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Punktförmige Zugbeeinflussung : Wie sicher ist das deutsche Schienennetz?

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Auf Schnellfahrstrecken werden über die Linienzugbeeinflussung Fahrbefehle in den Führerstand eines ICE übertragen Bild: DB Systel GmbH

Warum wurde der verunglückte Schnellzug in Spanien bei einem Mehrfachen der erlaubten Höchstgeschwindigkeit nicht zwangsgebremst? In Deutschland greifen dann verschiedene Zugsicherungssysteme ein.

          Wie sorgt man dafür, dass in einem mehrere 10.000 Kilometer langen Eisenbahnnetz auf Halt stehende Signale nicht überfahren werden und Züge in Langsamfahrstellen nicht zu schnell unterwegs sind? Dieses Problem begleitet die Eisenbahn schon lange. In Deutschland gab es deshalb schon vor dem Ersten Weltkrieg Versuche mit elektromechanischen Zugbeeinflussungs-Verfahren. Ein für den Dauerbetrieb taugliches System wurde aber erst 1934 eingeführt, 99 Jahre nach der Eröffnung der Strecke Nürnberg- Fürth.

          Diese „Indusi“ (Induktive Zugsicherung) bekam ihren Namen wegen der induktiven Übertragung der Signalbefehle aus dem Gleis in den Führerstand. Dazu wurden im Fahrweg auf Schwingungen von 500, 1000 oder 2000 Hertz abgestimmte Gleismagnete angebracht, die von korrespondierenden Fahrzeugmagneten an der Lok angeregt werden konnten. Wenn das Triebfahrzeug nun über einen Gleismagneten fuhr und die Frequenz des Fahrzeugmagneten mit jener des Gleisschwingkreises übereinstimmte, wurde im Gleismagneten eine Spannung induziert. Fahrzeugseitig fiel die Spannung entsprechend ab, das stellte den Signalimpuls dar.

          Vor allem wurde auf diesem Weg eine automatische Zwangsbremsung ausgelöst, wenn der Triebfahrzeugführer ein auf „Halt“ stehendes Signal missachtete: Dafür war der 2000-Hertz-Magnet zuständig. Bei auf „Fahrt“ stehendem Signal wurde die Frequenz des Gleis-Schwingkreises so verändert, dass keine Resonanz zwischen Fahrzeug- und Gleismagnet entstand. Nun vermochte also ein kleiner Kasten in kritischen Situationen den rasenden Lauf riesiger Dampflokomotiven zu stoppen. Das sorgte für ein deutlich höheres Sicherheitsniveau im Bahnverkehr.

          Weitere Signalbefehle konnten mit den aktuellen Fahrdaten abgeglichen werden, wobei die Technik bei Abweichungen regelnd eingriff. So ließ sich mittels der Indusi-Schwingkreise von 500 und 1000 Hertz das Einhalten von Bremsvorgängen und von vorgeschriebenen Höchstgeschwindigkeiten prüfen. Die absoluten Geschwindigkeitswerte hingen dabei von der im Fahrzeug anzugebenden Zug- und Bremsart ab. Trotz des vergleichsweise einfachen Systemaufbaus ließ sich damit die Zugbeeinflussung recht genau an verschiedene Situationen anpassen.

          Bei der LZB ist ein Linienleiter im Fahrweg verbaut. Ein Kabel liegt mitten im Gleis, das andere am Schienenfuß. Beide Stränge kreuzen sich regelmäßig

          Aus der Indusi ist die heutige Punktförmige Zugbeeinflussung (PZB) hervorgegangen. Mit dieser Technik ist mittlerweile das gesamte, 34 000 Kilometer umfassende Schienennetz der Deutschen Bahn ausgerüstet, 2012 wurden die allerletzten Lücken geschlossen. Diese Nachrüstung während der vergangenen Jahre betraf vor allem Nebenstrecken in Ostdeutschland und wurde von der DB Netz AG freiwillig vorgenommen, denn die Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (EBO) in ihrer Fassung von 2008 schrieb die Ausstattung von Bahnstrecken mit PZB nur vor, wenn die gefahrene Höchstgeschwindigkeit höher als 100 km/h liegt.

