Lokführerüberwachung

Beginnen wir bei der Überwachung des mit der Bedienung betrauten Personals. Das sind die Lokführer, die mit den Lokomotiven die Strecken befahren. Obwohl wir hier hochqualifiziertes Personal einsetzen, kann es vorkommen, dass Fehler passieren, oder dass es zu ernsthaften Problemen kommen kann. Dem Personal direkt einen Vorwurf machen kann man in den wenigsten Fällen. Jedoch wird es schnell gefährlich.

Die Bahnen hatten früher keine grossen Probleme damit. Die Dampflokomotive wurde mit einem Lokführer und einem Heizer besetzt. Damit hatte man zwei Personen, die sich gegenseitig kontrollieren konnten. Es konnte aber auch eingreifen, wenn einer der beiden Personen aus gesundheitlichen Gründen plötzlich ausfiel und so die Fahrt nicht mehr gesichert fortgesetzt werden konnte. Gerade dieser Punkt war wichtig.

Als man damit begann, die Lokomotiven mit einem Mann zu bedienen, kamen die Probleme, da kontrollierte niemand mehr den Kollegen.

Nehmen wir dazu doch ein Beispiel, das diese Problematik wunderbar aufzeigt. Der Lokführer der Lokomotive beschleunigt den Zug und erleidet in diesem Moment einen Herzinfarkt.

Dummerweise verstirbt er daran und der Zug rollt nun unkontrolliert weiter. Ein Horrorszenario.

Nimmt man noch zwei entflohene Gefangene und die kalten Gegenden von Alaska hinzu, hat man den Stoff für einen spannenden Film.

Die unkontrollierten Lokomotiven rasen durch Züge ignorieren rote Signale und geraden völlig ausser Kontrolle.

Die Situation erscheint hoffnungslos und selbst die Strecke ist in Gefahr. Mit allen Mitteln versucht man die Katastrophe zu verhindern. Alles an den Haaren herbeigezogen?

Mit Nichten, denn genau dieses Szenario könnte passieren. Der Lokführer ist ein Mensch und Menschen erkranken. Herzprobleme sind dabei eine häufige Ursache und schon ist es passiert. Wer will dem armen Lokführer hier einen Vorwurf machen. Mit dem Heizer hatte man noch eine Person, die den Zug stoppen konnte und allenfalls erste Hilfe leistete. Doch genau diese sollte nicht mehr verwendet werden.

Damit man solche Situationen nur in Filmen erleben kann, haben die Bahnen schon früh Systeme zur Überwachung des Lokführers eingeführt. Diese Einrichtungen sollten den Lokführer überwachen und Fehlhandlungen verhindern. Niemand wollte dabei zugeben, dass man diese Einrichtung einbaute, weil ein Mensch einfach plötzlich versterben kann und man dann keine Möglichkeit hätte, den Zug innert nützlicher Frist zu stoppen. Daher rückte man die Sicherheit in den Vordergrund.

Die Sicherheitseinrichtung: Solche Systeme, die zur Kontrolle des Lokführers eingebaut wurden, nennt man Sicherheitseinrichtungen. Diese sollten verhindern, dass der Ausfall des Lokführers zu einem unkontrollierten Zug führen konnte. Das System griff zur Sicherheit ein, wenn der Lokführer eine bestimmte Handlung nicht ausgeführt hat. Beim besagten Film versagte sogar diese Einrichtung, aber das ist nur beim Film so.

Die Sicherheitseinrichtung sollte den zweiten Mitarbeiter auf der Lokomotive ersetzten und so eine einmännige Führung der Züge zulassen. Damit konnte man die Sicherheit für den Zug auch mit einem Mitarbeiter sicherstellen. Dabei arbeiteten diese Einrichtungen immer auf die sichere Seite. Das heisst, wurde eine Handlung nicht ausgeführt, kam es zur Zwangsbremsung und der Zug blieb stehen. Damit konnte nichts mehr passieren.

