ETCS Grundlagen

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Ein wichtiger Bereich von den Grundlagen ERTMS ist das ETCS. Dabei steht die Abkürzung ETCS für European Train Control System. Frei übersetzt bedeutet das eine europäische Zugkontrolle. So richtig schlau wird man daraus jedoch auch wieder nicht, daher müssen wir etwas ausholen und uns darüber Gedanken machen, wie denn mit Zügen gefahren wird und wie diese mit den bestehenden Mitteln kontrolliert werden.

Züge auf der Fahrt werden mit Signalen kontrolliert und deren Reihenfolge geregelt. Bei diesem Punkt greift ETCS jedoch nur bedingt in die nationalen Vorschriften ein. Vielmehr soll auch mit den bestehenden Signalanlagen gearbeitet werden. Gerade die teuren nationalen Signalsysteme sind schwer zu ersetzen, da sie über eine lange Lebensdauer verfügen. Durch die lange Lebensdauer rechnen sich diese Systeme.

Neue Signalsysteme, die nach ETCS aufgebaut werden, wurden in den ersten Versionen des Kataloges nicht definiert. Hier stellt sich die Frage nach dem Aufbau und der einfachen Erkennbarkeit. Nur, wäre es in Europa schwer ein Signalsystem durchzusetzen, das nach einem System, das in einem Land umgesetzt wurde, zu verwirklichen. Zumal anzunehmen ist, dass das ETCS Signalsystem sehr viele Ähnlichkeiten mit dem Typ N der SBB haben könnte.

Ein weiterer Punkt ist die Sicherung der Züge und damit die Kontrolle, ob von Fahrpersonal alles richtig gemacht wird. Die klassischen Zugsicherungen, wie PZB und Integra-Signum gehören in diesen Bereich. Hier wirkt sich ETCS auf die Systeme der Länder aus, indem neu ein europäisch einheitliches System für die Zugsicherung geschaffen wird. Hier hilft vielleicht ein Beispiel, auch wenn es nicht so umgesetzt wird.

Kernstück einer Zugsicherung nach den Vorgaben von ETCS sind die stationären Balisen im Gleis. Dabei handelt es sich um gelb eingefärbte Baugruppen, die mittig zwischen den Schienen auf der Schwelle montiert werden. Die gelbe Einfärbung dient nur der Kennzeichnung und hat mit der Funktion der Balise nichts zu tun. Dabei kann so eine Balise auf unterschiedlichste Funktionen programmiert werden.

Als konventionelle Zugsicherung werden immer zwei Balisen für ein Signal benötigt. Dabei meldet die erste Balise als fest programmierte Balise, dass innerhalb einer bestimmten Strecke eine zweite Balise kommt, die ein Telegramm der Zugsicherung sendet. Nur so wird der Empfänger auf dem Triebfahrzeug auf die schaltbare Balise reagieren und die Informationen der Zugsicherung wahrnehmen.

Wir haben zwei Züge auf der Strecke von A nach B. Diese Strecke ist mit ETCS ausgerüstet. Der erste Zug befährt dabei die Balisen und bekommt Informationen für die Zugsicherung Integra-Signum. Der ihm folgende Zug jedoch die Informationen für die Zugsicherung PZB.

Man benötigt daher nicht mehr beide Systeme auf den Fahrzeugen, sondern die Strecke stellt die entsprechenden Systeme bereit. Ein Punkt, der mit ETCS geregelt wurde.

Im Protokoll für ETCS wurden mehrere Stufen bezeichnet, die als Level definiert wurden. Diese Stufen beginnen merkwürdigerweise mit null und nicht mit eins. Jedoch ist der Level 0 eigentlich nur als Übergangsphase vorgesehen und soll mit den Jahren verschwinden. Der Einfachheit halber, erkläre ich kurz die einzelnen Levels. Damit wissen alle, von was gesprochen wurde und wie sich das auf die Signale auswirkt.

LEVEL 0: So schön das Level 0 auch sein mag, es hat eigentlich nichts mit ETCS zu tun und ist nur zur Vervollständigung vorhanden. Die Züge erhalten am Anzeigegerät von ETCS nur die Geschwindigkeit angezeigt. Es finden keine Informationen zur Zugsicherung statt. Damit ist im Level 0 eigentlich nur definiert, wie mit den entsprechend ausgerüsteten Fahrzeugen auf konventionellen Strecken gefahren wird.

Es sind nach wie vor die landesüblichen Zugsicherungen und sofern bereits vorhanden die Geschwindigkeitsüberwachungen aktiv. In der Schweiz ist das zum Beispiel Integra-Signum und ZUB 121.

In Deutschland würde hier die PZB verwendet. Daher spricht man hier von Strecken, die nicht mit ETCS ausgerüstet sind. Wobei das so auch wieder nicht stimmt, aber die Umstellung ist beschlossen und daher gilt, dass diese Strecke Integra-Signum oder PZB hat.

