Ankündigung

Einklappen
Keine Ankündigung bisher.

Eisenbahn FAQ - u.a. Zugsicherungssysteme

Einklappen
X
  • Filter
  • Zeit
  • Anzeigen
Alles löschen
neue Beiträge

  • Eisenbahn FAQ - u.a. Zugsicherungssysteme

    Nachdem ich im Thread http://www.scifi-forum.de/off-topic/...-new-post.html mit vielen Begriffen um mich geworfen habe, die für einige von euch böhmische Dörfer darstellen, möchte ich an dieser Stelle einige Dinge erklären.


    Vorweg: Da Züge relativ große Bremswege haben, können sie im normalen Betrieb nicht auf Sicht fahren. Sie fahren vielmehr in einem per Stellwerk festgelegten Blockabstand.


    Wie funktioniert nun die Zugsicherung in Deutschland?
    Wie im Straßenverkehr bei den Ampeln, gibt es in Deutschland auch im Eisenbahnverkehr Lichtsignale. Diese Signale zeigen an, ob ein vor dem Zug befindlicher Streckenabschnitt frei ist oder nicht.

    Man unterteilt dabei in Hauptsignal und Vorsignal.

    Das Hauptsignal, welches einen Blockabschnitt nach hinten abschließt, gibt durch die Farben rot und grün direkt an ob der vor ihm liegende Block befahrbar ist oder nicht.

    Das Vorsignal, welches in einem bestimmten festgelegten Abstand vor dem Hauptsignal ist, zeigt dem Lokführer / Triebfahrzeugführer (Tf) an, welchen Signalbegriff das nächst folgende Hauptsignal anzeigt.

    Zeigt ein Hauptsignal grün, zeigt auch das dazugehörige Vorsignal grün, zeigt ein Hauptsignal rot, zeigt das dazugehörige Vorsignal gelb.

    Wie wird die Einhaltung der Signale überwacht?
    Da ein Tf ab und zu auch mal abgelenkt sein kann, überwacht der Zug selbst, welchen Signalbegriff das letzte Signal hatte, an dem er vorbei gefahren ist.

    In Deutschland wurde dazu 1934 die Punktförmige Zugbeeinflussung (PZB) erfunden, wobei als Übertragungssystem die Induktive Zugsicherung (Indusi) verwendet wird.

    An jedem Signal befindet sich am Gleisrand eine elektromagnetische Koppelspule, im weiteren Verlauf kurz Gleismagnet genannt.
    Eine weitere Koppelspule befindet sich am Fahrzeug, der Fahrzeugmagnet. Die Koppelspule kann nun je nach Stellung des Signal drei verschieden codierte Signale aussenden, welche in Deutschland die Frequenzen 2000 Hz (Hauptsignal, rot), 1000 Hz (Vorsignal, gelb) und 500 Hz (Kontrollsignal) haben kann. Zeigt das Signal grün, ist der Gleismagnet abgeschaltet, er gibt also gar kein Signal ab.

    Im Fahrzeug befindet sich nun ein elektronische Überwachungssystem, welches mit dem Fahrzeugmagneten verbunden ist. Überfährt der Zug einen aktiven Gleismagneten gibt es durch Induktion im Fahrzeug ein Resonanzsignal und die Fahrzeugüberwachung wird aktiv.

    Unser Zug fährt nun auf ein gelbes Vorsignal (Halt erwarten) zu, was bedeutet, dass das folgende Hauptsignal Halt (rot) anzeigt. Der Zug empfängt vom Gleismagnet nun ein 1000 Hz-Signal. Dadurch wird in der Bordelektronik eine Überwachung ausgelöst und der Tf muss durch die Wachsamkeitstaste den Erhalt des Signals quittieren. Je nach Abstand zum Hauptsignal wird dem Tf nun eine bestimmte Bremskurve (Die besagt, nach welcher Entfernung er welche Geschwindigkeit erreicht bzw. unterschritten haben muss.) vorgegeben, die sie nach der Länge und Gewicht des Zuges richtet.

