Linienförmige Zugbeeinflussung

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Die Linienzugbeeinflussung (LZB), auch Linienförmige Zugbeeinflussung, ist ein System der Eisenbahn, welches folgende zwei Hauptfunktionen leistet:

  • Übermittlung von Führungsgrößen bzw. Fahraufträgen an die Triebfahrzeugführer von Zügen, nach denen diese ihre Fahrzeuge steuern (auch als Führerraumsignalisierung bezeichnet).
  • Überwachung des Fahrverhaltens von Zügen, insbesondere der Höchstgeschwindigkeit und Bremsvorgänge und nötigenfalls Eingriff in die Fahrzeugsteuerung, um Grenzwertüberschreitungen zu vermeiden (auch als Zugbeeinflussung bezeichnet).

Darüber hinaus kann eine linienförmige Zugbeeinflussung in einigen Bauformen auch zur vollautomatischen Steuerung der Fahr- und Bremsvorgänge von Zügen verwendet werden.

Bei der in Deutschland entwickelten und verwendeten Linienzugbeeinflussung erfolgt eine induktive Datenübertragung zwischen Fahrzeug und Fahrweg mittels eines zwischen den Schienen verlegten Kabelpaares (dem so genannten Linienleiter). Diese Technik wird außer in Deutschland auch in Österreich und Spanien sowie bei einigen Stadtschnellbahnen in anderen Ländern eingesetzt.

Hintergrund der Entwicklung

Im klassischen Eisenbahnbetrieb werden die Zugfahrten durch ortsfeste Signale geführt. Ein Hauptsignal zeigt dabei jeweils an, ob und ggf. mit welcher Geschwindigkeit der Gleisabschnitt bis zum nächsten Hauptsignal befahren werden darf (vgl. Sicherung von Zugfahrten). Hauptsignale werden wegen der großen Bremswege von Zügen durch Vorsignale angekündigt. Fährt ein Zug an einem Vorsignal in der Stellung „Halt erwarten“ vorbei, muss der Triebfahrzeugführer den Zug soweit abbremsen, dass er bis zum folgenden Hauptsignal anhalten kann.

Bei steigenden Geschwindigkeiten der Züge ergeben sich daraus zwei Probleme:

  • Bei steigender Geschwindigkeit sinkt die Zeit, die ein Triebfahrzeugführer mit Sicht auf ein ortsfesten Signals zufährt und in der er den Signalbegriff wahrnehmen kann. Insbesondere bei schlechten Sichtverhältnissen wie Nebel kann die Zeit für eine sichere Wahrnehmung zu kurz werden.
  • Der notwendige Abstand zwischen Vor- und Hauptsignal steigt durch die größeren Bremswege mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Da aber auch für langsame Züge bereits beim Passieren des Vorsignals „Fahrt erwarten“ gezeigt werden soll (andernfalls müsste der Zug bremsen), erhöht sich für die langsamen Züge die Vorbelegungszeit der Abschnitte, was die Leistungsfähigkeit der Strecke reduziert.

In Deutschland sollte der Regelvorsignalabstand von 1000 m nicht verändert werden. Um eine Bremsung bis zum Stillstand innerhalb von 1000 m zu gewährleisten, ist selbst bei guter Bremsausrüstung des Zuges (Magnetschienenbremse) die zulässige Höchstgeschwindigkeit auf 160 km/h begrenzt. Fahrten mit mehr als 160 km/h müssen deshalb in Deutschland durch eine kontinuierliche Zugbeeinflussung gesichert und geführt werden, wobei der Begriff Führung eine kontinuierliche Führerraumsignalisierung beinhaltet. (§§ 15 (3), 40 (2) Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung).

Einsatzgebiete

Entwickelt wurde die LZB für den Hochgeschwindigkeitsverkehr. Sie bietet aber weitere Vorteile, die auch zu anderweitigen Nutzungen führten, insbesondere

  • Die Möglichkeit extrem kurze (Teil-)Blockabschnitte zu verwenden
  • Die Möglichkeit, den Beginn einer Bremsung vom jeweiligen Zustand des Fahrzeuges (Geschwindigkeit, Bremsverhalten) und der Strecke (Neigung) abhängig zu machen.

Beide Vorteile ermöglichen in bestimmten Situationen eine dichtere Folge von Zügen, was die Kapazität von Bahnstrecken steigert. Die LZB hat außer im Hochgeschwindigkeitsverkehr deshalb bei verschiedenen Stadtschnellbahnen ebenso Anwendung gefunden wie auf einigen hoch ausgelasteten Eisenbahnstrecken mit Güter- oder Mischverkehr (Siehe auch das Projekt CIR-ELKE).

Grundlegende Funktionsweise

Bei der LZB übernimmt eine Streckenzentrale (Zentralrechner) die Überwachung der Zugfahrt. Die Streckenzentrale steht über einen im Gleis verlegten Linienleiter immer mit den Fahrzeugen in Verbindung. Über diese Verbindung melden die Fahrzeuge ihre Position und Geschwindigkeit an die Streckenzentrale. Diese berechnet für jeden Zug individuelle Führungsgrößen und sendet diese an die Fahrzeuge. Im Fahrzeug wird die Einhaltung der Führungsgrößen überwacht (genauer siehe Funktionsweise).

Datei:Linenzugbeeinflussung old display.jpg
LZB-Anzeige (alte Bauform)

Durch ein LZB-Gerät im Führerstand werden dem Triebfahrzeugführer folgende Informationen dargestellt:

  • Soll-Geschwindigkeit (aktuell gültige Höchstgeschwindigkeit)
  • Zielgeschwindigkeit (Höchstgeschwindigkeit am nächsten Geschwindigkeitswechsel)
  • Zielentfernung (Entfernung bis zum nächsten Geschwindigkeitswechsel)

Die Sollgeschwindigkeit berücksichtigt dabei bereits eine ggf. notwendige Bremsung bei Annäherung an den Zielpunkt, sie fällt also bei Annäherung kontinuierlich ab, bis sie schließlich am Zielpunkt mit der Zielgeschwindigkeit identisch ist. Ein Halt zeigendes Signal ist dabei ein Zielpunkt mit der Zielgeschwindigkeit null.

Der nächste Zielpunkt wird – je nach genauer Ausführung – bis zu einer Entfernung von 13.000 m dargestellt, wird bis dorthin keine Restriktion gefunden, entspricht die Zielgeschwindigkeit der Höchstgeschwindigkeit der Strecke. Dem Triebfahrzeugführer wird also mit diesen Größen die Befahrbarkeit der folgenden Abschnitte ggf. mit Geschwindigkeitsbeschränkung dargestellt. Im konventionellen Signalsystem wären diese Angaben in den Begriffen mehrerer Vor- und Hauptsignale kodiert.

In Verbindung mit der Automatischen Fahr-Bremssteuerung (AFB) wäre auf diese Weise eine fast vollautomatische Steuerung des Zuges möglich. Lediglich die Bremsungen für das Halten an Bahnsteigen müssten vom Triebfahrzeugführer noch manuell durchgeführt werden. Allerdings orientiert sich die AFB stets an der maximal möglichen Geschwindigkeit und versucht diese zu erreichen bzw. zu halten. Dadurch bedingt würde sich ein sehr unkomfortabler und energieineffizienter Fahrstil ergeben. So würde es z. B. häufig vorkommen, dass die AFB trotz Zufahrt auf ein haltzeigendes Signals noch beschleunigt und dann kurz vor dem Signal stark abbremst. Daher wird nur in bestimmten Situationen von der vollautomatischen Steuerung durch LZB und AFB Gebrauch gemacht.

Entwicklung der Linienzugbeeinflussung

Linienleiter auf Fester Fahrbahn
Modulare Führerraumanzeige (MFA) des ICE 2 im LZB-Betrieb. Ist-, Soll- und Zielgeschwindigkeit liegen bei 250 km/h, die Zielentfernung bei 9800 Metern.
Datei:DB Class 103 LZB.jpg
Frühform der LZB-Führerstandsanzeige (Baureihe 103)

Die Linienzugbeeinflussung wurde in den 1960er Jahren entwickelt, um die Geschwindigkeit von Reisezügen auf 200 km/h anheben zu können.