Gewisse Bauteile der ETCS-Baugruppen werden jedoch auch auf Strecken mit Level 0 verwendet. Diese Baugruppen, sind die im Gleis verlegten Balisen. Diese können dank den speziellen Antennen von den Lokomotiven erkannt werden.

Mit Hilfe dieser Balisen werden jedoch die für das Land üblichen Zugsicherungsinformationen übertragen. Der Lokführer merkt dabei von ETCS nichts, es sei denn, er erkennt die Balisen im Gleis.

Auf die Signale hat das Level 0 natürlich absolut keinen Einfluss. Es bleiben alle bisher verwendeten Signale im Betrieb und müssen vom Fahrpersonal erlernt werden.

Daher hat dieses Level 0 mit unserem eigentlichen Thema nichts zu tun. Die Signalsysteme bleiben. Achten Sie sich einmal, vielleicht erkennen Sie beim Signal die gelben flachen Bauteile, denn das ist alles, was sich an der Signalisation geändert hat.

Man kann damit erwähnen, dass das Level 0 eigentlich nichts anderes ist, als die Situation der Anlagen vor der Schaffung von ERTMS und damit von ETCS. Die Bezeichnung Level 0 ist daher logisch, denn es gibt nichts, was mit ETCS zu tun hat. In absehbarer Zeit sollte der Level 0 von ETCS jedoch verschwinden und die Anlagen die restlichen Level von ETCS nutzen. Daher auch die Kennzeichnung mit der null.

LEVEL 1: Fahrt mit Aussensignalen wie bisher, ETCS übernimmt die Funktion der nationalen Zugsicherung. Für die Schweiz bedeutet dies, Level 1 ersetzt die Zugsicherung Integra-Signum und ZUB 121. In Deutschland als Vergleich würde die PZB damit ersetzt werden. ETCS arbeitet bei Level 1 daher nur als konventionelle Zugsicherung. Die Aussensignale bleiben im gewohnten Rahmen im Einsatz.

Hier werden bei der Zugsicherung jedoch die Anzeigen und Darstellungen von ETCS und nicht mehr die landesspezifischen Anzeigen verwendet. Der Vorteil dabei ist, dass der Lokführer die gleiche Anzeige in Deutschland, der Schweiz aber auch in allen anderen Ländern, die mit ETCS Level 1 ausgerüstet sind erhält. Das erleichtert die Schulung des Lokomotivpersonals im internationalen Einsatz, muss doch nur noch eine einzelne Handlung geschult werden.

Das Level 1 bedingt, dass alle Fahrzeuge mit den entsprechenden Anzeigen ausgerüstet wurden. Deshalb wird das Level 1 vermutlich nie oder nur sehr spät in geplantem Rahmen umgesetzt werden. Besonders der Umbau der Fahrzeuge ist eine kostspielige Aktion, die von kleineren EVU nicht getragen werden können. Auch historische Fahrzeuge werden kaum im grossen Stil mit den Anzeigen von ETCS ausgerüstet werden.

Auf die Signale hat auch dieser Level natürlich absolut keinen Einfluss. Es bleiben alle bisher verwendeten Signale im Betrieb und müssen vom Fahrpersonal erlernt werden. Die Signalsysteme bleiben. Achten Sie sich einmal, vielleicht erkennen Sie beim Signal die gelben flachen Bauteile, denn das ist alles, was sich an der Signalisation geändert hat. Auch beim Level 1 LS gäbe es keinen weiteren Unterschied zu erkennen.

Mit dem Level 1 von ETCS haben wir daher eine Zugsicherung nach internationalen Kriterien erhalten. Ein Zug, der in der Schweiz und in Deutschland fährt, benötigt nur noch ETCS und kann voll gesichert verkehren. Erkennen können Sie solche Strecken an den Balisen, die im Gleis montiert wurden. Wobei beim Level 1 gibt es noch spezielle Lösungen, die wir später noch kennen lernen werden. Wir hier haben die allgemeinen Bedingungen kennen gelernt.

LEVEL 2: Mit dem Level 2 von ETCS werden wir uns später noch näher befassen. Hier geht es um die Vorstellung der einzelnen Levels von ETCS und dazu gehört auch der Level 2. Beim Level 2 handelt es sich um ein System, dass die Anlagen durch Baugruppen, die von ETCS bestimmt wurden, ersetzt werden. Dazu gehören nun auch die Signale, denn beim Level 2 werden nur noch ETCS Signale verwendet werden.

Die Züge verkehren mit permanenter Geschwindigkeitsüberwachung und durch ETCS vorgegebene Bremskurven. Die Anzeigen der Fahrinformationen erfolgen in erster Linie direkt in den Führerstand. Dadurch bietet ETCS Level 2 eine Führerstandssignalisation und erlaubt daher auch Geschwindigkeiten über 160 km/h. Auf konventionelle Aussensignale in Form von Lichtsignalen wird nun jedoch verzichtet.