    Bremst der Zug nicht schnell genug auf seine neue Sollgeschwindigkeit, so wird eine Zwangsbremsung ausgelöst, die den Zug bis zum Stillstand abbremst. Ebenso gibt es eine Zwangsbremsung, wenn der Tf den Erhalt des Signal nicht quittiert. Diese Geschwindigkeitsüberwachung wird noch durch einen weiteren Gleismagneten kurz vor dem Hauptsignal unterstützt, der ein 500 Hz-Signal aussendet und der angibt, ab welcher Stelle der Zug langsamer als 30 km/h sein muss. Der Gleismagnet am Hauptsignal gibt nun ein 2000 Hz-Signal von sich. Überfährt der Tf mit seinem Zug nun den 2000 Hz-Magneten gibt es sofort eine Zwangsbremsung.

    Die Überwachung von Geschwindigkeitswechsel ohne Lichtsignale wird analog umgesetzt, wobei es da einige Detailsunterschiede gibt. Siehe auch Linkliste im Anhang.

    Zugsicherung auf Schnellfahrstrecken
    Das Problem mit der PZB ist nun, dass ein Zug einen bestimmten Bremsweg hat und dadurch das Systeme eine grundsätzliche Geschwindigkeitsbeschränkung besitzt. Da in Deutschland der Abstand von Vor- und Hauptsignal maximal 1000 m beträgt, kann unter PZB nicht schneller als 160 km/h gefahren werden, da bei dieser Geschwindigkeit der Bremsweg der Züge bei mindestens 1000 m liegt.

    Aus diesem Grund hat man in den 1960er eine neue Zugsicherung erfunden, die Linienförmige Zugbeeinflussung (LZB).

    Die LZB ist von der Technik und Komplexität mit der PZB kaum vergleichbar.
    Bei der LZB liegt ein Kabel jeweils mittig zwischen den Gleisen und am inneren Rand einer Schiene, welches man Linienleiter nennt. Dieser überträgt in Form von kurzen Telegrammen permanent Daten zwischen Zug und Stellwerk. Damit die Position des Zuges genau festgelegt werden kann, gibt es alle 100 m eine Kreuzung, wo der Linienleiter in der Gleismitte und der am Rand vertauscht werden. Zusätzlich verfügt der Zug noch über ein Hodometer (-> Hodometer ? Wikipedia), welcher den zurückgelegten Abstand seit dem letzten Kontakt zählt.

    Bei der LZB wird im Gegensatz zur PZB komplett auf Lichtsignale verzichtet. Der Zug fährt also auf elektronische Sicht, d.h. dem Tf wird der Abstand zum nächsten Geschwindigkeitswechsel oder besetzten Block direkt auf dem Führerstand angezeigt

    Da die elektronische Sicht auf bis zu 20 km funktioniert, kann ein Zug nun mit einem maximalen Bremsweg von 20 km mit Geschwindigkeit über 160 km/h fahren. In Deutschland ist unter LZB eine Maximalgeschwindigkeit von 300 km/h zugelassen, wobei es aber eine allgemeine Verfügung für eine Maximalgeschwindigkeit von 250 km/h gibt, die nur mittels Sondergenehmigung mit zusätzlichen Sicherheitsauflagen umgangen werden kann.

    Außerdem kann unter LZB bei niedrigen Geschwindigkeiten der Zugfolgeabstand verkleinert werden, da man aufgrund der permanenten Überwachung die Blockabstände verkürzen kann. Darum wird die LZB z.B. in München bei der S-Bahn benutzt. Obwohl die S-Bahnen nur vmax 160 km/h haben, können sie durch die LZB in viel kürzeren Abständen fahren.

    Europäische Zugsicherung (ETCS)
    Das Problem ist nun, dass jedes Land in Europa quasi ein eigenes Zugsicherungssystem hat und man für länderübergreifenden Verkehr immer Mehrsystemfahrzeuge braucht, die alle Zugsicherungssysteme der einzelnen Länder beherrschen, in der sie jeweils fahren dürfen.

    Um das zu vereinheitlichen wurde ein europaweites neues Zugsicherungssystem entworfen, dass nun für alle Neubauvorhaben auf transeuropäischen Korridoren vorgeschrieben ist.

    Das System nennt sich European Train Control System (ETCS).

