Aufgabe
- ETCS – European Train Control System: Europäisch standardisiertes Zugbeeinflussungssystem und Bestandteil von ERTMS.
- Überwacht je nach Betriebsart die Geschwindigkeit und die Einhaltung der Fahrterlaubnis.
- Warnt bei Überschreitungen und veranlasst erforderlichenfalls eine Bremsung.
- Erleichtert den grenzüberschreitenden Verkehr und soll nationale Zugbeeinflussungssysteme langfristig ersetzen.
ETCS allein übernimmt keine automatische Fahrsteuerung. Dafür sind zusätzliche Funktionen, beispielsweise ATO, erforderlich.
Level und Betriebsarten
Das Level beschreibt die technische Zusammenarbeit zwischen Strecke und Fahrzeug. Die Betriebsart bestimmt, wie ETCS die aktuelle Fahrt überwacht.
| Level | Einfach erklärt |
|---|---|
| Level 0 | Keine nutzbare streckenseitige Zugbeeinflussung. ETCS überwacht bestimmte Geschwindigkeitsgrenzen, aber keinen vollständigen streckenbezogenen Fahrtverlauf. |
| Level NTC | Ein nationales System wie PZB oder LZB übernimmt die Überwachung; entsprechende Fahrzeugausrüstung erforderlich. |
| Level 1 | Streckeninformationen werden hauptsächlich beim Überfahren von Balisen übertragen. Die Überwachung im Fahrzeug läuft zwischen den Balisen weiter. |
| Level 2 | Laufender Datenaustausch mit der ETCS-Zentrale über Bahnfunk. Balisen dienen vor allem als Positionsreferenz. Betrieb mit oder ohne Hauptsignale möglich. |
- Mit den Spezifikationen von 2023 wurden die bisherigen Level-3-Konzepte in Level 2 integriert. Level 2 bedeutet deshalb aber nicht automatisch einen Betrieb mit beweglichen Blockabschnitten.
Wichtige Betriebsarten
| Betriebsart | Bedeutung |
|---|---|
| FS – Full Supervision | Vollüberwachung von Geschwindigkeit und Fahrterlaubnis; üblicher Regelbetrieb in Level 2. |
| LS – Limited Supervision | Eingeschränkte Überwachung im Hintergrund; der Tf fährt nach Außensignalen. |
| OS – On Sight | Fahrt auf Sicht mit zusätzlicher ETCS-Überwachung. Hindernisse muss der Tf selbst erkennen. |
| SR – Staff Responsible | Fahrt in Verantwortung des Tf mit begrenzter technischer Überwachung, beispielsweise bei bestimmten Startverfahren. |
| SH – Shunting | Betriebsart für Rangierbewegungen. |
- Weitere Anzeigen: SB = Bereitschaft, SN = nationales System, UN = Fahrt in Level 0.
- NTC bezeichnet das Level, SN die zugehörige Betriebsart.
Strecken- und Fahrzeugausrüstung
Streckenseitige Komponenten
| Komponente | Aufgabe |
|---|---|
| Eurobalisen | Übertragen beim Überfahren Datentelegramme und dienen als Positionsreferenz. |
| LEU – Lineside Electronic Unit | Gibt signalabhängige Informationen an schaltbare Balisen weiter. |
| RBC – Radio Block Centre | ETCS-Zentrale, die Fahrterlaubnisse erstellt und an die Züge übermittelt. |
| Bahnfunk (GSM-R) | Stellt bei Level 2 die Datenverbindung zwischen RBC und Zug her. |
| Stellwerk | Stellt und sichert die Fahrstraße und informiert das RBC. |
| Gleisfreimeldung | Erkennt belegte Gleisabschnitte, beispielsweise mit Achszählern. |
| Signale und Kennzeichen | Je nach Ausrüstung Hauptsignale, ETCS-Halt-Tafeln (Ne 14) und Blockkennzeichen. |
Besonderheit der Eurobalise
- Die Fahrzeugantenne versorgt die Balise beim Überfahren mit der zum Senden benötigten Energie.
- Festdatenbalisen senden hinterlegte Informationen; schaltbare Balisen können beispielsweise signalabhängige Informationen übertragen.