Die heute bei den Eisenbahnen auf der Welt verwendeten Sicherungssysteme arbeiten auf unterschiedliche Weise. Daher haben wir zwei grundlegende Ideen, die wir vorerst nur kurz ansehen werden, denn letztlich sind beide Lösungen nur Sicherheitseinrichtungen, die verhindern sollen, dass ein Zug unkontrolliert verkehrt. Nur so kann man auf einen zweiten Mitarbeiter auf der Lokomotive verzichten.

Bei aktiven Sicherungssystemen wird das Personal beschäftigt. Wer immer Handlungen ausführen muss, kann nicht einschlafen. Man reagiert aber schnell, wenn gesundheitliche Probleme zu einer Bewusstlosigkeit führen. So schön diese Systeme aussehen, sie können das Personal auch ablenken und so sogar den Zug gefährden. Daher gibt es auch passive Systeme, die im Hintergrund arbeiten und kaum bemerkt werden.

Sie sehen, es gibt keine patentierte Lösung für das Problem. Auch der zweite Mitarbeiter, kann den Lokführer durch ein Gespräch ablenken und so letztlich den Zug gefährden. Die beste Sicherheitseinrichtung kann keinen vollständigen Schutz garantieren. Besonders dann nicht, wenn man diese Einrichtung auf die Funktion einer Wachsamkeitskontrolle reduziert und den Mensch nur als fehlerhaft betrachtet.

Die Wachsamkeitskontrolle: Man spricht bei den Sicherheitseinrichtungen auch von einer Wachsamkeitskontrolle. Diese Bezeichnung ist vordergründig die wichtigste Begründung für eine Sicherheitseinrichtung. Man will kontrollieren, ob der Mitarbeiter Wachsam ist. Wir alle gehen jedoch davon aus, dass man nicht Wachsam ist, weil man bei der Arbeit schläft, oder vor sich hin träumt.

Wer jedoch bewusstlos im Führerstand liegt, gilt auch nicht mehr als Wachsam, denn er kann keine Handlungen mehr ausführen. So gesehen ist die etwas verrufene Wachsamkeitskontrolle eine gute Bezeichnung für ein Sicherheitssystem. Trotzdem umschreibt der Begriff Wachsamkeitskontrolle die Funktion einer gut aufgebauten Sicherheitseinrichtung nur teilweise. Gerade aus Kreisen des Lokomotivpersonals wird daher lieber von einer Sicherheitseinrichtung gesprochen.

Die Sicherheitseinrichtung hat nämlich zwei Funktionen, die eine Bewusstlosigkeit schnell erkennen, jedoch den Schlaf nicht so schnell beachten. Mit der eigentlichen Wachsamkeitskontrolle kontrolliert man aber den letzten Punkt. Denn reagiert der Mitarbeiter nach ein paar Sekunden nicht mehr, geht man davon aus, dass er eingenickt ist. Schnell muss aber die Hilfe zum Zug kommen, wenn der Mitarbeiter bewusstlos ist.

Sie sind vielleicht überrascht, aber die überwachten Lokführer begrüssen die Sicherheitseinrichtungen auf den Lokomotiven. Sie sehen darin nicht zwingend eine Kontrolleinrichtung, sondern eine Einrichtung, die sie schützt. Erleidet der Lokführer einen Schwächeanfall ist nur dank der Sicherheitseinrichtung der Zugang von Hilfskräften möglich. Wobei diese lange Zeit benötigen, bis Sie den Lokführer erreichen.

Sehen wir uns daher zwei solche Systeme genauer an. Beide verwenden eine schnelle Funktion als Element der Sicherheit und stoppen den Zug relativ schnell. Es ist aber auch eine Wachsamkeitskontrolle als Kontrolle von Zeit zu Zeit vorhanden. Führt der Lokführer die verlangte Handlung nicht mehr aus, reagiert das System und bringt notfalls den Zug zum Stehen. Die Sicherheit ist gewährleistet und man kann den zweiten Mann entfernen.