    Dieses System arbeitet wieder auf einem ganz anderen System als PZB oder LZB. Bei ETCS gibt es wie bei der LZB eine kontinuierliche Datenübertragung von Zug und Stellwerk. Allerdings werden die Daten nicht mittels eines Linienleiter übertragen sondern per Funk. Im Prinzip nutzt das System Handyfunkfrequenzen, welche speziell auf den Eisenbahnbetrieb zugeschnitten wurden. Man spricht auch von GSM-R.

    Im Gleis liegt in einem bestimmten Abstand eine sogenannte Balise, welche vergleichbar mit einen RFID-Chip (-> RFID ? Wikipedia) ist. Fährt der Zug mit einer aktiven Antenne darüber, wird die Balise durch einen Induktionsstrom mit Energie versorgt und sendet ein Datenpaket an den Zug, welches die aktuelle Position beinhaltet. Die Wirkung ist also vergleichbar mit einer LZB-Linienleiterkreuzung.


    Bei Stuttgart 21 sollen nun, da es sich um eine Neubaustrecke auf einem transeuropäischen Korridor handelt, das ETCS-System zum Einsatz kommen.
    Allerdings bleiben die bisherigen PZB-Lichtsignale als Rückfallebene bestehen, für den Fall das ETCS mal ausfällt. Nur im Neubauabschnitt, sprich den Tunnel, soll aus Kostengründen auf PZB verzichtet werden, warum alle dort fahrenden Züge dann ein ETCS-Ausrüstung benötigen.



    Anhang (Weitere Informationen)
    -> http://de.wikipedia.org/wiki/Signalbegriff
    -> http://de.wikipedia.org/wiki/Zugbeeinflussung
    -> www.stellwerke.de - Alles über Stellwerke
    -> Punktförmige Zugbeeinflussung ? Wikipedia
    -> Geschwindigkeitsprüfabschnitt ? Wikipedia
    -> Geschwindigkeitsüberwachung Neigetechnik ? Wikipedia
    -> LZB ? Wikipedia
    -> FZB ? Wikipedia
    -> European Train Control System ? Wikipedia
    Zuletzt geändert von McWire; 04.10.2010, 14:00. Grund: korrektur
    Mein Profil bei Memory Alpha
    Treknology-Wiki

    Even logic must give way to physics. / Sogar die Logik muss sich der Physik beugen. -- Captain Spock, 2293

  • #2
    Zitat von McWire Beitrag anzeigen

    In Deutschland wurde dazu 1934 diePunktförmige Zugbeeinflussung (PZB) erfunden, wobei als Übertragungssystem die Induktive Zugsicherung (Indusi) verwendet wird.

    An jedem Signal befindet sich am Gleisrand ein elektromagnetische Koppelspule, im weiteren Verlauf kurz Gleismagnet genannt.
    Eine weitere Koppelspule befindet sich am Fahrzeug, der Fahrzeugmagnet. Die Koppelspule kann nun je nach Stellung des Signal drei verschieden codierte Signale aussenden, welche in Deutschland die Frequenzen 2000 Hz (Hauptsignal, rot), 1000 Hz (Vorsignal, gelb) und 500 Hz (Kontrollsignal) haben kann. Zeigt das Signal grün, ist der Gleismagnet abgeschaltet, er gibt also gar kein Signal ab.

    Im Fahrzeug befindet sich nun ein elektronische Überwachungssystem, welches mit dem Fahrzeugmagneten verbunden ist. Überfährt der Zug einen aktiven Gleismagneten gibt es durch Induktion im Fahrzeug ein Resonanzsignal und die Fahrzeugüberwachung wird aktiv.

    Unser Zug fährt nun auf ein gelbes Vorsignal zu, was bedeutet, dass das folgende Hauptsignal Halt erwarten (rot) anzeigt. Der Zug empfängt vom Gleismagnet nun ein 1000 Hz-Signal. Dadurch wird in der Bordelektronik eine Überwachung ausgelöst, der Tf muss durch die Wachsamkeitstaste den Erhalt des Signals quittieren Je nach Abstand zum Hauptsignal wird dem Tf nun eine bestimmte Bremskurve (Die besagt, nach welcher Entfernung er welche Geschwindigkeit erreicht haben muss.) vorgegeben, die sie nach der Länge und Gewicht des Zuges richtet.