Fahrzeugseitige Komponenten
| Komponente | Aufgabe |
|---|---|
| ETCS-Rechner (EVC) | Berechnet die Überwachung und veranlasst bei Bedarf eine Bremsung. |
| DMI – Driver Machine Interface | Anzeige- und Bedienoberfläche für den Tf. |
| Balisenantenne | Empfängt beim Überfahren die Telegramme der Balisen. |
| Weg- und Geschwindigkeitserfassung (Odometrie) | Ermittelt Geschwindigkeit und zurückgelegten Weg. |
| Funkgerät | Stellt die Datenverbindung zum RBC her. |
| Fahrzeugschnittstelle | Verbindet ETCS mit Bremse und weiteren Fahrzeugfunktionen. |
| Datenaufzeichnung (JRU) | Zeichnet sicherheitsrelevante Daten und Bedienhandlungen auf. |
| Nationale Zugbeeinflussung | Ermöglicht gegebenenfalls den Betrieb mit PZB oder LZB. |
Funktionsweise
Beispiel: Level 2
- 1. Das Stellwerk sichert den Fahrweg. Die ETCS-Zentrale berücksichtigt Fahrweg- und Belegungsinformationen.
- 2. Das RBC übermittelt die Fahrterlaubnis und weitere Streckeninformationen per Bahnfunk an den Zug.
- 3. Das Fahrzeug bestimmt seine Position mithilfe von Balisen und Wegmessung und meldet sie an das RBC zurück.
- 4. Der ETCS-Rechner überwacht die Fahrt. Das DMI informiert den Tf; bei Überschreitung der Eingriffsgrenzen wird eine Bremsung veranlasst.
- RBC – Radio Block Centre: ETCS-Zentrale an der Strecke.
- MA – Movement Authority: Fahrterlaubnis bis zu einem bestimmten Punkt unter festgelegten Bedingungen.
Stellwerk
Sichert den Fahrweg.
Gleisfreimeldung
Meldet belegte Abschnitte.
RBC – ETCS-Zentrale
Erstellt die Fahrterlaubnis (MA).
Balisen und Wegmessung
Liefern Positionsinformationen für das Fahrzeug.
ETCS-Fahrzeugrechner
Laufende Überwachung und Bremskurvenberechnung erfolgen im Fahrzeug; verbunden mit DMI und Bremsansteuerung.
Geschwindigkeits- und Bremsüberwachung
- ETCS berechnet anhand von Zug- und Streckendaten, wie die Geschwindigkeit vor einer Beschränkung oder einem Halt abgebaut werden muss.
- Das DMI zeigt die zulässige Geschwindigkeit sowie das bevorstehende Ziel. Der Tf muss rechtzeitig bremsen.
- Bei zu hoher Geschwindigkeit folgen Warnung und gegebenenfalls ein automatischer Bremseingriff.
Anzeigen und Bedienung
| Anzeige | Bedeutung |
|---|---|
| Istgeschwindigkeit | Aktuelle Geschwindigkeit des Zuges. |
| Zulässige Geschwindigkeit (Sollgeschwindigkeit) | Aktuell von ETCS überwachte Geschwindigkeitsgrenze. |
| Zielgeschwindigkeit und Zielentfernung | Geschwindigkeit am nächsten maßgebenden Ziel und Entfernung dorthin. |
| Planungsbereich | Vorschau auf kommende Geschwindigkeitsänderungen und Streckenbedingungen. |
| Level und Betriebsart | Zeigen, welches Level und welche Betriebsart aktuell wirksam sind. |
| Funkstatus, Text- und Symbolmeldungen | Verbindung zur ETCS-Zentrale sowie Informationen, Aufträge und Quittieraufforderungen. |
Farben in der Geschwindigkeitsanzeige – vereinfacht
- Weiß/Grau: Normalanzeige beziehungsweise Vorankündigung.
- Gelb: Geschwindigkeitsverminderung steht an.
- Orange: Zulässige Geschwindigkeit überschritten.
- Rot: Bremseingriff.
Bedienung und Quittierung
- Bedienung über Touchscreen, Displaytasten oder fahrzeugspezifische Taster.
- Menüfunktionen beispielsweise für Zugdaten, Fahrtbeginn und Rangieren.
- Quittierungspflichtige Meldungen lesen und über die vorgesehene Schaltfläche beziehungsweise den Quittiertaster bestätigen.
- Bestätigungen können unter anderem bei Level- und Betriebsartwechseln erforderlich sein.