Dabei stellte sich zunächst das Problem, dass beim üblichen Abstand zwischen Vor- und Hauptsignal von 1.000 m und den damals üblichen Bremssystemen (ohne Magnetschienenbremse) ein sicheres Anhalten nur bis 140 km/h sichergestellt war. Bei einer mittleren Bremsverzögerung von 0,7 m/s² lag der angenommene Bremsweg aus 200 km/h, einschließlich einer Verzögerungszeit und einer Verzögerung bis zum vollen Bremseinsatz, bei etwa 2500 m. Damit hätten Lokführer aus 1,5 km – auch bei ungünstigen Sichtverhältnissen – den Signalbegriff des Vorsignals erkennen müssen, um am Halt zeigenden Hauptsignal sicher anhalten zu können. Die damalige Deutsche Bundesbahn stand damit vor der Wahl, entweder zusätzliche Signale an der Strecke anzubringen (um mehrere Abschnitte voraus zu signalisieren) oder mittels einer Führerstandssignalisierung die Stellung mehrerer vorausliegender Signale im Führerstand zusammengefasst anzuzeigen.[1]

Die Bundesbahn entschied sich, nach einer eingehenden Prüfung der Mehrabschnitts-Signal-Variante[2], aus einer Reihe von Gründen für eine Führerstandssignalisierung[1]:

  • Da das LZB-System auf die vorhandene Signalisierung aufsetzt, war eine Schulung von Betriebspersonal, das nicht mit Schnellfahrten befasst war, nicht notwendig. Auch konnten die vorhandenen Streckensignale beibehalten und mussten nicht verändert bzw. ergänzt werden.
  • Signale an der Strecke müssen in der Regel nicht mehr beachtet werden. Daher kann ein Schnellfahrbetrieb auch bei ungünstigen Witterungsbedingungen erfolgen. Darüber hinaus entfallen Gefahren, die durch das Nicht-Erkennen, unbewusste Vorbeifahren oder fehlerhafte Ablesen eines Signalbegriffs entstehen können.
  • Durch die weite Vorausschau über mehrere Hauptsignale hinweg besteht, soweit es die Fahrplanlage zulässt, die Möglichkeit einer angepassten und damit energiesparenden und sanfteren Fahrweise.
  • Mit der ständigen Beeinflussung des Zuges kann eine unmittelbare Reaktion auf Veränderungen von Signalbegriffen erfolgen (beispielsweise bei der Rücknahme eines Fahrt zeigenden Signals bei plötzlicher Betriebsgefahr).
  • In der Regel können schnell fahrende Züge auf konventionellen Strecken ebenso verkehren wie konventionelle Züge auf Schnellfahrstrecken.
  • Bei einem Ausfall der Führerstandssignalisierung besteht die Möglichkeit, unter dem konventionellen Signalsystem mit niedrigeren Geschwindigkeiten zu fahren.
  • Während an Hauptsignalen in den 1960er Jahren (ohne die heutigen Lichtsignal-Geschwindigkeitsanzeiger) in der Regel nur die Geschwindigkeitsstufen Halt, 40 oder 60 km/h sowie freie Fahrt signalisiert werden konnten, ermöglichte die LZB Fahranweisungen in beliebigen 10-km/h-Schritten[2].
  • Die LZB ermöglicht die Unterteilung der Strecke in eine größere Zahl kleinräumigerer Blöcke. Damit kann die Leistungsfähigkeit einer Strecke gesteigert werden. Bei hinreichend kleiner Blocklänge ist praktisch ein Fahren im absoluten Bremswegabstand möglich[2].
  • In Verbindung mit der Automatischen Fahr- und Bremssteuerung (AFB) ist eine halbautomatische Steuerung von Zügen möglich. Die LZB galt dabei als ein Schritt hin zu einer möglichen Vollautomatisierung des Fahren und Bremsens[2].

Für eine effektive Sicherung der Schnellfahrten wurde die Führerstandssignalisierung um ein neues Zugsicherungssystem ergänzt, das Fahrzeuge nicht nur an den Standorten der Signale (an bestimmten Punkten, punktförmig), sondern permanent überwachte. Diese kontinuierliche (linienförmige) Übertragung verlieh der Linienzugbeeinflussung ihren Namen.[2]

Die von der Deutschen Bundesbahn in Zusammenarbeit mit Siemens entwickelte Frühform der Linienzugbeeinflussung ermöglichte zunächst eine elektronische Vorausschau über fünf Kilometer. Sie kam erstmals, ab 1965, auf der Bahnstrecke München–Augsburg zum Einsatz.[3] Einzelne Züge fuhren dort zur Internationalen Verkehrsausstellung 1965 täglich mit einer Spitzengeschwindigkeit von 200 km/h.

Die Mitte der 1960er Jahre in Betrieb genommenen Streckeneinrichtungen waren zunächst in "3-Phasen-MT-Technik" mit elektronischen Bauelementen (Germanium-Transistoren, Ringkerne) gebaut worden. Anfang der 1970er Jahre wurde die Streckeninfrastruktur auf redundante Rechnersysteme umgestellt.[4]

Die ab Oktober 1975 getestete Linienzugbeeinflussung wurde im Dezember 1978 für serienreif erklärt.[5] Ende März 1982 genehmigte der Entwicklungsausschuss der damaligen Deutschen Bundesbahn die Beschaffung von acht Prototyp-Fahrzeuggeräten LZB 80.[4]

Bis in die 1980er Jahre hinein bildete die LZB nur die bestehende Infrastruktur (ortsfeste Signale) ab. Die dahinter stehende Infrastruktur (z. B. Stellwerke, Streckenblock) wurde unverändert beibehalten. Abgesehen von den mit LZB möglichen Schnellfahrten wurden Fahrzeuge ohne LZB-Ausrüstung blocktechnisch gleich behandelt: Beide befuhren Blockabschnitte gleicher Größe, die jeweils von ortsfesten Licht- bzw. Form-Signalen gedeckt wurden. Die ortsfesten Signale haben dabei Vorrang vor den Anzeigen der LZB. In der damaligen Fahrdienstvorschrift war das Verfahren als Betriebsverfahren LZB mit Signalvorrang definiert.[2]

Dunkel geschaltetes Ks-Signal im Bahnhof Allersberg. Durch die LZB wird ein Abschnitt freigegeben, der kürzer ist als bis zum nächsten Licht-Hauptsignal (hier: etwa 15 km entfernt)

Die zwischen 1987 und 1991 in Betrieb genommenen Neubaustrecken Hannover–Würzburg und Mannheim–Stuttgart wiesen erstmals eine unterschiedliche Blockteilung auf: Ortsfeste Lichtsignale deckten hier nur noch Gefahrenpunkte (insbesondere Bahnhöfe und Überleitstellen), während auf der dazwischen liegenden Freien Strecke (auf einer Länge von bis zu etwa 7 km) keine Blocksignale installiert wurden. Während „nicht LZB-geführte Züge“ nur mit einem Fahrt zeigenden (grünen) Lichtsignal in den folgenden Blockabschnitt einfahren konnten (sogenannter Ganzblockmodus), war die freie Strecke in LZB-Blockabschnitte von etwa 2.500 Metern Länge unterteilt (so genannter Teilblockmodus). Fährt ein LZB-geführter Zug dabei in einen freien LZB-Blockabschnitt (Teilblock) ein, dessen zugehöriger H/V-Blockabschnitt (Ganzblock) noch nicht frei ist, wird das deckende Lichtsignal dunkelgeschaltet. (Das Lichtsignal müsste, für den Triebfahrzeugführer irritierend, Halt (rot) zeigen, da der zu deckende Ganzblock noch nicht vollständig frei ist). Erstmals kam dieses neue Betriebsverfahren – in der Fahrdienstvorschrift als LZB-Führung bezeichnet – ab Mai 1988 mit Eröffnung des Teilabschnittes Fulda–Würzburg zum Einsatz. In den folgenden Jahren wurden auch die alten LZB-Strecken (LZB 100, so genannte Steuerstellentechnik ohne Rechner) auf rechnergestützte Zwei-von-drei-Rechner-Systeme der Bauart LZB 80 für das neue Verfahren umgerüstet.[2] Durch den Teilblockmodus des neuen LZB-80-Systems konnten allein zwischen Fulda und Würzburg 120 Blocksignale eingespart werden.[6]