    Bremst der Zug nicht schnell genug auf seine neue Sollgeschwindigkeit, so wird eine Zwangsbremsung ausgelöst, die den Zug bis zum Stillstand abbremst. Ebenso gibt es eine Zwangsbremsung, wenn der Tf den Erhalt des Signal nicht quittiert. Diese Geschwindigkeitsüberwachung wird noch durch einen weiteren Gleismagneten kurz vor dem Hauptsignal unterstützt, der ein 500 Hz-Signal aussendet und der angibt, ab welcher Stelle der Zug langsamer als 30 km/h sein muss. Der Gleismagnet am Hauptsignal gibt nun ein 2000 Hz-Signal von sich. Überfährt der Tf mit seinem Zug nun den 2000 Hz-Magneten gibt es sofort eine Zwangsbremsung.

    Die Überwachung von Geschwindigkeitswechsel wird analog überwacht, wobei es da einige Detailsunterschiede gibt. Siehe auch Linkliste im Anhang.
    Hm, d.h. ein Terrorist braucht für ein Zugunglück keine Bombe, sondern er müßte nur so schlau sein und das Signal manipulieren, so daß immer grün angezeigt wird und danach auf die richtigen Züge im richtigen Moment warten. Richtig?

    Wenn das zutrifft, dann sollte man PZB aus Sicherheitsgründen besser ganz abschaffen und durch ein sicheres, möglicherweise irgendwie verschlüsseltes System, ersetzen.
    Ein paar praktische Links:
    In Deutschland empfangbare FreeTV Programme und die jeweiligen Satellitenpositionen
    Aktuelles Satellitenbild
    Radioaktivitätsmessnetz des BfS

    Kommentar


    • #3
      Zitat von Cordess Beitrag anzeigen
      Hm, d.h. ein Terrorist braucht für ein Zugunglück keine Bombe, sondern er müßte nur so schlau sein und das Signal manipulieren, so daß immer grün angezeigt wird und danach auf die richtigen Züge im richtigen Moment warten. Richtig?

      Wenn das zutrifft, dann sollte man PZB aus Sicherheitsgründen besser ganz abschaffen und durch ein sicheres, möglicherweise irgendwie verschlüsseltes System, ersetzen.
      Das würde man aber merken. Wenn die Stellwerkselektronik ein defektes Signal entdeckt, welches auf keine Steuerungsbefehle reagiert, wird der entsprechende Block automatisch gesperrt, d.h. der Block vor dem manipulierten Block wird auf rot gesetzt.

      Zudem basiert das ganze System auf dem Totmannprinzip, d.h. ein Signal zeigt nur grün, wenn es aktiv angesteuert wird, die inaktive Grundstellung ist rot.
      Mein Profil bei Memory Alpha
      Treknology-Wiki

      Even logic must give way to physics. / Sogar die Logik muss sich der Physik beugen. -- Captain Spock, 2293

      Kommentar


      • #4
        D.h. der Terrorist müßte es nur irgendwie schaffen einen invertierenden Logikbaustein dazwischenzuklemmen und schon wäre rot grün und grün wäre rot.
        Ein paar praktische Links:
        In Deutschland empfangbare FreeTV Programme und die jeweiligen Satellitenpositionen
        Aktuelles Satellitenbild
        Radioaktivitätsmessnetz des BfS

        Kommentar


        • #5
          Zitat von Cordess Beitrag anzeigen
          D.h. der Terrorist müßte es nur irgendwie schaffen einen invertierenden Logikbaustein dazwischenzuklemmen und schon wäre rot grün und grün wäre rot.
          Mit dem entsprechenden Willen kann man das durchaus schaffen. Kein System ist narrensicher. Aber im normalen Betrieb auf den Hauptstrecke fällt das auf. Selbst kurze Ausfälle im Sekundenbereich werden im Protokoll des Stellwerks vermerkt und ein Technik wird früher oder später den Schaden begutachten.
          Mein Profil bei Memory Alpha
          Treknology-Wiki

          Even logic must give way to physics. / Sogar die Logik muss sich der Physik beugen. -- Captain Spock, 2293

          Kommentar


          • #6
            Naja, da dürfte es leichter sein, eine Bombe zu platzieren, als ein ESTW zu manipulieren.