 

Die aktiven Systeme

Aktive Systeme beschäftigen den Lokführer. Sie verlangen somit unabhängig seiner Handlungen eine bestimmte Aktion. Anders ausgedrückt ist das System immer aktiv und kontrolliert, ob der Lokführer reagiert. Diese Systeme reagieren sehr schnell auf eine fehlende Wachsamkeit. Das heisst, der Zug kommt sehr schnell zum Stehen. Ein Wunsch, den wir alle natürlich zu gerne unterschreiben würden, jedoch gibt es Nachteile.

Als Nachteil wird empfunden, dass sie auch ansprechen, wenn man mit mehreren Handlungen beschäftigt ist. Das heisst, das System kann in einer Stresssituation noch zusätzlichen Stress erzeugen. Das kann aber für den Zug wiederum gefährlich werden, denn wenn der Lokführer wegen der Sicherheitseinrichtung vergisst, dass er auf ein rotes Signal hin bremst, ist das nicht besonders gut. Es ist daher immer eine Herausforderung, die aber einfach gelöst wurde.

Die Totmannsteuerung: Die Totmannsteuerung hat nicht nur einen etwas makaber wirkenden Namen erhalten. Sie arbeitet sogar nach diesem Prinzip und ist sehr einfach aufgebaut. Wir benutzen diese Totmannsteuerung daher um die möglichen Bedienelemente kennen zu lernen und so auch die Funktion des Systems. Bedient wurde die Sicherheitseinrichtung daher mit einem Totmannpedal.

Das Totmannpedal wurde am Boden montiert und bestand aus einer Wippe, die der Lokführer mit den Füssen zu treten hatte. Man stand daher auf diesem Totmannpedal und verrichtete seine Arbeit.

Von der Totmannsteuerung merkte man dabei nichts, denn die war nun nicht mehr aktiv und reagierte nicht. Wir haben daher nur ein Sicherheitselement, denn die Wachsamkeitskontrolle fehlte schlicht.

Da die Bezeichnung Totmannpedal etwas gar einschüchternd wirkte, bezeichnete man es nur als Pedal. Pedale sind Elemente, die mit den Füssen betätigt werden.

So treten Sie in die Pedalen beim Fahrrad oder drücken mit den Füssen die Pedale im Wagen. Der Lokführer drückt ein Pedal um die Totmannsteuerung zu bedienen. Tut er das nicht, wird die Steuerung aktiviert und reagiert.

Dabei bekommt nun die Einrichtung den Namen, denn man ging vom toten Mann aus und reagiert sofort, ohne dass zuvor ein Hinweis auf das Missgeschick erfolgt wäre.

Der Lokführer hatte daher schlicht keine Möglichkeit zu reagieren. Der Zug kam zum Stehen, weil der Lokführer nur kurz seinen Fuss entlastete. Sein oder nicht sein, war hier wirklich die Frage. Natürlich war klar, dass man so nicht arbeiten konnte.

Die Totmannsteuerung kommt mittlerweile nicht mehr zur Anwendung, sie ist aber ein sehr gutes Beispiel für eine aktive Steuerung. Diese Steuerung verlangt vom Lokführer dauernd eine bestimmte Handlung. Erledigt er diese nicht, erfolgt automatisch eine Zwangsbremsung. Die heute noch verwendeten Steuerungen arbeiten etwas komfortabler, werden aber in der Regel immer noch mit einem Pedal bedient.

Die Sicherheitsfahrschaltung: Die Sicherheitsfahrschaltung wird üblicherweise nur Sifa genannt. Sie ist eine vor allem in Deutschland und bei deutschen Herstellern verbreitete Form der aktiven Lokführerüberwachung. Sie arbeitet dabei mit dem Prinzip der Beschäftigung des Personals. Im Gegensatz zu der vorhin vorgestellten Totmannsteuerung besitzt die Sicherheitsfahrschaltung aber auch eine Wachsamkeitskontrolle.