Die Funktionsfähigkeit der Punktförmigen Zugbeeinflussung (Indusi-Magnete zur Zwangsbremsung bei nicht beachteten Signalen) bleibt bei dunkelgeschalteten Signalen erhalten, wird jedoch von der LZB-Fahrzeugeinrichtung aufgehoben.[7] Durch das Weglassen konventioneller Blocksignale konnten auf den Strecken Hannover-Würzburg und Mannheim-Stuttgart über 30 Millionen DM Investitionskosten gespart werden.[8]

Alle weiteren deutschen Neubaustrecken wurden in gleicher Weise ausgerüstet; zusätzliche Blockstellen mit Lichtsignalen wurden nur noch in Einzelfällen eingerichtet (Fahren auf elektronische Sicht mit wenigen Signalen). Weitere Entwicklungsstufen mit vollständigem Verzicht auf ortsfeste Signale (Fahren auf elektronische Sicht ohne Signale) sowie das Fahren auf elektronische Sicht im absoluten Bremswegabstand wurden nicht umgesetzt.[2]

In den 1970er Jahren lag die Voraussicht auf die Strecke bei bis zu fünf Kilometern. Vor Inbetriebnahme der ersten Neubaustrecken (bis 280 km/h und 12,5 Promille Gefälle) war in den 1980er Jahren eine Weiterentwicklung zur mikroprozessorgestützen LZB 80 erforderlich. Die Voraussicht wurde dabei auf 10 km erhöht.[9] Im Netz der Deutschen Bahn liegt sie heute, bei einer eingestellten Fahrzeughöchstgeschwindigkeit von 200 km/h, typischerweise bei 7 km, bei Tempo 230 bis 280 bei 10 km sowie 13 km bei 300 km/h.

Zum Fahrplanwechsel am 23. Mai 1993 verkehrten im Österreich erstmals (EuroCity-)Züge mit einer Geschwindigkeit von 200 km/h, auf einem 25 km langen Abschnitt der Westbahn zwischen Linz und bei Wels, der mit LZB ausgerüstet worden war.[10]

Nachfolgetechnologie der LZB wird ETCS sein. Nach Ablauf der technischen Lebensdauer wird die LZB streckenweise ersetzt und abgebaut werden.

Überlegungen zur Funk-Zugbeeinflussung

Bereits Ende der 1970er Jahre wurde im Rahmen eines vom Bundesministerium für Forschung und Technologie geförderten Projektes die Möglichkeit untersucht, die Informationen der LZB per Funk zu übertragen (u. a. im Bereich von 40 GHz). Die Untersuchungen waren zu dem Ergebnis gekommen, dass eine Umsetzung zu damaliger Zeit nicht wirtschaftlich war. Darüber hinaus blieb offen, wie die durch die Leiterschleifen ermöglichte Ortung bei einem Funksystem umgesetzt werden würde. Untersucht wurden verschiedene Möglichkeiten, beispielsweise eine Messung der Laufzeit der Funksignale, Satellitennavigation oder Datenpunkte im Gleis. Anfang der 1990er Jahre folgte eine zweijährige, durch das Forschungsministerium und den Senat von Berlin finanzierte Studie,[2] in der die Mobilfunktechnik GSM als Basis für die Entwicklung eines Funksystems für die Bahn ausgewählt wurde.

Das heute von der EU zur Einführung vorgeschriebene europaweit einheitliche Zugsicherungssystem ETCS führt die Entwicklungen der Funk-Zugbeeinflussung weiter. Ab der Ausbaustufe „ETCS Level 2“ werden die Daten zum Fahren auf elektronische Sicht mit der GSM-Variante GSM-R zwischen Fahrzeug und Streckenzentrale ausgetauscht. Zur sicheren Ortsbestimmung werden im Gleis installierte Eurobalisen (Datenpunkte) verwendet.

Entwicklungsschritte

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die wichtigsten Entwicklungsschritte der LZB:

Daten Beschreibung Steuerung / Länge
1963 Testfahrten auf der Strecke Forchheim–Bamberg
1965 200 km/h-Präsentationsfahrten auf der Strecke München–Augsburg[9] mit der Baureihe 103.0
1965–1974 Entwicklung und Sicherheitsnachweis
1974–1976 Betriebserprobung auf der Strecke Bremen–Hamburg 3 Zentralen / 90 km
1976 Ausbau der Strecke Hamm–Gütersloh
1978–1980 S-Bahn Pilotprojekt in Madrid (RENFE) 1 Zentrale / 28 km
1980–1985 Serienausrüstung bei der Deutschen Bundesbahn 7 Zentralen / 309 km
1987 Betriebsbeginn auf den Neubaustrecken Fulda–Würzburg und Mannheim–Hockenheim 4 Zentralen / 125 km
1987 Beschluss der Österreichischen Bundesbahnen zur Einführung von LZB
1988–1990 Weitere Ausbaustrecken bei der DB 2 Zentralen / 190 km
1991 Inbetriebnahme Neubaustrecken Hannover–Fulda und Mannheim–Stuttgart und weiterer Ausbaustrecken 10 Zentralen / 488 km
1992 Neubaustrecke Madrid–Córdoba–Sevilla (RENFE) zur Weltausstellung in Sevilla 8 Zentralen / 480 km
1992 Erster Abschnitt der Strecke Wien–Salzburg bei der ÖBB 1 Zentrale / 30 km
1995 Inbetriebnahme S-Bahn-Linie Cercanias C5 Madrid 2 Zentralen / 45 km
1998 Inbetriebnahme Neubaustrecke Hannover–Wolfsburg–Berlin und Ausbaustrecke Würzburg–Nürnberg mit ESTW-Koppelung 6 Zentralen
1999 Inbetriebnahme CIR-ELKE-Pilotstrecke Offenburg–Basel mit CE1-Systemsoftware 4 Zentralen
2001 Inbetriebnahme CIR-ELKE-Pilotstrecke Achern 1 Zentrale
2002 Inbetriebnahme Schnellfahrstrecke Köln–Rhein/Main mit CE2-Systemsoftware 4 Zentralen
2003 Inbetriebnahme Ausbaustrecke Köln–Düren(–Aachen) (CE2-Software auf ABS) 1 Zentrale / 40 km
2004 Inbetriebnahme Ausbaustrecke Hamburg–Berlin (CE2-Software auf ABS) 5 Zentralen
2004 Inbetriebnahme S-Bahn München (CE2-Software mit verkürzten Blockabständen) 1 Zentrale
2006 Inbetriebnahme Ausbaustrecke Berlin–Halle/Leipzig (CE2-Software in ETCS-Doppelausrüstung) 4 Zentralen
2006 Inbetriebnahme Schnellfahrstrecke Nürnberg–Ingolstadt (CE2-Systemsoftware mit Weichenausdehnung) 2 Zentralen

Fehlfunktionen

Obwohl das LZB-System als sehr sicheres Zugbeeinflussungs-System gilt, ereigneten sich unter LZB einige Unfälle und gefährliche Ereignisse:[11]

  • Am 29. Juni 1991 stießen zwei Züge in einem Tunnel bei Jühnde auf der Schnellfahrstrecke Hannover–Würzburg zusammen. Nach einer Störung hatte einer der Lokführer die LZB-Fahrzeugeinrichtung abgeschaltet und war am Halt zeigenden Signal vorbeigefahren.
  • Am 29. Juni 2001 ereignete sich auf der Bahnstrecke Leipzig–Dresden, im Bahnhof Oschatz beinahe ein schwerer Unfall. Per LZB wurde dem Lokführer des ICE 1652 für einen Wechsel ins Gegengleis eine Geschwindigkeit von 180 km/h signalisiert, obwohl die Weichenverbindung nur mit 100 km/h befahren werden darf. Der Triebfahrzeugführer erkannte die abzweigend gestellte Weiche und bremste noch auf 170 km/h herunter. Ein Softwarefehler im LZB-Rechner wird als Ursache vermutet.
  • Am 17. November 2001 kam es in Bienenbüttel (Bahnstrecke Hannover–Hamburg) zu einem Beinahe-Unfall. Der Lokführer eines ICE sollte einen liegengebliebenen Güterzug im Gegengleis überholen. Dabei befuhr er eine für 80 km/h zugelassene Weichenverbindung mit 185 km/h, ohne zu entgleisen. Als Ursache wird die fehlerhafte Ausführung einer Schaltungsänderung im Stellwerk vermutet, die durch die Anhebung der Überleitgeschwindigkeit von von 60 auf 80 km/h notwendig wurde. Durch eine vergessene Ausfallüberwachung des Geschwindigkeitsanzeigers signalisierte der LZB-Streckenrechner die für gerade Durchfahrten zugelassene Geschwindigkeit von 200 km/h statt der abzweigend zugelassenen 80 km/h.
  • Am 9. April 2002 kam es auf der Schnellfahrstrecke Hannover–Berlin zu einem Beinahe-Zusammenstoß. Nachdem in Fallersleben der Rechner der LZB-Streckenzentrale ausgefallen war, kamen auf beiden Streckengleisen jeweils zwei Züge zum Halten. Beim Hochfahren des Rechners wurde dabei dem jeweils hinteren Zug eine Geschwindigkeit von 160 km/h signalisiert, dem vorderen jeweils 0 km/h. Einer der beiden nachfahrenden Lokführer sah den vor ihm stehenden Zug, der andere fragte sicherheitshalber in der Betriebszentrale an, die ihn vor Abfahrt warnte.