            @McWire, es heisst aber nicht mehr Tf, sondern Ef.

            Und diese Passage stimmt auch nicht:

            "Unser Zug fährt nun auf ein gelbes Vorsignal zu, was bedeutet, dass das folgende Hauptsignal Halt erwarten (rot) anzeigt. "

            Das Hauptsignal zeigt Hp 0 "Halt". Das VSig zeigt "Halt erwarten".
            Und so oft ich auch falle, ich stehe auf, richte mein Krönchen und marschiere weiter. Übung macht halt den Meister.

            Kommentar


            • #7
              Zitat von Lord Rover Beitrag anzeigen
              Naja, da dürfte es leichter sein, eine Bombe zu platzieren, als ein ESTW zu manipulieren.

              @McWire, es heisst aber nicht mehr Tf, sondern Ef.

              Und diese Passage stimmt auch nicht:

              "Unser Zug fährt nun auf ein gelbes Vorsignal zu, was bedeutet, dass das folgende Hauptsignal Halt erwarten (rot) anzeigt. "

              Das Hauptsignal zeigt Hp 0 "Halt". Das VSig zeigt "Halt erwarten".
              Ach Mist, ich schmeiße die beiden Begriffe immer durcheinander.

              Edit: Und für mich heißt es immer noch Tf, daran habe ich mich jetzt 5 Jahre gewöhnt
              Mein Profil bei Memory Alpha
              Treknology-Wiki

              Even logic must give way to physics. / Sogar die Logik muss sich der Physik beugen. -- Captain Spock, 2293

              Kommentar


              • #8
                Zitat von Cordess Beitrag anzeigen
                D.h. der Terrorist müßte es nur irgendwie schaffen einen invertierenden Logikbaustein dazwischenzuklemmen und schon wäre rot grün und grün wäre rot.
                Oder man lädt Software von Toll Collect.
                und bedenket / für das verstehen benötigt man antworten auf seine fragen.

                Kommentar


                • #9
                  Zitat von McWire Beitrag anzeigen
                  Ach Mist, ich schmeiße die beiden Begriffe immer durcheinander.

                  Edit: Und für mich heißt es immer noch Tf, daran habe ich mich jetzt 5 Jahre gewöhnt

                  Aber dennoch heisst es jetzt Ef und nicht mehr Tf. Werde da nochmal die genaue Ril ausfindig machen, nach der das geregelt ist. Aber meine Kontakte, die EiB´s sind, sind leider grad offline. Das wurde wohl so umgetauft, weil der Triebfahrzeugführer ja per Wortlauf nur Triebfahrzeuge führen dürfte. Irgendwie hab ich das so verstanden, dass z.b. ein FLIRT ein Tfz ist, eine 101er aber wiederum nicht.
                  Und so oft ich auch falle, ich stehe auf, richte mein Krönchen und marschiere weiter. Übung macht halt den Meister.

                  Kommentar


                  • #10
                    Zitat von Lord Rover Beitrag anzeigen
                    Aber dennoch heisst es jetzt Ef und nicht mehr Tf. Werde da nochmal die genaue Ril ausfindig machen, nach der das geregelt ist. Aber meine Kontakte, die EiB´s sind, sind leider grad offline. Das wurde wohl so umgetauft, weil der Triebfahrzeugführer ja per Wortlauf nur Triebfahrzeuge führen dürfte. Irgendwie hab ich das so verstanden, dass z.b. ein FLIRT ein Tfz ist, eine 101er aber wiederum nicht.
                    Naja eigentlich ist eine Lok ja auch ein Triebfahrzeug, immerhin treibt es ja den gesamten Zug an.

                    Was du meinst ist die Unterscheidung zwischen Triebwagen, Triebkopf und Lok.
                    Ein Triebwagen ist halt ein Waggon mit integriertem Triebfahrzeug, sozusagen.
                    Mein Profil bei Memory Alpha
                    Treknology-Wiki

                    Even logic must give way to physics. / Sogar die Logik muss sich der Physik beugen. -- Captain Spock, 2293

                    Kommentar


                    • #11
                      Zitat von McWire Beitrag anzeigen
                      Naja eigentlich ist eine Lok ja auch ein Triebfahrzeug, immerhin treibt es ja den gesamten Zug an.