Mit der Sifa haben wir jedoch ein aktives System, das gegenüber der veralteten Totmannsteuerung wesentliche Vorteile bietet. Genau genommen ist es eigentlich nur ein Vorteil, denn die Sifa warnt den Lokführer optisch und akustisch vor der bevorstehenden Zwangsbremsung. So kann der Mitarbeiter gegebenenfalls reagieren. Ein entlasteter Fuss führt daher nicht gleich zur Zwangsbremsung und somit auch nicht zum Halt des Zuges.

Dabei reagiert die Sifa bei losgelassenem Pedal relativ schnell und bringt so den Zug nach einer Warnung innert kurzer Zeit zum Stehen. Wird das Pedal gedrückt, erfolgt erst eine optische Anzeige, dann die übliche Warnung und schliesslich erfolgt auch hier die Zwangsbremsung. Die Sifa ist jedoch auch beim Stillstand aktiv. Das heisst, wird das Pedal im Stillstand gedrückt, erfolgt ebenfalls eine Zwangsbremsung. Diese Funktion gab es bei der Totmannsteuerung hingegen nicht.

Die Sifa reagiert jedoch nur auf das Pedal. Das heisst, der Lokführer ist in jedem Fall nur Wachsam, wenn er das Pedal bedient. Deshalb gilt die Sifa als aktives System, denn es kontrolliert sehr aktiv, ob der Lokführer richtig handelt und ob er diese Handlung innert nützlicher Frist erledigt. Die Reaktionszeiten sind daher auch sehr kurz und werden durch eine Zeitvorgabe festgelegt. Die Sifa beschäftigt das Lokomotivpersonal.

Wenn man trotz den Vorteilen, die sich bei der Sifa ergeben, einen Nachteil benennen soll, dann ist es die Tatsache, dass die Sifa auch beim anbremsen auf halt zeigende Signale anspricht, weil es ja keine Handlungsabhängigkeit gibt. Das heisst, der Lokführer, der sich auf die Bremsung und die Distanz zum roten Signal konzentriert, wird zusätzlich durch die Sifa belastet, indem sie eine Handlung verlangt.

Besonders bei extremen Stresssituationen kann die Sicherheitsfahrschaltung hinderlich wirken. Das ist aber nicht zwingend ein Problem der Sifa, sondern ein bei allen aktiven Systemen vorhandenes Problem. Diese Problematik kann nur mit Systemen umgangen werden, die auf bestimmte zusätzliche Handlungen reagieren. Damit kommen wir aber zu den passiven Sicherheitseinrichtungen, die nun vorgestellt werden sollen.

 

Die passiven Systeme

Bei passiven Systemen bemerkt der Lokführer in normalen Betrieb kaum etwas von der Sicherheitseinrichtung. Er hat auch hier ein Pedal, das er während der Fahrt drücken muss. Damit unterscheidet sich die Bedienung nicht von den aktiven Systemen. Wobei es hier zusätzlich auch andere Lösungen geben kann. Jedoch wollen wir nicht näher auf diese alternativen Bedienungen eingehen, denn wir betätigen diese einfach.

Zusätzlich werden bei der Wachsamkeitskontrolle auch noch andere Handlungen vorgenommen und so diese automatisch inaktiv geschaltet, wenn bestimmte Handlungen ausgeführt werden. Daher bemerkt der Lokführer bei einer Bremsung auf ein rotes Signal nichts von der Sicherheitseinrichtung. Er kann sich so auf die Bremsung und den Halt konzentrieren. Die passive Einrichtung bleibt im Hintergrund und wird jetzt nicht aktiv.

Nachteilig wirkt hier, dass mit den Handlungen eine unbedachte Arbeit zu keiner Zwangsbremsung führt. Der Lokführer kann böse ausgedrückt die Lokomotive über mehrere Kilometer im Traum bedienen, ohne dass die Einrichtung aktiviert würde. Sie sehen, egal welches System man verwendet, es gibt immer einen Nachteil, den man nicht ausschliessen kann. Man muss mit den Mängeln beim System leben. Sehen wir uns eine passive Einrichtung genauer an.

