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.
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.
Achszähler
Achszählkreise sind weit verbreitete Detektionssysteme im Bahnwesen. Sie erkennen sowohl die Zugspitze als auch das Zugende, indem deren Radachsen gezählt und ausgewertet werden. Ein Achszählkreis besteht aus mindestens zwei Achszählern. Dabei liefern diese Achszähler die notwendigen zugsicherungstechnischen Inputdaten für einen Gleisabschnitt. Zuerst ermittelt ein am Gleisabschnittsanfang befindlicher Achszähler die Anzahl der einfahrenden Radachsen. Dann ermittelt ein Achszähler am anderen Ende des Gleisabschnittes die ausfahrenden Achsen. Eine Auswertebaugruppe verarbeitet diese beiden Informationen und leitet davon ab, ob ein Zug diesen Gleisabschnitt sowohl belegt oder freifährt.
In manchen Situationen irrt sich die Technik, indem sie beispielsweise eine von zwölf Achsen bei der Einfahrt in den Gleisabschnitt nicht erfasst. Hier gibt es dann technische Auswerteregeln, die im Sinne der Verfügbarkeit die Achszählanlage dennoch bei einer Freifahrt in Grundstellung gehen lässt. In anderen Situationen muss das Stellwerkspersonal zusammen mit dem Fahrpersonal eine sogenannte Achszählgrundstellung durchführen.
In Arbeit: Achszählkreis (Nr.11)
Unser nächstes Themenkapitel zeigt die weit verbreitete Technik der Achszähler. Ihre Funktionsweise beruht genauso wie Gleisstromkreise auf das Detektieren, Zählen und Auswerten von Rädern. Aber sie entfalten ihre Gleisfreimeldefunktion erst durch die Zusammenfassung mehrerer Achszähler zu einem Achszählkreis. Sie sind neben den Gleisstromkreisen die meist verwendete Technik im Bahnbereich.
Ein Achszählkreis zählt einfahrende Achsen, und vergleicht diesen Zahlenwert mit den ausgefahrenen Achsen. Nur wenn die Werte identisch sind, erkennen die Achszählkreise das Freisein der Gleisabschnitte. Diese Informationen empfängt das Stellwerk und verarbeitet es weiter. Unser Videokapitel greift nicht nur alle technischen Regelprozesse im Detail auf, sondern erwähnt auch Sonderfälle wie die Achszählgrundstellung.
Punktförmige Zugbeeinflussung
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 vorgegebene 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. Die punktförmige Zugbeeinflussung ist also eine zusätzliche Sicherheitsebene, falls menschliches Versagen auftritt.
Funktionen der Gleisfreimeldeeinrichtung
Die Gleisfreimeldeeinrichtung ist für Bahnen die notwendige Grundtechnik für eine Zugsicherung. Diese Einrichtung erkennt den Beginn und das Ende eines Zuges. Sie ist somit ein System für eine punktuelle Ortung. Zumal ermöglicht sie die Grundlage dafür, dass mehrere Züge sicher auf einer Strecke fahren. Außerdem erfüllen Gleisfreimeldeeinrichtungen andere wichtige Funktionen, die dieses Kapitel ebenso erklärt.
Eine Gleisfreimeldeeinrichtung grenzt zusammen mit einer weiteren den Gleisabschnitt ab. Wenn ein Zug diese Gleisfreimeldung mit der Zugspitze befährt, dann erfährt der nachfolgende Gleisabschnitt eine Belegtmeldung. Falls dieser nachfolgende Abschnitt zugleich den Beginn eines Blocks darstellt, dann fällt sogar das entsprechende Signal auf Halt. Wenn schließlich der Zug die Abschnittsgrenze mit dem Zugende befährt, dann meldet die Sicherungsanlage den zurückliegenden Gleisabschnitt frei.