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Über dieses Buch

Innerstädtische Schienenverkehrssysteme stoßen bei steigender Verkehrsnachfrage zunehmend an ihre Grenzen. Die Sicherheit und die Leistungsfähigkeit dieser Verkehrssysteme werden wesentlich durch die eingesetzte Leit- und Sicherungstechnik bestimmt. Eine Ausweitung des Verkehrsangebots erfordert leistungsfähige signaltechnische Systeme, die als Communications-Based Train Control (CBTC) bezeichnet werden. Lars Schnieder stellt in diesem essential die Systemumgebung dar, in die sich die CBTC-Systeme in Nahverkehrsunternehmen integrieren. Darüber hinaus leitet er her, welchen Beitrag die einzelnen Sicherungsfunktionen von CBTC-Lösungen zur Gefährdungsbeherrschung leisten. Auf dieser Grundlage zeigt der Autor, wie mit zunehmender Automatisierung sukzessive ein höherer Funktionsumfang von technischen Systemen übernommen wird. Zum Abschluss diskutiert er an CBTC-Systeme gestellte nicht-funktionale Anforderungen wie Sicherheit, Verfügbarkeit, Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit.

Der Autor:

Dr.-Ing. Lars Schnieder verantwortet in einer Software-Entwicklungsfirma das Geschäftsfeld Sicherheitsbegutachtung. Er ist international als anerkannter Sachverständiger für Zugsicherungsanlagen tätig.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Motivation und Hintergrund

Zusammenfassung
Immer mehr Menschen ziehen in die Städte. Gleichzeitig nimmt die Verkehrsnachfrage stetig zu. Dort, wo noch keine leistungsfähigen öffentlichen Verkehrssysteme vorhanden sind, müssen diese gebaut werden. Dort, wo bestehende öffentliche Verkehrssysteme an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit stoßen, müssen durch umfassende technische und betriebliche Maßnahmen Kapazitätssteigerungen erzielt werden. In diesem Abschnitt wird zunächst die weltweit zu beobachtende Entwicklung urbaner Mobilität beschrieben. Die hieraus resultierenden Herausforderungen können durch die Vorteile automatisierter Verkehrssysteme adressiert werden, was ebenfalls in diesem einführenden Kapitel beschrieben wird.
Lars Schnieder

Kapitel 2. Systemkomponenten und Umsysteme automatischer Zugbeeinflussungssysteme

Zusammenfassung
Automatische Zugbeeinflussungssysteme werden bei den Verkehrsunternehmen bei Neuanlagen von Beginn an in eine zeitgleich aufgebaute Systemlandschaft integriert. Bei bestehenden Anlagen müssen automatische Zugbeeinflussungssysteme in die Landschaft bereits bestehender Steuerungssysteme integriert werden. Dieses Kapitel zeigt auf, wie automatische Zugbeeinflussungssysteme mit ihren Umsystemen in Beziehung stehen, das heißt welche Informationen sie von diesen empfangen und welche Informationen sie an diese ausgeben.
Lars Schnieder

Kapitel 3. Hauptfunktionen automatischer Zugbeeinflussungssysteme

Zusammenfassung
Ausgehend von den Anforderungen an die sichere Durchführung des Bahnbetriebes zeigt dieses Kapitel systematisch die Hauptfunktionen automatischer Zugbeeinflussungssysteme auf. Ausgangspunkt der Darstellung ist die Sicherung der Zugbewegung, welche grundlegende Sicherungsfunktionen umfasst. Hierauf aufbauend werden weitergehende automatisierungstechnische Funktionen zum Fahren des Fahrzeugs vorgestellt. Mit der Sicherung des Fahrgastwechsels und der Überwachung der Profilfreiheit werden weitere für eine höhere Automation erforderliche Funktionen vorgestellt. Auf dem Weg zu einem vollständig fahrerlosen Betrieb müssen weitere Funktionen technisch realisiert werden wie der automatische Zugbetrieb sowie die Störfallerkennung und das Störfallmanagement.
Lars Schnieder

Kapitel 4. Automatisierungsgrade

Zusammenfassung
Städtische Schienenverkehrssysteme sind komplexe Mensch-Maschine-Systeme. In einschlägigen Standards werden Automatisierungsgrade definiert. Ausgangspunkt hierfür ist eine generische Beschreibung aller für den Betrieb eines städtischen Schienenverkehrssystems erforderlichen Funktionen. Auf diesem Funktionskatalog aufbauend wird dargestellt, wie durch aufeinander aufbauende Automatisierungsgrade zunehmend mehr Funktionen von technischen Systemen übernommen werden und der Mensch zunehmend entlastet wird. In der höchsten Ausprägung wird das System vollautomatisch betrieben – eine Mitwirkung des Menschen an Bord des Zuges ist dann im Regelbetrieb nicht mehr erforderlich.
Lars Schnieder

Kapitel 5. Betriebsarten und Betriebsartenübergänge

Zusammenfassung
Die Zugbeeinflussungssysteme dienen einer optimalen Abwicklung des Betriebs. Hierfür stehen – in Abhängigkeit vom Ausstattungsgrad – unterschiedliche Betriebsarten zur Verfügung. Jede Betriebsart umfasst eine Teilmenge an Sicherungsfunktionen. Zwischen den Betriebsarten sind Übergänge möglich, welche an eindeutige Bedingungen geknüpft und technisch überwacht werden. In diesem Abschnitt werden die verschiedenen Betriebsarten und zwischen ihnen bestehende Übergänge erläutert.
Lars Schnieder

Kapitel 6. Performancekriterien

Zusammenfassung
Ziel eines Bahnsystems ist die Bereitstellung einer bestimmten Stufe der Ausprägung des Schienenverkehrs, der fahrplangemäß und sicher ist. Die Qualität der Betriebs- und Dienstleistung wird durch viele Merkmale beeinflusst, beispielsweise durch die Häufigkeit, mit der die Betriebs- und Dienstleistung erbracht wird, ihre Regelmäßigkeit und die Tarifstruktur. Essenziell ist aber auch der zu erwartende Grad an Vertrauen, dass das System spezifikationsgemäß funktioniert und ebenso verfügbar und sicher ist. Dieses Kapitel stellt die für eine qualitätsgerechte Betriebs- und Dienstleistung eines Verkehrsunternehmens erforderlichen Eigenschaften eines CBTC-Systems dar.
Lars Schnieder

Kapitel 7. Ausblick

Zusammenfassung
Viele Städte haben in den letzten Jahren bereits neue Systeme mit kommunikationsbasierten Zugsicherungssystemen in Betrieb genommen. In Nürnberg blickt der Betreiber inzwischen fast zehn Jahre Betriebserfahrung mit einem fahrerlosen System zurück. In Wien haben die Arbeiten für die Einführung einer fahrerlosen U-Bahn Linie (U5) begonnen. Weitere Betreiber im deutschsprachigen Raum befassen sich konkret mit der Systemauswahl und bereiten Ersatzinvestitionen in ihren Netzen vor. CBTC-Systeme werden daher in absehbarer Zukunft in Deutschland zum Einsatz kommen. Allerdings sind die Lösungen bislang ausschließlich proprietär – eine Interoperabilität verschiedener herstellerspezifischer Lösungen ist bislang noch nicht erreicht worden. Auch muss für jede spezifische Anlage die geeignete Strategie zum Umbau „unter rollendem Rad“ entwickelt werden.
Lars Schnieder

Backmatter

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