Komponenten und Aufbau

Für einen LZB-Betrieb muss sowohl die Strecke als auch das Triebfahrzeug oder auch der Steuerwagen für LZB ausgerüstet sein. Dazu werden die im Folgenden beschriebenen Komponenten benötigt.

Streckeneinrichtungen

Linienleiter im Gleis

Linienleiterverlegung

Für die Übertragung zwischen Fahrzeug und Streckenzentrale verwendet die LZB einen im Gleis verlegten Linienleiter. Der Bereich, in dem dieselbe Information übertragen wird, heißt Schleifenbereich.

Der Linienleiter wird in Schleifen verlegt. Dabei wird ein Kabel in Gleismitte, das andere im Schienenfuß verlegt. Nach 100 Metern werden die Kabel getauscht (gekreuzt), an dieser Stelle ändert sich die Phasenlage des Signals um 180°. Dies eliminiert elektrische Störungen und wird vom Fahrzeug zur Ortung genutzt. Das Fahrzeuggerät erkennt den Phasensprung. Dieser Ort wird auch als Kreuzungstelle oder 100-m-Punkt bezeichnet. Maximal können 126 Kreuzungstellen pro Schleifenbereich gelegt werden, wodurch sich dieser in maximal 127 Fahrorte teilt und sich somit eine maximale Länge von 12,7 km pro Schleifenbereich ergibt.

Linienleiterverlegung in Kurzschleifen
Kurzschleifentechnik

Bei der Kurzschleifentechnik werden die Schleifenbereiche in einzelnen Schleifen von maximal 300 Meter Länge verlegt. Die Speisung der Kurzschleifen erfolgt parallel, so dass in einem Schleifenbereich in allen Kurzschleifen die gleiche Information übertragen wird. Die Verbindung zwischen Fernspeisegerät und Streckenzentrale wird ebenfalls mittels eines 4-Draht-Kabels hergestellt, an dem alle Speisegeräte eines Schleifenbereichs angeschlossen werden. Vorteil der Kurzschleifentechnik ist die höhere Ausfallsicherheit, bei einer Unterbrechung des Linienleiters fällt maximal ein 300 Meter langes Teilstück aus. Diese Unterbrechung kann vom Fahrzeug überbrückt werden.

Langschleifentechnik

Der Schleifenbereich besteht aus einer einzigen Schleife, die von einem Fernspeisegerät gespeist wird. Dieses ist ungefähr in der Schleifenmitte positioniert. Die Verbindung zur Streckenzentrale wird mit einem 4-Draht-Kabel hergestellt. Nachteil dieser Verlegeart ist, dass bei einem Ausfall des Fernspeisegerätes oder der Unterbrechung des Linienleiters der ganze Schleifenbereich ausfällt. Aus diesem Grunde wird diese Verlegeart nicht mehr installiert.

Topologie

Topologie einer LZB-Zentrale

Für die Ausrüstung einer Strecke mit LZB stehen pro Streckenzentrale 16 Schleifenbereiche zur Verfügung. Diese können je nach Streckengegebenheiten parallel und/oder hintereinander angeordnet werden. Für mit LZB ausgerüstete Überholungen werden eigene Schleifenbereiche benötigt (siehe Bild). Bei Bedarf werden weitere Streckenzentralen eingesetzt. Benachbarte Streckenzentralen heißen Nachbarzentralen. Den Wechsel zeigt der Bereichkennungswechsel (BKW).

Rein theoretisch können mit einer Streckenzentrale 101,6 km zweigleisige Strecke (ohne Überholungen) ausgerüstet werden.

Streckengeräte

Streckenseitig werden im Wesentlichen folgende Einrichtungen benötigt:

Linienleiterkabel
  • LZB-Streckenzentrale: Der Kern der LZB-Streckenzentrale besteht aus einem 2-aus-3-Rechnersystem, das die Fahrbefehle für die Fahrzeuge berechnet. Über spezielle Modemverbindungen wird die Verbindung zwischen Fernspeisegeräten, Nachbarzentralen und Stellwerken unterhalten. Die Übertragung der Information erfolgt auf dem Informationskabel, in dem je Übertragungskanal (Schleifen, Nachbarzentralen, Stellwerke) ein Kabelvierer (je zwei Adern für Richtung Zentrale–Geräte bzw. Geräte–Zentrale) vorhanden ist. Die Verbindung zu Elektronischen Stellwerken (ESTW) erfolgt über eine LAN-Koppelung.
  • Fernspeisegeräte (bei Kurzschleifentechnik: Kurzschleifenfernspeisegeräte KFS): Das Fernspeisegerät speist die von der LZB-Zentrale kommenden Informationen des Informationskabels in den Linienleiter ein. Vom Fahrzeug gesendete Antworttelegramme werden verstärkt und über das Informationskabel an die LZB-Zentrale gesendet. In einem Schleifenbereich, bei Kurzschleifentechnik in allen Kurzschleifen, wird von der LZB-Zentrale die gleiche Information eingespeist.
  • Voreinstellungsgeräte oder Anfangsgeräte (VE-Geräte, A-Geräte): Geräte für die Erzeugung von Voreinstelltelegrammen in den Voreinstellschleifen.
  • Potentialtrennschränke: Durch Fahrleitungseinflüsse kommt es im Informationskabel zu Fremdspannungen. Durch eine galvanische Trennung in den Potentialtrennschränken wird die Einhaltung der maximalen Fremdspannungswerte innerhalb des Informationskabels erreicht.
  • Verstärkerschränke: Wegen der teils großen Entfernung zwischen Streckenzentrale und Fernspeisegeräten ist eine Verstärkung der Signale erforderlich. Hierzu werden Verstärkerschränke verwendet.
  • Linienleiterschleifen im Gleis: Die Linienleiterschleifen werden mit einem stabilen, einadrigen Kabel verlegt, das den Witterungseinflüssen widersteht und welches die notwendigen Antenneneigenschaften besitzt (siehe Bild).
Ein LZB-Bereichskennzeichen
  • Zusätzliche LZB-Signalisierung (v. a. LZB-Blockkennzeichen, Bereichskennzeichen): LZB-Blockkennzeichen werden an den Stellen montiert, an denen ein LZB-Block endet und „die nicht durch den Standort eines Hauptsignals gekennzeichnet sind“; sie markieren die Stelle, an der ein LZB-geführter Zug bei einer Betriebsbremsung zum Stehen kommen muss, wenn die Einfahrt in den folgenden Block noch nicht gestattet ist. Bereichskennzeichen signalisieren den Übergang in den nächsten Schleifenbereich.[12]

Fahrzeugausrüstung

Die fahrzeugseitige Ausrüstung für den LZB-Betrieb besteht in Deutschland aus folgenden Komponenten:

  • LZB-Fahrzeugrechner: Abhängig vom Hersteller gibt es zwei Konzepte:
    • Die aus drei parallel arbeitenden Rechnern bestehende Rechnereinheit bildet durch einen programmgesteuerten Datenvergleich ein sicherungstechnisches Schaltwerk.
    • Es läuft eine diversitäre Software auf einem sicheren Rechner.
  • Stromversorgung: Die Stromversorgung ist redundant aufgebaut und wird vom Fahrzeugrechner überwacht.
Eine LZB-Antenne an einem Fahrzeug der BR 189
  • Sende-/Empfangsantennen: Die Antennen des Fahrzeuges sind ebenfalls redundant ausgelegt, es gibt je zwei Sende- und zwei bzw. vier Empfangsantennen (zwei Paar). Die Anzahl der Empfangsantennen ist fahrzeugspezifisch und wird vom Hersteller festgelegt.
  • Wegsensorik: Für die Weg- und Geschwindigkeitsmessung werden zwei Rad-Sensoren (Wegimpulsgeber) und ein Beschleunigungsmesser oder ein Radar verwendet (Verschiedene Herstellerkonzepte).
  • Zwangsbremseingriff: Beim Zwangsbremseingriff erfolgt eine Sicherheitsreaktion auf die Hauptluftleitung, diese wird entlüftet. Der Zwangsbremseingriff erfolgt auf die Hauptluftleitung entweder über eine so genannte Bremswirkgruppe oder über eine Sicherheitsschleife.
  • Zugdateneinsteller: Am Zugdateneinsteller werden alle relevanten Daten des Zuges eingegeben, wie z. B. Zuglänge, Bremsart, Bremshundertstel und maximale erlaubte Geschwindigkeit des Zuges. Bei modernen Fahrzeugen (wie z. B. bei der BR185 erfolgt die Zugdateneingabe über das DMI (Driver Machine Interface).
  • Modulare Führerstandsanzeige (MFA): Die modulare Führerstandsanzeige gibt dem Triebfahrzeugführer einen vollständigen Überblick über die vorausliegende Strecke. Die drei wesentlichen Führungsgrößen sind die (erlaubte) Sollgeschwindigkeit in Verbindung mit einer Zielgeschwindigkeit, die in einer Zielentfernung höchstens gefahren werden darf. Diese Werte sind im MFA analog und, bei neueren Baureihen, digital mittels Display angezeigt. Über Leuchtmelder im MFA werden dem Triebfahrzeugführer Status- oder Störmeldungen und weitere wichtige Informationen angezeigt, z. B. bei LZB-Übertragungsausfälle, LZB-Nothaltauftrag.
    Bei modernen Fahrzeugen (z. B. Baureihe 185) ist das MFA durch ein DMI (Driver Machine Interface) ersetzt worden. Das DMI bietet eine größere Flexibilität hinsichtlich der Gestaltung.

Überblick über die Signalisierung

Datei:Ce2-nbs.jpg
Modulare Führerraumanzeige (MFA) im Führerstand des ICE 3 im LZB-Betrieb. Der Tachometer zeigt Tempo 300. In 20.200 m liegt ein Halt.

Neben den Führungsgrößen Soll- und Zielgeschwindigkeit sowie Zielentfernung können per LZB auch weitere Aufträge übertragen werden:

  • LZB-Endeverfahren: Frühestens 1700 m vor Ende der LZB muss der Triebfahrzeugführer das vorausliegende Ende der Linienzugbeeinflussung quittieren und bestätigen, dass er ab sofort wieder auf die ortsfesten Signale und die Geschwindigkeiten des Fahrplans achtet. Ein gelber Leuchtmelder Ende signalisiert das Ende der LZB-Führung nach Ablauf der Zielentfernung.[2]
  • LZB-Ersatzauftrag: Bei Störungen kann der Fahrdienstleiter einen Ersatzauftrag zur Weiterfahrt an einem LZB-Halt geben. Im Führerstand leuchtet der Leuchtmelder E/40, Soll- und Zielgeschwindigkeit werden auf 40 km/h beschränkt, die Zielentfernung entspricht der Gültigkeit des Ersatzauftrages.[2]
  • LZB-Vorsichtsauftrag: Der Fahrdienstleiter kann ein Fahren auf Sicht auch per LZB anordnen. Im Führerraum blinkt dann der Leuchtmelder V/40, der nach Quittierung durch den Lokführer in ein Ruhelicht übergeht. Soll- und Zielgeschwindigkeit werden ebenfalls auf höchstens 40 km/h beschränkt, die Zielentfernung ist gleich des Abschnittes, in dem auf Sicht zu fahren ist.[2]
  • Für die 2002 eröffnete Neubaustrecke Köln–Rhein/Main wurde eine selektive Herabsetzung der Höchstgeschwindigkeit seitenwindempfindlicher Fahrzeuge eingeführt.[13] Nachdem sich die eingesetzten ICE 3 im Regelbetrieb als weniger seitenwindempfindlich als angenommen erwiesen, wird diese Funktionalität im Regelbetrieb nicht mehr genutzt.
  • Zur Inbetriebnahme der ersten Neubaustrecken-Abschnitte standen noch nicht genügend druckertüchtigte Fahrzeuge zur Verfügung. Fahrzeuge ohne Druckschutz wurden dabei von der LZB durch eine Einstellung am Zugdatensteller erkannt, die Höchstgeschwindigkeit des Zuges in der Folge auf 180 km/h beschränkt.[2] Diese Option ist heute nicht mehr relevant.
  • Weitere Aufträge sind: LZB-Fahrt, LZB-Halt, LZB-Gegengleisfahrauftrag, LZB-Nothalt (nicht bei CIR-ELKE), LZB-Auftrag Stromabnehmer senken, LZB-Nachfahrauftrag (nur bei CIR-ELKE).

Zusätzliche Funktionen

Über die LZB können auch automatisch die Heraufsetzung der Oberstrombegrenzung (maximal zugelassene Stromaufnahme) des Zuges sowie die Freigabe der Wirbelstrombremse auf Neubaustrecken Köln–Rhein/Main[13] und Nürnberg–Ingolstadt für Betriebsbremsungen angezeigt werden. Auf den Ausbaustrecken Berlin-Anhaltische Eisenbahn und Berlin–Hamburg[14] wird das Auslegen des Hauptschalters an Schutzstrecken ebenfalls über die LZB angesteuert (Signale El 1 bzw. El 2).

Untersucht wird eine Ergänzung der LZB, um auf den Schnellfahrstrecken Hannover–Würzburg und Mannheim–Stuttgart Begegnungen von Personen- und Güterzügen sicher ausschließen zu können. Damit könnte insbesondere die zulässige Höchstgeschwindigkeit in Tunneln von 250 auf 280 km/h angehoben werden. Zwischen Güter- und Personenzügen würde dabei ausgehend von der Bremsarteinstellung am LZB-Fahrzeugrechner unterschieden werden. Signale vor Tunneleinfahrten würden dabei die Funktion von so genannten Gate-Signalen übernehmen, um Zugbegegnungen von Personen- und Güterzügen in Tunneln zu verhindern.[15]

Nicht umgesetzte Funktionen

Weitere Überlegungen zur Erweiterung der LZB-Funktionalität wurden nicht umgesetzt:

  • Überlegt wurde, beim Ziehen der Notbremse in einem Abschnitt mit Notbremsüberbrückung per LZB automatisch eine 60-km/h-Langsamfahrstelle am Ende dieses Abschnitts einzurichten.[2] Diese Option war Ende der 1980er Jahre zum Einsatz auf den vor Eröffnung stehenden Neubaustrecken geplant, wurde aber nicht umgesetzt.
  • Eine Option sah vor, die Höchstgeschwindigkeit, mit der sich Güter- und Personenzüge in Tunneln begegnen dürfen, zu beschränken. Dabei wäre eine bewegliche Langsamfahrstelle von definierter Länge für die Güterzüge eingerichtet worden.[2] Da Zugbegegnungen von Güter- und Personenzügen in den Tunneln der Schnellfahrstrecken fahrplanmäßig ausgeschlossen werden, fand diese Option keine Umsetzung.
  • Überlegt wurde auch, bei dichter Streckenbelegung dispositiv niedrigere Geschwindigkeiten an die Fahrzeuge zu signalisieren, um einen flüssigeren, energiesparenden Betrieb zu unterstützen.[2]

Funktionsweise

Ortung

Kreuzung zwischen den beiden Linienleitern

Wie schon oben beschrieben werden die Linienleiter nach 100 ± 5 Metern gekreuzt, d. h. der in der Mitte verlegte Linienleiter wird mit dem am Schienenfuß verlegten Linienleiter vertauscht. Zwei Kreuzungsstellen begrenzen in der LZB einen Fahrort, im Folgenden Grobort genannt. Groborte werden in Zählrichtung von 1 beginnend aufwärts gezählt, gegen Zählrichtung von −1 (255) abwärts. Je Schleifenbereich sind maximal 127 Groborte möglich, welche in Zählrichtung dann die Nummern 1 bis 127, gegen Zählrichtung die Nummern −1 (255) bis −127 (129) haben.