          Wie sinnvoll die Ausrüstung solcher Strecken mit PZB dennoch ist, hatte 2011 ein Zugunglück in Sachsen-Anhalt gezeigt. Damals überfuhr ein Güterzug ein auf „Halt“ stehendes Signal. Weil es ohne Zugbeeinflussungssystem nicht zu einer automatischen Zwangsbremsung kam, stieß der Zug kurz hinter der Überleitstelle Hordorf mit einem Personenzug zusammen. Dabei kamen zehn Menschen ums Leben. Mittlerweile verlangt die EBO eine Zugbeeinflussungs-Einrichtung auf allen Strecken, die mit mehr als 80 km/h und von mehreren Zügen gleichzeitig befahren werden.

          Die PZB stellt eine technische Rückfallebene dar, die im regulären Betrieb nicht eingreifen soll. Vielmehr wird die Zugfahrt durch die Befehle von Form- und Lichtsignalen an der Strecke geführt. Diese Codes muss der Triebfahrzeugführer ablesen und entsprechend handeln (beispielsweise indem er bremst oder beschleunigt). Das wird umso schwieriger, je schneller ein Zug unterwegs ist: Im Hochgeschwindigkeitsverkehr mit bis zu 300 km/h lassen sich herkömmliche Signale nicht mehr zuverlässig ablesen, außerdem wird die zur Verfügung stehende Reaktionszeit immer kürzer. Deshalb werden Züge bei Geschwindigkeiten oberhalb von 160 km/h durch die Linienförmige Zugbeeinflussung (LZB) geführt. Bei diesem System, dessen Entwicklung Anfang der 1960er-Jahre begann, erhält der Lokführer die Fahrbefehle direkt in den Führerstand übermittelt. Dazu sind im Fahrweg Leiterschleifen verlegt, die sich alle 100 Meter kreuzen. Über diese sogenannten Linienleiter werden die Züge kontinuierlich mit Fahrbefehlen wie der derzeitigen Sollgeschwindigkeit, der beim nächsten Tempowechsel zu erwartenden Höchstgeschwindigkeit und den Anzeigen der kommenden Signale versorgt. Gleichzeitig dient der Linienleiter zur präzisen Ortung des Zuges auf der Strecke. Die LZB greift bei der Überschreitung der jeweils erlaubten Höchstgeschwindigkeit automatisch regelnd ein.

          Alle LZB-Strecken sind auch durchgehend mit PZB ausgerüstet. Sollte die LZB ausfallen, ist ein sicherer Betrieb mit dem älteren Zugbeeinflussungssystem nach wie vor möglich. Wegen dieser Redundanz bezeichnet die DB Netz AG ein Szenario wie bei dem Zugunglück in Spanien als „nicht vorstellbar“: Nach einem Bedienfehler, wie er offenbar in Spanien vorlag, wäre ein Zug in Deutschland zur Bremsung gezwungen worden.

          Bald wird das European Train Control System (ETCS), die nächste Generation von Zugsicherungssystemen, im deutschen Schienennetz eingeführt: Von 2015 an soll ETCS zunächst auf der Schnellfahrstrecke von Erfurt über Halle nach Leipzig zum Einsatz kommen. ETCS ist ein Baustein des ERTMS (European Rail Traffic Management System), mit dem in ganz Europa ein einheitlicher Standard für Signal- und Zugsicherungssysteme etabliert werden soll. Ähnlich wie bei der LZB werden Züge bei ETCS kontinuierlich geführt. Dabei überwacht das System Höchstgeschwindigkeit, Fahrstrecke und -richtung sowie weitere Faktoren. Der Datenaustausch zwischen Betriebszentrale und Führerstand geschieht je nach ETCS-Version über gesteuerte Datenübergabestellen oder den eisenbahnspezifischen Mobilfunkstandard GSM-Rail.

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