Die Sicherheitssteuerung ASEGA: Die Sicherheitssteuerung von ASEGA wurde vor allem in der Schweiz und bei deren Herstellern sehr schnell eingeführt. Auch mit der Sicherheitssteuerung wurde das System der Totmannsteuerung abgelöst und durch eine moderne Einrichtung ersetzt. Wie bei der Sifa gibt es auch hier zwei unterschiedliche Funktionsweisen, die wir später noch näher ansehen werden.

Bei der Sicherheitssteuerung handelt es sich um ein passives System, das im normalen Betrieb gar nicht bemerkt wird, sich aber trotzdem um die Wachsamkeit des Lokführers kümmert. Neben dem Pedal sind hier auch weitere Handlungen überwacht. Diese zusätzlichen Handlungen funktionieren jedoch nur, wenn das Pedal gedrückt wird. Sie sind daher nur bei der Wachsamkeitskontrolle und bei gedrücktem Pedal vorhanden.

Die Sicherheitssteuerung ASEGA kann sowohl wegabhängig, als auch zeitabhängig arbeiten. Gerade die wegabhängige Lösung führte dazu, dass bei hohen Geschwindigkeiten die Steuerung zu kurze Reaktionszeiten gab. Daher musste man mit den schnell fahrenden Fahrzeugen auf eine zeitabhängige Lösung zurückgreifen. Hingegen ist die Steuerung nur bei rollendem Fahrzeug aktiv und wirkt im Stillstand nicht.

Die Sicherheitssteuerung ASEGA arbeitet nur mit akustischen Warnungen. Das heisst, es gibt keine optische Anzeige, die das Personal ablenken könnte. Der Lokführer fährt hier einfach zu und hört die Warnung und darauf reagiert er mit einer bestimmten Handlung. So ist sein Blick während der ganzen Zeit nach draussen auf die Signale gerichtet und nicht kurzzeitig auf eine optische Anzeige fixiert.

Die Sicherheitssteuerung arbeitet, wie die Sifa in zwei unterschiedlichen Modi. Das heisst, sie überwacht kurzfristig, wenn der Lokführer das Pedal loslässt und bleibt langfristig im Hintergrund aktiv. Wenn der Lokführer das Pedal drückt und seine normalen Handlungen vornimmt, merkt es nicht viel von der Einrichtung. Diese beiden Modi nennt man Schnell- und Langsamgang. Diese wollen wir nun genauer betrachten. Bei der Sifa funktionieren diese analog.

Der Schnellgang: Mit dem Schnellgang bezeichnet man in der Schweiz das Sicherheitselement der Sicherheitssteuerung oder der Sifa. Es ist die Einrichtung, die nach kurzer Zeit zu einer Schnellbremsung führt und so den Zug schnell stoppt. Aktiviert wird der Schnellgang, wenn man das Pedal am Boden loslässt und man somit für die Sicherheitssteuerung nicht mehr vorhanden ist. Der Lokführer führt keine Handlung mehr aus.

Als Sicherheitselement bezeichnet man den Teil einer speziellen Sicherheitseinrichtung, die schnell zu einem Stopp des Zuges führt. In diesem Fall geht man davon aus, dass der Lokführer handlungsunfähig geworden ist und der Zug schnell gestoppt werden muss. Somit bremst der Zug nach nur wenigen Metern automatisch und die Sicherheit für den Zug ist trotz ausgefallenem Lokführer gesichert.

Beim Schnellgang spricht die Sicherheitssteuerung, aber auch die Sifa nach einer kurzen Verzögerung mit einer akustischen Warnung an. So wird bei der Sifa nach 2.5 Sekunden und bei der Sicherheitssteuerung nach 50 Meter eine akustische Warnung ausgegeben. Bei Lokomotiven, die schneller als 160 km/h fahren schaltet die Sicherheitssteuerung jedoch bei 100 km/h auf die Zeitsteuerung um und gibt die Warnung nach 1.5 Sekunden aus.