Inbetriebnahme und Prüfung
Vor der Fahrt
- Fahrzeug und Führerraum nach Fahrzeughandbuch in Betrieb nehmen; Selbstprüfung und Betriebsbereitschaft kontrollieren.
- Tf-Kennung, Zugnummer und verlangte Zugdaten eingeben beziehungsweise überprüfen, insbesondere Zuglänge, Höchstgeschwindigkeit und Bremsdaten.
- Level und gegebenenfalls Funknetz oder RBC-Daten nach den geltenden Vorgaben einstellen.
- Vorgeschriebene Prüfungen durchführen und den Fahrtbeginn über das DMI vorbereiten.
Wie wird ETCS geprüft? Beispiel: Vectron BR 193
- Im Grundbild (CCD) über den Softkey [Data] das Bild „Eingestellte Zugdaten“ aufrufen.
- Mit den Navigationstasten „ETCS“ auswählen.
- Den Prüflauf über den Softkey [Test] starten.
- Kontrollieren, dass am CCD die Meldung „Test Zwangsbremse läuft“ erscheint.
- Am TDD beobachten, ob der Druck in der Hauptluftleitung tatsächlich zweimal abfällt – entsprechend den beiden Wirkwegen.
- Am CCD den erfolgreichen Abschluss anhand der Meldung „Funktionsprüfung erfolgreich“ kontrollieren.
Prüffristen und genauer Ablauf richten sich nach Fahrzeughandbuch und den geltenden EVU-Vorgaben.
Levelwechsel während der Fahrt
- Ankündigung im DMI beachten und eine erforderliche Quittierung vornehmen.
- Nach dem Übergang wirksames Level, Betriebsart und Anzeigen kontrollieren.
Gemeinsamkeiten und Unterschiede
Gemeinsamkeit: Wie PZB und LZB überwacht ETCS die Zugfahrt und kann automatisch bremsen.
Besonderheit: Europäischer Standard mit levelabhängiger Datenübertragung über Balisen und Funk sowie unterschiedlichen Betriebsarten.
Vorteile, Grenzen, Kosten und Zukunft
- Vorteile: Einheitlicher europäischer Standard, technische Überwachung und vorausschauende Anzeigen; erleichtert grenzüberschreitende Fahrten.
- Grenzen: Zuverlässiger Betrieb erfordert passende Zugdaten sowie funktionierende Fahrzeug- und Streckentechnik, bei Level 2 besonders die Funkverbindung. ETCS erkennt keine beliebigen Hindernisse.
- Kosten: Ausbau, Fahrzeugumrüstung, Zulassung, Softwarepflege und Schulungen verursachen erhebliche, projektabhängige Kosten; zeitweise müssen mehrere Systeme parallel vorgehalten werden.
- Zukunft: ETCS wird weiter ausgebaut. Zusätzliche ATO-Funktionen ermöglichen automatisiertes Fahren; der künftige Bahnfunk FRMCS soll GSM-R ablösen.
Geschichtliche Entwicklung
- Ab Ende der 1980er-/Anfang der 1990er-Jahre: Entwicklung einer gemeinsamen europäischen Zugsicherung.
- 2005: Frühe deutsche ETCS-Ausrüstung zwischen Jüterbog und Leipzig.
- Seitdem: Schrittweiser Ausbau und Weiterentwicklung der Spezifikationen.
Quellen und Bildnachweise
Textquellen
- DB InfraGO: Grundwissen ETCS
- DB InfraGO: Betriebliche Durchführung mit ETCS
- UNIFE / ERTMS: ERTMS History
- Diverse innerbetriebliche Unterlagen
- Eigenes Wissen
Bildnachweise
- Eurobalisenpaar im Gleis: bigbug21; Zuschnitt von Guidod, CC BY-SA 2.5. Originalquelle: Wikimedia Commons
- Schematische Darstellung der Bereiche eines ETCS-DMI: Grafik von Marten de Vries, CC0. Originalquelle: Wikimedia Commons
- ETCS-DMI mit Bedientasten im Führerraum, Testanzeige: Pieye Trains, CC BY-SA 4.0. Originalquelle: Wikimedia Commons
- Datenfluss von ETCS: eigene schematische Darstellung auf Grundlage der aufgeführten Fachquellen.