Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren Ontological Analysis für den Zugleitbetrieb
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- Sabine Weiß
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1 Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren Ontological Analysis für den Zugleitbetrieb Bernd Sieker Technische Fakultät, Universität Bielefeld
2 Überblick Bahnbetriebsverfahren Begriffe Fahren mit Sicherheitsabstand Zugleitbetrieb Ontological Analysis des ZLB HAZOP Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.1/34
3 Bahnbetriebsverfahren Bahnanlagen Bahnhöfe, Blockabschnitte, Blockstellen Abzweigstellen, Überleitstellen, Anschlussstellen,... Fahrten mit Eisenbahnfahrzeugen Zugfahrten Rangierfahrten Sperrfahrten Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.2/34
4 Bahnanlagen Nebengleis Hauptgleis Durchgehendes Hauptgleis Durchgehendes Hauptgleis Freie Strecke Bahnhof Freie Strecke Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.3/34
5 Fahren im Sicherheitsabstand... im relativen Bremswegabstand... im absoluten Bremswegabstand... im festen Raumabstand... im Zeitabstand: nicht mehr verwendet... im Sichtabstand: bei Strassenbahnen und sonst bei sehr geringer Geschwindigkeit Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.4/34
6 Fahren im festen Raumabstand Bedingungen zur Einfahrt in den Blockabschnitt Blockabschnitt und Durchrutschweg dahinter muss frei sein Vorausfahrender Zug muss hinter sich Haltsignal haben Bei eingleisigem Zweirichtungsbetrieb zusätzlich: Kein Gegenzug Meist automatisch ( Selbsttätiger Streckenblock ) Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.5/34
7 Zugleitbetrieb - Begriffe Betriebsverfahren ohne technische Sicherungseinrichtungen mit zentraler Fahrdienstleitung Zugleitstrecke unterteilt durch Zuglaufstellen Bahnhöfe Andere Betriebsstellen (Haltepunkte,...) Zugleitstrecke begrenzt durch Zugmeldestellen Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.6/34
8 Zuglaufmeldungen Meldungen an bestimmten Zuglaufstellen: Zuglaufmeldestellen Fahrerlaubnis Ankunftmeldung Verlassensmeldung Fahrwegsicherungsmeldung Abstellmeldung. Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.7/34
9 Fahrerlaubnis Vor Beginn einer Fahrt in der ZL-Strecke Vor Einfahrt in die ZL-Strecke Vor Weiterfahrt auf besetzter Zuglaufstelle Vor Verlassen der ZL-Strecke Bei Kreuzungen und Überholungen für beide Züge Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.8/34
10 Fahrerlaubnis (2) Anfrage zur Fahrerlaubnis Vom Zugführer Darf Zug (Nummer) bis (ZLS) fahren? Fahrerlaubnis Vom Zugleiter Positiv: Zug (Nummer) darf bis (ZLS) fahren Negativ: Nein, warten. Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.9/34
11 Fahrerlaubnis (3) Bedingungen Die Weichen- und Flankenschutzeinrichtungen in Grundstellung und gesichert In den Hauptgleisen außer dem Zug keine Fahrzeuge Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.10/34
12 Ankunftmeldung Nach Ankunft auf besetzter Zuglaufstelle Nach Fahrtende in der ZL-Strecke Nach Einfahren in ZL-Strecke beim ersten planmäßigen Halt Zug (Nummer) in (ZLS/ZMS) Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.11/34
13 Andere Fahrwegsicherungsmeldung Ggfs. für Einfahrt des zweiten Zuges Fahrweg für Zug (Nummer) nach Gleis (Nummer) gesichert Abstellmeldung Nach Abstellen auf Nebengleis Nur nach Ankunftmeldung Zug (Nummer) in (ZLS) in Gleis (Nummer) abgestellt Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.12/34