Das Fahrzeuggerät unterteilt über die Wegsensorik die Groborte nochmals in 8 Feinorte (0 bis 7) mit einer Länge von 12,5 Metern. Um Toleranzen in der Wegsensorik und bei der Linienleiterverlegung auszugleichen, nutzt das Fahrzeuggerät die Phasensprünge der Kreuzungsstellen für die Fahrortzählung. Mit Erkennen der Kreuzungsstelle wird der Feinortzähler auf 0 gesetzt und der Grobortzähler entsprechend der Fahrrichtung weitergezählt. Der in Zählrichung letzte Feinort wird entsprechend verlängert oder verkürzt.

Aufnahme in die LZB

Voraussetzung für die Aufnahme in die LZB ist eine funktionsbereite LZB-Ausrüstung des Fahrzeugs. Ferner müssen gültige Zugdaten (Bremsart, Bremsvermögen in Bremshundertsteln, Zuglänge, Zughöchstgeschwindigkeit) am Zugdateneinsteller eingegeben worden sein.

Fährt ein entsprechender Zug in einen mit Linienleiter ausgerüsteten Bereich, wird er nur dann in die LZB-Führung aufgenommen, wenn der Fahrzeugrechner einen Wechsel der Bereichskennung (BKW) erkennt. An definierten Einfahrstellen wird der Wechsel der Bereichskennung durch Voreinstellschleifen vorbereitet. In den von Anfangsgeräten gespeisten Voreinstellschleifen werden fest parametrierte Voreinstelltelegramme übertragen, die die notwendigen Informationen (Fahrortnummer, Fahrtrichtung, Übergang zum Linienleiter am 50- oder 100-m-Punkt) des Einfahrortes übermitteln. Mit dem Erreichen des eigentlichen LZB-Bereichs empfängt das Fahrzeug die Aufruftelegramme der Zentrale für den Einfahrort und antwortet mit dem angeforderten Rückmeldetelegramm. Daraufhin beginnt die Zentrale, Kommandotelegramme an das Fahrzeug zu senden. Je nach örtlichen Verhältnissen wird die Anzeige im MFA mit dem Passieren des nächsten Signales oder des BKWs am Zugschluss hell geschaltet.

Fährt ein Fahrzeug ohne eine Voreinstellschleife zu passieren in einen LZB-Bereich, so erfolgt die Aufnahme in die LZB erst hinter dem nächsten Bereichskennzeichenwechsel (BKW mit Grundstellung). Das Fahrzeuggerät empfängt die Aufruftelegramme der Zentrale, beantwortet diese jedoch nicht. Mit Überfahren des BKWs empfängt das Fahrzeuggerät Aufruftelegramme mit geänderter Bereichskennung. Darauf wird im Fahrzeuggerät der Fahrortzähler zurückgesetzt (auf 1 bei Fahrt in Zählrichtung / −1 bei Fahrt gegen Zählrichung) und die ortfesten Aufruftelegramme des am BKW befindlichen Einfahrortes werden beantwortet. Die Aufnahme in die LZB erfolgt dann wie oben beschrieben.

Betrieb

Im Betrieb sendet die Zentrale Aufruftelegramme mit den Führungsgrößen (Bereichskennung, Fahrortnummer, Fahrtrichtung, Bremskurve und den Zielinformationen) an das Fahrzeug. Das Fahrzeug übermittelt im Antworttelegramm seine Zugdaten (Fahrortquittung, Bremscharakter, Feinort und Geschwindigkeit). Aus den gemeldeten Fahrzeugdaten, den vom Stellwerk übermittelten Streckenzustand (Weichen-/Signalstellungen) und den in der Zentrale hinterlegten Streckenprofilen ermittelt die Zentrale die Fahrkommandos und übermittelt diese mit dem nächsten Aufruftelegramm an das Fahrzeug. Hier werden diese im Führerstand signalisiert. Jeder Zug wird, abhängig von der Anzahl der LZB-geführten Züge, zwei- bis fünfmal pro Sekunde aufgerufen.

Erkennt das Fahrzeuggerät eine oder zwei Kreuzungsstellen nicht, wird über die Wegsensorik am 100-m-Punkt eine Kreuzungsstelle simuliert. Wird die darauffolgende Kreuzungsstelle erkannt, kann unter LZB-Führung weitergefahren werden. Werden mehr als drei hintereinanderliegende Kreuzungsstellen nicht erkannt, sind also zwei Kurzschleifen in Folge gestört, fällt das Fahrzeug aus der LZB-Führung.

Ermittlung der Soll-Geschwindigkeit

Darstellung der Soll- und Überwachungsgeschwindigkeit

Die wesentliche Aufgabe der LZB ist die Vorgabe und Überwachung der zulässigen Geschwindigkeit. Dazu übermittelt die Streckenzentrale eine Führungsgröße XG und die zugrundeliegende Bremsparabel an das Fahrzeug. Die Führungsgröße kennzeichnet den Bremsweg bis zu einem Haltpunkt. Im Falle eines Geschwindigkeitswechsels kann dieser Haltpunkt auch fiktiv sein. Aus der Führungsgröße (XG) und der Bremsverzögerung (b) kann das Fahrzeug unter Berücksichtigung des zurückgelegten Weges kontinuierlich die Sollgeschwindigkeit (in m/s) berechnen:

Im Diagramm ist der Wechsel der zulässigen Höchstgeschwindigkeit (hier von 300 km/h auf 200 km/h) und das Bremsen bis zum Halt dargestellt. Die Bremsparabel wird jeweils so gelegt, dass sie durch den einschränkenden Punkt des Geschwindigkeitsprofils verläuft und am Haltpunkt endet.

Telegrammtypen

Aufruftelegramm

Das Aufruftelegramm wird mit einer Übertragungsrate von 1.200 Baud von der Zentrale zum Fahrzeug gesendet und hat eine Länge von 83,5 Bit, wobei in den Kopfdaten zur Synchronisation ein Bit mit einer Länge von 1,5 Bit übertragen wird. In den Nutzdaten sind folgende Informationen enthalten:

  • Adresse (Bereichskennung und Fahrortnummer)
  • Sicherheitsinformationen (Fahrtrichtung, Bremskurvenform und -nummer)
  • Bremsinformationen
  • Zielinformation (Entfernung und Zielgeschwindigkeit)
  • Anzeigeinformationen (Signal- und Zusatzinformation)
  • Hilfsinformationen (Typ des angeforderten Rückmeldetelegramms, Teil-/Ganzblock)
  • Zyklische Redundanzprüfung (ZRP, engl. CRC) (Prüfsumme)

Rückmeldetelegramme

Rückmeldetelegramme werden vom Fahrzeug zur Zentrale mit einer Übertragungsrate von 600 Baud gesendet. Die Telegramme haben eine Länge von 41 Bit. Im Folgenden werden die Nutzinhalte aufgeführt:

Telegrammtyp 1
Telegrammtyp 2
  • Telegrammtyp
  • Fahrortquittung
  • Bremscharakter (Bremsart und Bremsvermögen)
  • Feinort
  • Maximale Geschwindigkeit des Zuges
  • Zuglänge
  • Zyklische Redundanzprüfung
Telegrammtyp 3
  • Telegrammtyp
  • Kennzeichen der Bahnverwaltung
  • Zugnummer
  • Zyklische Redundanzprüfung
Telegrammtyp 4
  • Telegrammtyp
  • Baureihe
  • Seriennummer
  • Zuglänge
  • Zyklische Redundanzprüfung

Telegrammübertragung

Die Übertragung der Telegramme von der Zentrale Richtung Fahrzeug erfolgt mittels Frequenzmodulation auf einer Übertragungsfrequenz von 36 kHz und einem Frequenzhub von ± 0,4 kHz. Die Übertragungsgeschwindigkeit beträgt dabei 1200 Baud. Bei der umgekehrten Übertragungsrichtung ist die Übertragungsfrequenz 56 kHz ± 0,2 kHz. Der geringere Frequenzhub resultiert aus der geringeren Übertragungsgeschwindigkeit von 600 Baud.