                      Was du meinst ist die Unterscheidung zwischen Triebwagen, Triebkopf und Lok.
                      Ein Triebwagen ist halt ein Waggon mit integriertem Triebfahrzeug, sozusagen.
                      Zeig doch mal ein Bild von einem Triebwagen! Dem Gesamtverständnis währe damit sicher geholfen.
                      und bedenket / für das verstehen benötigt man antworten auf seine fragen.

                      Kommentar


                      • #12
                        Zitat von antivirus Beitrag anzeigen
                        Zeig doch mal ein Bild von einem Triebwagen! Dem Gesamtverständnis währe damit sicher geholfen.
                        -> http://www.bahnbilder.de/bilder/br-641-57721.jpg

                        Das ist ein Triebwagen, also ein Zug der nicht aus einer Lok und Wagen besteht, sondern wo Antrieb und Führerstand zusammen mit dem Fahrgastraum in einem Wagen untergebracht sind.

                        Die neuen ICE-Typen 403, 406, 411 und 415 sind auch Triebwagen, weil sie keinen separaten Triebkopf mehr haben.

                        -> http://www.bahnbilder.de/bilder/br-641-57721.jpg

                        Züge mit Treibköpfen sind die alten ICE-Baureihen 401 und 402, wo Führerstand und Antriebssystem in einem separaten Teil des Zuges, eben dem Triebkopf, untergebracht sind.

                        -> http://www.teubner-online.de/images/...03.11.2002.JPG
                        Mein Profil bei Memory Alpha
                        Treknology-Wiki

                        Even logic must give way to physics. / Sogar die Logik muss sich der Physik beugen. -- Captain Spock, 2293

                        Kommentar


                        • #13
                          Zitat von McWire Beitrag anzeigen
                          -> http://www.bahnbilder.de/bilder/br-641-57721.jpg

                          Das ist ein Triebwagen, also ein Zug der nicht aus einer Lok und Wagen besteht, sondern wo Antrieb und Führerstand zusammen mit dem Fahrgastraum in einem Wagen untergebracht sind.

                          Die neuen ICE-Typen 403, 406, 411 und 415 sind auch Triebwagen, weil sie keinen separaten Triebkopf mehr haben.

                          -> http://www.bahnbilder.de/bilder/br-641-57721.jpg

                          Züge mit Treibköpfen sind die alten ICE-Baureihen 401 und 402, wo Führerstand und Antriebssystem in einem separaten Teil des Zuges, eben dem Triebkopf, untergebracht sind.

                          -> http://www.teubner-online.de/images/...03.11.2002.JPG
                          Danke! Hab da eine Frage. Was ist mit dem neuen ICE, der erst vor kurzem vorgestellt wurde. Hab flüchtig im TV in den Nachrichten diesen Zug gesehen. War die Rede von.........der fährt ohne Triebwagen?! Also Antrieb im Zug?!

                          Habe selbst eine Modelleisenbahn. Spur N. Leider nicht aufgebaut. Alles in der original Packung von Trix. Bin nicht dazu gekommen, eine schöne Landschaft mit Bahnverkehr aufzubauen. Hab auch nur eine Dampf- und zwei Diesel-Loks. Nostalgie halt.
                          und bedenket / für das verstehen benötigt man antworten auf seine fragen.

                          Kommentar


                          • #14
                            [QUOTE=antivirus;2454498]Danke! Hab da eine Frage. Was ist mit dem neuen ICE, der erst vor kurzem vorgestellt wurde. Hab flüchtig im TV in den Nachrichten diesen Zug gesehen. War die Rede von.........der fährt ohne Triebwagen?! Also Antrieb im Zug?!

                            Der neue ICE, der dann die Baureihennummer 407 tragen wird, ist ein Triebwagen, da der Antrieb über den gesamten Zug verteilt ist.
                            Im Prinzip ist es nur eine Weiterentwicklung der Baureihe 406, welche ja auch schon ein Triebwagen ist.
                            Mein Profil bei Memory Alpha
                            Treknology-Wiki

                            Even logic must give way to physics. / Sogar die Logik muss sich der Physik beugen. -- Captain Spock, 2293

                            Kommentar

                            Lädt...
                            X