Die notwendigen Fahrsignale für das Fahrpersonal werden mit Datenfunk auf die Triebfahrzeuge übertragen. Der Datenfunk erfolgt dabei über GSM-R, das ebenfalls mit ETCS definierte Funksystem. Dabei kann die verfügbare Bandbreite von GSM-R sowohl für den Datenfunk, als auch für den Sprachfunk genutzt werden. Die sichere Versorgung mit den Funksignalen ist jedoch bei ETCS Level 2 zwingend erforderlich.

Bei der Strecke erfolgt eine klassische Ausrüstung mit Stellwerken, wie es sie auf allen Strecken gibt. Im Gleis werden Balisen zur Positionsbestimmung der Fahrzeuge montiert. Die Belegtmeldung der einzelnen Abschnitte erfolgt mit den herkömmlichen Einrichtungen. Wir haben daher eigentlich eine klassische Streckenausrüstung und ETCS Level 2 ersetzt nur die bisherigen Aussensignale und die Zugsicherungen.

Kernstück bei ETCS Level 2 ist das Radio Block Center (RBC). Mit dem RBC werden die Informationen vom Stellwerk zu den Fahrinformationen für die Züge umgewandelt. Anschliessend erfolgt die Übermittlung der Informationen mittels Datenfunk auf die Züge. Damit ist das RBC eigentlich das zentrale Stellglied zwischen Zug und Stellwerk und wird daher auch als „Streckenzentrale“ bezeichnet.

LEVEL 3: Der letzte Level, der mit ETCS definiert wurde ist der Level 3. Um diesen Level besser verstehen zu können, müssen wir uns die bisherigen Level und deren Steigerung noch einmal in Erinnerung rufen. So hatten wir beim Level 1 die Zugsicherung ersetzt und beim Level 2 wurden die konventionellen Signale abgelöst. Geblieben bei beiden Levels waren jedoch die Stellwerke, die immer noch klassisch aufgebaut wurden.

Beim Level 3 wird daher auf das klassische Stellwerk und somit auf die Gleisfreimeldung verzichtet. Fahrten in Bremswegabstand sind daher mit dem Level 3 möglich, da nicht mehr auf eine Freigabe gewartet werden muss.

Wir haben daher keinerlei technische Einrichtung im Gleis, die eine Belegung anzeigt oder nicht. Am besten kann diese Fahrweise mit der Autobahn, wo sich die Autos frei bewegen, verglichen werden.

Damit die Position der Züge bei ETCS Level 3 sicher definiert werden kann, werden spezielle Bedingungen an die eingesetzten Fahrzeuge gestellt. So muss die Länge des Zuges exakt berechnet werden und es ist eine Meldung vom letzten Fahrzeug zur Lokomotive erforderlich.

Diese Meldung muss permanent erfolgen, denn nur so ist gesichert, dass ein Gleis auch wirklich frei und befahrbar ist. So kann auf fixe Blockabstände verzichtet werden.

Dieses Level wird zurzeit in Europa weder verwendet noch in Erwägung gezogen. Selbst Fachleute sind sich über diesen Level 3 nicht einig. Der Knackpunkt in diesem Fall liegt bei den Störungen. Fällt ein Zug wegen einer Störung der Übertragung aus, muss gesichert sein, dass nachfolgende Züge sofort angehalten werden. Das muss auch erfolgen, wenn die Schlussmeldung nicht korrekt übermittelt wird. Kleinere Probleme können grosse Auswirkungen haben.

Auch andere Punkte sind beim ETCS Level 3 nicht sicher gelöst, so dass sich wohl dieses System in den folgenden Jahren nicht durchsetzen kann, denn nur schon die Anpassungen an den Wagen würden zu grosse Probleme und Kosten bei den Verkehrsunternehmen verursachen. Gerade hier wo es viele kleine finanziell schwache Unternehmen gibt, ist eine Akzeptanz dieses Levels nicht zu erwarten, insbesondere nur schon Level 2 grosse Kosten verursacht.

Damit haben wir die im aktuellen Katalog von ERTMS definierten Levels kennen gelernt. Es muss erwähnt werden, dass diese Levels in jedem Fall den Einsatz von Lokführern vorsehen und den automatischen Betrieb nicht in Erwägung ziehen. Ein automatischer Betrieb, wie er mit LZB theoretisch möglich wäre, ist im Katalog des ERTMS noch nicht vorgesehen. Somit wird es Lokführer noch ein paar Jahre länger geben.

Die Horrorvorstellung, dass ein Zug ohne Lokführer unkontrolliert durch die Welt rast, gehört vorderhand in die Kiste der Albträume in der Nacht und in die Kinos. Nur allzu fest verschliessen will ich diese Kiste jedoch nicht, denn möglich ist alles. Was es dazu braucht ist gar nicht mehr so viel, denn beim Aufbau von ETCS braucht es dazu nur einen Level 4. Grundlage dafür ist jedoch die Einhaltung des Standards von Level 3.

 

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