Strecken

Erläuterung: kursiv = Standort einer LZB-Zentrale; in Klammern: Streckenkilometer-Angaben

DB

Gegenwärtig sind folgende Strecken der Deutschen Bahn mit LZB ausgerüstet und damit für einen Betrieb mit mehr als 160 km/h zugelassen, sofern die Streckenverhältnisse (Zustand von Oberbau, Gleisen, Oberleitung u. a.) diese Geschwindigkeit zulassen:

Um eine Zugfolgezeit von 90 Sekunden (einschließlich eines Puffers von 18 Sekunden) zu erreichen, war die Stammstrecke der S-Bahn München zur Inbetriebnahme im Jahr 1972 mit LZB ausgerüstet.[16] Das System wurde später außer Betrieb genommen und abgebaut, ging aber im Dezember 2004, auf Grundlage neuer Technik, wieder in Betrieb.

Die Strecke Offenburg–Basel ist mit der erweiterten Linienzugbeeinflussung CIR-ELKE ausgestattet. Gefahren wird auf diesem Abschnitt maximal 160 km/h. Des Weiteren wird CIR-ELKE Systemsoftware unter anderem auf den Strecken Köln–Rhein/Main, Köln–Düren sowie Hamburg–Berlin und auf der S-Bahn-Stammstrecke München eingesetzt.

ÖBB

RENFE

  • Seit März 2004 ist auch der Endbahnhof Madrid-Atocha mit LZB ausgerüstet.
  • Im November 2005 wurde ein Abzweig nach Toledo in Betrieb genommen (20 km).
  • Seit 16. Dezember 2006 ist das Teilstück Córdoba–Antequera in Betrieb (zwei Zentralen/102 km). Dieses Teilstück gehört zur Strecke Córdoba–Málaga (drei Zentralen/154 km). Die dritte Zentrale geht voraussichtlich Ende 2007 in Betrieb.
  • S-Bahn Madrid, Linie C5 von Humanes über Atocha nach Móstoles (2 Zentralen/45 km und 76 Fahrzeugen der Serie 446).

Schweiz

In den 1970er Jahren wurden im Netz der Schweizerischen Bundesbahnen zwei Strecken versuchsweise mit Linienzugbeeinflussung ausgerüstet. Aus nicht näher genannten Gründen wurden beide Versuche eingestellt und auf darüber hinaus gehende Anwendungen verzichtet.[17]

Ende 1971 hatten die SBB der Firma Standard Telephon & Radio AG (STR) den Auftrag erteilt, die Gotthard-Südrampe zwischen Lavorgo (Standort der Streckenzentrale[18]) und Bodio mit dem LZB-System L72 der Firma SEL auszurüsten. Gleichzeitig erhielt die Brown Boveri AG den Auftrag, ein Fahrzeuggerät für sechs Triebfahrzeuge der Baureihe 4Z/4 II zu entwickeln. Auch Regionalverkehrszüge der RABDe 8/16 2004 wurden ausgerüstet. Im September 1974 wurde das System erstmals getestet. Am 1. Juli 1976 wurden die ortsfesten Anlagen durch die SBB übernommen. Täglich verkehrten rund 15 Züge unter LZB-Führung über die Strecke. Dieses System berücksichtigte in der Bremswegberechnung bereits die Neigungsverhältnisse der Strecke und besaß vier als „virtuelle Blockstrecken“ bezeichnete Teilblöcke. Während das System weitgehend mit dem auf der Bahnstrecke Bremen–Hamburg eingesetzten System übereinstimmte, entschied sich die SBB für ein anderes Verlegesystem (nach UIC-Norm A3 statt B3).[19]

Die LZB in der Schweiz diente dabei der Erzielung kürzerer Zugfolgezeiten, nicht des Steigerung der Fahrgeschwindigkeiten.[18] Eine andere Quelle hebt die Erhöhung der Sicherheit des Eisenbahnbetriebes als wesentliches Ziel hervor.[19] Die angewandte LZB-Variante wurde auch als UIC-LZB bezeichnet.[20] 1978 wurde bis Ende 1979 mit einer Wirtschaftlichkeitsstudie gerechnet, nach der über die Einführung der LZB auf dem Schweizer Netz entschieden werden sollte.[19] Zu einer flächendeckenden Einführung des System kam es nicht.

EuskotrenBideak Euroloop

Die spanischen Schmalspurbahnen benutzen ein für deutsche Industriebahnen entwickeltes verwandtes System:

Linienförmige Zugbeeinflussung bei U-Bahnen und Stadtbahnen

LZB-Technik wird nicht nur bei Hauptbahnen eingesetzt, sondern auch bei U- und Stadtbahnen.

Düsseldorf, Duisburg, Krefeld, Mülheim an der Ruhr
Die Stadtbahnen in Düsseldorf und Duisburg sowie zum Teil in Mülheim an der Ruhr sind in den Tunnelbereichen mit LZB ausgerüstet, dort wird automatischer Fahrbetrieb mit Fahrer durchgeführt, der Fahrer betätigt hierbei zur Abfahrt eine Starttaste und überwacht während der Fahrt das Fahrzeug und die Strecke ohne im Regelbetrieb in die Fahrzeugsteuerung einzugreifen.

Auf Teilen der Strecke nach Krefeld der Linie U 70/U 76 und dem Hochbahnteilstück der Linie U 79 in Duisburg ist ebenfalls eine LZB verlegt, die aber nur der Telemetrieübermittlung zur Leitstelle dient. Auf der Strecke nach Krefeld wird aber in naher Zukunft der vollautomatische Betrieb mit einer linienförmigen Zugbeeinflussung eingeführt, die Fahrzeuge wurden im Vorgriff bereits auf „ALF-B“ (Automatische LZB-Fahrt, Befehlsgeber bleibt in der Stellung Bremsen aktiv) umgerüstet. Dann soll auch eine vollständige Freigabe bisher gesperrter Weichen und Kehranlagen erfolgen.

Wien
Auch in Wien ist, mit Ausnahme der Linie U 6, das gesamte U-Bahnnetz seit seiner Inbetriebnahme mit einer linienförmigen Zugbeeinflussung ausgerüstet, und bietet die Möglichkeit der automatischen Fahrt, bei der der Fahrer eine Überwachungsfunktion ausübt.

München
Das Netz der Münchner U-Bahn ist ebenso wie in Wien bereits seit seiner Inbetriebnahme mit einer linienförmigen Zugbeeinflussung ausgestattet. Im Regelbetrieb wird tagsüber im automatischen Betrieb gefahren, wobei der Fahrer gleichzeitig zwei Starttasten bedient und danach eine überwachende Funktion ausübt. Ortsfeste Signale sind bei Automatischer Fahrt dunkelgeschaltet.

Abends ab 21 Uhr sowie Sonntags ganztägig wird von Hand und unter Beachtung der ortsfesten Signale gefahren, damit die Fahrer auch im Handfahrbetrieb geübt bleiben. Es ist dabei vorgeschrieben, dass jeder Fahrer eine bestimmte monatliche Anzahl von Handfahrstunden erreichen muss.

Derzeit ist eine Automatisierung des Abstellens und Wendens von leeren Zügen in Wendeanlagen in Planung.

Nürnberg
Bei der U-Bahn Nürnberg wird mit der Inbetriebnahme der Linie U3 ein vollautomatischer Betrieb ohne Fahrer realisiert. Die Züge der Baureihe DT3 fahren dabei auf Stecken die mit linienförmiger Zugbeeinflussung ausgestattet sind, und besitzen keinen abgetrennten Führerstand mehr sondern nur noch einen Notfahrstand. Das System wurde von Siemens und der Betreiberin VAG Nürnberg gemeinsam entwickelt, und soll weltweit das erste sein, bei dem fahrerlose Züge und konventionelle Züge auf einem gemeinsamen Steckenabschnitt (der von der bestehenden Linie U2 und der neuen U3 genutzt wird) im Regelbetrieb verkehren. Anfangs wird in jedem Zug ein Kundenbetreuer mitfahren, später sollen die meisten Züge unbegleitet fahren.

