandos, auch „movement authorities“ genannt, sind zugspezifisch und sind erzeugte Telegramme einer Funkzentrale, auch „radio block center genannt“. An diesem wichtigen Kapitel arbeiten wir bereits seit wenigen Jahren.
ETCS meistert etliche Herausforderungen und Ansprüche der heutigen Zeit, die andere Zugsicherungssysteme nicht erreichen. Alle technik- und betriebsrelevanten Eigenschaften hierzu beschreiben wir in unserem Videokapitel.