Der Lokführer hat nun die gleiche Zeit um zu reagieren. Tut er das nicht, kommt es bei der Sifa nach 5 Sekunden zur Zwangsbremsung. Die Sicherheitssteuerung bremst den Zug nach 100 m oder 3 Sekunden automatisch ab. Bei Rangierlokomotiven mit Sicherheitssteuerung sind die gefahrenen Wege kürzer. Letzt sprechen aber alle Systeme nach kurzer Zeit an und bremsen das Fahrzeug automatisch ab. Sie sehen aber, dass das beim passiven System sogar schneller sein kann, als bei der aktiven Sifa.

Der angesprochene Schnellgang kann nur durch das Pedal zurückgestellt und somit die Zwangsbremsung aufgehoben werden. Alle anderen Handlungen sind ausgeschlossen und führen nicht zum Erfolg. Bei modernen Fahrzeugen muss zusätzlich noch eine zweite Handlung durchgeführt werden. Nur so ist gesichert, dass eine Zwangsbremsung bewusst zurückgestellt wird. Damit haben wir das Sicherheitselement kennen gelernt.

Der Langsamgang: Beim Langsamgang handelt es sich um die bei der Totmannsteuerung nicht vorhandene Wachsamkeitskontrolle. Diese kontrolliert, ob der Lokführer nach kurzer Zeit reagiert. Gerade bei der, in der Schweiz als Langsamgang bezeichneten Funktion der Wachsamkeitskontrolle gibt es zwischen der Sifa und der Sicherheitssteuerung grosse Unterschiede, so dass wir diese gesondert ansehen müssen.

Bei der Sifa wird nach einer Zeit von 30 Sekunden eine optische Anzeige aktiviert. Nach weiteren 2.5 Sekunden erfolgt die akustische Warnung. Nach weiteren 2.5 Sekunden kommt es zur Zwangsbremsung und der Zug wird gebremst. Dabei kann diese Funktion jederzeit durch das Pedal zurückgestellt werden. Ausser dem Pedal gibt es hier keine weiteren Bedienelemente, so dass die Sifa zwingend nach 30 Sekunden den Leuchtmelder aktiviert.

Kommen wir nun zum passiven System der Sicherheitssteuerung. Diese arbeitet mit Ausnahme der Regelung für schnelle Fahrzeuge mit dem gefahrenen Weg. Dabei spricht der Langsamgang nur an, wenn während der Dauer von 1‘600 Metern oder 48 Sekunden keine Handlung ausgeführt wurde. Diese Handlungen bestehen aus dem gedrückten Pedal, dem Fahrschalter und der pneumatischen Bremse. Jedoch können noch weitere Funktionen hinzugefügt werden.

Damit wird der Langsamgang nicht aktiviert, wenn die Geschwindigkeit geregelt, oder wenn eine Bremsung ausgeführt wird. Der Lokführer bemerkt die arbeitende Sicherheitssteuerung daher beim Abbremsen auf ein Signal nicht. Wird keine der Rückstellfunktionen betätigt, kommt es zur akustischen Warnung und nach 1‘800 Metern oder 54 Sekunden zur Zwangsbremsung. Sie sehen, dass hier höhere Zeiten vorhanden sind.

Bei Rangierfahrzeugen wird die Sicherheitsteuerung anders aufgebaut. Jetzt spricht der Schnellgang nur an, wenn das Pedal gedrückt wird. Die Funktion des Langsamganges ist zwar identisch, jedoch gelten massiv kürzere Distanzen. So wird von der Einrichtung im Rangierdienst nichts bemerkt und die Einrichtung ist nur aktiv, wenn der Zug auf der Strecke verkehrt und daher längere Zeit keine Handlung mehr durchgeführt wird.

 

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