Nach mehrjährigen Verzögerungen wurde der abschließende dreimonatige Testbetrieb ohne Fahrgäste am 20. April 2008 erfolgreich abgeschlossen, die endgültige Betriebsgenehmigung der technischen Aufsichtsbehörde wurde am 30. April 2008 erteilt. In einem wenige Tage danach begonnenen stufenweisen Vorlaufbetrieb mit Fahrgästen wurde zunächst an Sonn- und Feiertagen, dann auch Wochentags zu Schwachlastzeiten und schließlich täglich nach den morgendlichen Berufsverkehr (in dem ein Vorlaufbetrieb auf Grund der zu dichten Zugfolge der U2 vor der Fahrplanumstellung nicht möglich war) gefahren. Die offizielle Eröffnung der U3 erfolgte am 14. Juni 2008 in Anwesenheit des bayrischen Ministerpräsidenten und des Bundesverkehrsministers, der Regelbetrieb begann mit der Fahrplanumstellung am 15. Juni 2008. Etwa ein Jahr später wird die Linie U2 ebenfalls auf automatischen Betrieb umgestellt.

London
Docklands Light Railway
Die Docklands Light Railway im Osten Londons fährt seit ihrer Inbetriebnahme automatisch mit Zügen ohne Führerstand. Die Züge werden dabei von einem als Train Chief bezeichneten Mitarbeiter begleitet, der für das Schließen der Türen und das Erteilen des Abfahrbefehls zuständig ist, sich während der Fahrt aber hauptsächlich der Kundenbetreuung und Fahscheinkontrolle widmet. Im Störungsfall können die Züge durch den Train Chief an einem Notführerstand von Hand gefahren werden. Die eingesetzte linienfömige Zugbeeinflussung ist das von der Firma Alcatel hergestellte und aus der für die Deutsche Bundesbahn entwickelten LZB von Standard Elektrik Lorenz weiterentwickelte System SELTRAC.

Europaweit genormtes Nachfolgesystem

Die LZB ist ein hauptsächlich auf deutsche Verhältnisse und Erfordernisse zugeschnittenes System. Im Zuge der Vereinheitlichung und Normung der europäische Bahnsysteme wurde als einheitliches Zugsicherungssystem innerhalb der Europäischen Union ETCS vorgeschrieben, diese Entwicklung wird auch von der Schweiz als Binnenland innerhalb der EU mitgetragen. ETCS wird inzwischen an verschiedenen Strecken erprobt. Die LZB wird innerhalb von ETCS als Class-B-System geführt, für das ein genormtes Anpassungsmodul (Specific Transmission Module, STM) existiert, welchen den Betrieb von dafür ausgerüsteten ETCS-Fahrzeugen auf LZB-Strecken erlaubt. Ebenso ist die parallele Ausrüstung von Strecken mit ETCS und LZB möglich und zugelassen, wobei jedoch laut Norm das ETCS-System die sicherungstechnische Führungsrolle übernehmen muss.

Weblinks

Commons: Linienförmige Zugbeeinflussung – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

Quellen

  • DB Netz AG: Schienennetz-Nutzungsbedingungen − Auszug aus der Konzernrichtlinie 483 Zugbeeinflussungsanlagen bedienen (Zip-Archiv, 5.307.791 Byte mit Stand vom 8. Juni 2007, 18:23 Uhr)
    • Linienzugbeeinflussungsanlagen bedienen − Allgemeiner Teil (Modul 0201, Datei 483_0201.pdf)
    • Linienzugbeeinflussungsanlagen bedienen − LZB 80 Fahrzeugeinrichtungen (Modul 0202, Datei 483_0202.pdf)

Einzelnachweise

  1. ↑ a b Carl Lüddecke: Die Linienzugbeeinflussung für Schnellfahrten der Deutschen Bundesbahn. In: Signal + Draht. 57, Nr. 2, 1965, S. 17–29.
  2. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p Karl-Heinz Suwe: „Führerraumsignalisierung mit der LZB“. In: Eisenbahntechnische Rundschau. 38. 1989, Heft 7/8, S. 445–451
  3. ↑ Walter Schmitz: Linienzugbeeinflussung (LZB). In: Signal + Draht. 61, Nr. 2, 1969, S. 17–23.
  4. ↑ a b Meldung LZB-Fahrzeuggerät 80 genehmigt. In: Signal + Draht. 74, Nr. 9, Jahr, ISSN 0037-4997, S. 190.
  5. ↑ Ohne Autor: Die weiteren Pläne der Neuen Bahn. In: Bahn-Special, Die Neue Bahn. Nr. 1, 1991, Gera-Nova-Verlag, München, S. 78 f.
  6. ↑ Meldung Einführung des neuen LZB-Betriebsverfahrens nun bundesweit. In: Eisenbahn-Kurier, Nr. 196, 1, 1989, ISSN 0170-5288, S. 10.
  7. ↑ Horst Walther, Karl Lennartz: Einsatz von elektronischen Stellwerken auf Neubaustrecken. In: Eisenbahntechnische Rundschau. 36, Nr. 4, 1987, S. 219–222
  8. ↑ Joachim Fiedler: Bahnwesen. Planung, Bau und Betrieb von Eisenbahnen, S-, U-, Stadt- und Straßenbahnen. Unterschleißheim: Wolters Kluwer, 5. Auflage 2005, S. 275.
  9. ↑ a b Der ICE – ein Produkt des Systemverbundes Bahn. In: Deutsche Bahn AG: bahntech, Nr. 1/06, S. 24 f.
  10. ↑ Meldung Tempo 200 bald auch in Österreich. In: Eisenbahntechnische Rundschau. 42, Nr. 5, 1993, S. 276
  11. ↑ Eric Preuß: Eisenbahnunfälle bei der Deutschen Bahn. transpress Verlag, Stuttgart 2004, ISBN 3-613-71229-6, S. 106–109
  12. ↑ LZB-Bereichskennzeichen und LZB-Blockkennzeichen. In: DB Netz AG: Signalbuch (SB) 301 DS/DV S. 209 (zip-komprimiert, Datei 301_DS_DV.pdf mit Stand vom 5. Oktober 2006, 13:48 Uhr)
  13. ↑ a b Burkhard Wachter: Weiterentwickelte Linienzugbeeinflussung. In: Roland Heinisch (Hrsg.): ICE-Neubaustrecke Köln-Rhein-Main: Planen, Bauen, Betreiben. Hestra-Verlag, Darmstadt 2002, S. 132 f. ISBN 3-7771-0303-9.
  14. ↑ Ralf Klammert: Oberleitung und Bahnstromversorgung In: Roland Heinisch, Armin Keppel, Dieter Klumpp, Jürgen Siegmann (Hrsg.): Ausbaustrecke Hamburg–Berlin für 230 km/h. Eurailpress, Hamburg 2005, ISBN 3-7771-0332-2
  15. ↑ Ausschluss gleichzeitiger Nutzung von Tunneln durch Reise- und Güterzüge. In: DB Systemtechnik (Hrsg.): Tätigkeitsbericht 2007, S. 21
  16. ↑ Ludwig Wehner: Signalsystem der S-Bahn München. In: Signal + Draht. 62, Nr. 11, 1970, ISSN 0037-4997, S. 200–204.
  17. ↑ P. Winter: Betriebsleit- und Sicherungssysteme bei den Schweizerischen Bundesbahnen. In: Signal + Draht. 74, Nr. 9, 1982, ISSN 0037-4997, S. 179–190.
  18. ↑ a b Titelblatt und Kommentar zum Inhaltverzeichnis. In: Signal + Draht. Bd./Jg., Nr. 73, 1981, ISSN 0037-4997, S. 133 f.
  19. ↑ a b c Hugo Hayoz: Das System der Linienzugbeeinflussung LZB L 72 bei den Schweizerischen Bundesbahnen (SBB). In: Eisenbahntechnische Rundschau. 27, Nr. 10, 1978, S. 623–630.
  20. ↑ Heinz Althaus: Linienförmiges Zugbeeinflussungssystem ZSL 90. In: Signal + Draht. 86, Nr. 5, 1994, ISSN 0037-4997, S. 162.
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