14 Zugfoleregelung Ein Zug darf bis zur letzten geräumten Zuglaufstelle folgen Nicht bei Gegenzug Bedingungen Verlassensmeldung von dieser Zuglaufstelle oder Ankunftmeldung von weiter gelegener Zuglaufstelle oder Rückmeldung von benachbarter Zugmeldestelle Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.13/34
15 Kreuzungen / Überholungen Beide Züge halten an Kreuzungsstelle Zweiter Zug hält vor Trapeztafel, außer: Fahrwegsicherung für zweiten Zug ist im Fahrplan angeordnet Bahnhof hat Rückfallweiche Wegfall des Halts ist angeordnet Verlegungen sind beiden Zügen per ZLB-Befehl mitzuteilen Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.14/34
16 Einfahrt Einfahrt ohne Halt an Trapeztafel, wenn nicht besonders angeordnet Zweiter Zug hält vor Trapeztafel, bis Signal Kommen oder mündlicher Auftrag vom Zugführer des ersten Zuges Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.15/34
17 Einfahrt zweiter Zug Kreuzungen / Überholungen Weichen und Flankenschutzeinrichtungen für Einfahrt des zweiten Zuges werden durch Zugführer des ersten Zuges gestellt Zugführer des ersten Zuges muss sicherstellen, dass Fahrweg für zweiten Zug frei ist, dann Fahrwegsicherungsmeldung geben Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.16/34
18 Vollständigkeitsprüfung Muss durchgeführt werden, wenn rangiert werden soll Fahrtrichtung sich ändert Ankunftmeldung gegeben werden muss Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.17/34
19 Ontological Anlysis Idee Beginn mit einfachst-möglicher Systembeschreibung Feststellung der Requirements für sicheren Betrieb Verfeinerung der Beschreibung in kleinen Schritten Nachweis dass Folge-Beschreibung eine Verfeinerung vorhergehender Stufe ist Feststellung / Untersuchung aller Hazards (HAZOP / CSA / WBA) Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.18/34
20 Objekte im ZLB Bahnanlagen Zugleitstrecke Zuglaufstelle Zuglaufmeldestelle Hauptgleis Durchgehendes Hauptgleis Nebengleis Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.19/34
21 Objekte im ZLB Fahrzeuge Zug Rangiereinheit Sperrfahrt Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.20/34
22 Objekte im ZLB Personen Zugleiter Zugleiter/Fahrdienstleiter Nachbarstrecke Zugführer Triebfahrzeugführer Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.21/34
23 Objekte im ZLB Nachrichten Anfrage zur Fahrerleubnis Fahrerlaubnis Ankunftmeldung Verlassensmeldung Fahrwegsicherungsmeldung Abstellmeldung Signal Kommen ZLB-Befehl Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.22/34
24 Erste Ebene Objekte Schienenfahrzeug F Streckenabschnitt (Bahnhof oder freie Strecke) A Relationen Fahrzeug in Streckenabschnitt: I(F, A) Sichtfahrt: S(F, A) Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.23/34
25 Bedingung für sicheren Betrieb keine 2 Fahrzeuge auf demselben Streckenabschnitt (freie Strecke oder Bahnhof); oder Fahren auf Sicht Fahrzeuge: F 1, F 2 Streckenabschnitt: A Id SA Si Id : F 1 F 2 (ident. Fahrzeuge) SA : I(F 1, A) I(F 2, A) (Fahrz. im selben Abschn.) Si : S(F 1, A) S(F 2, A) (Fahren auf Sicht) Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.24/34
26 Erste Verfeinerung Streckenabschnitt freie Strecke zwischen zwei Zuglaufstellen (ZLS) oder Gleis (im Bahnhof) (G) Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.25/34
27 Modifizierte Bedingung Neue Objekte Zuglaufstrecken: ZLS1, ZLS2 Gleis im Bahnhof: G Neue Relationen Fahrzeug zwischen Zuglaufstellen: Z(F, ZLS1, ZLS2) Fahrzeug auf Gleis: A(F, G) Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.26/34
28 Modifizierte Bedingung Id ( SZL SG) Si Id : F 1 F 2 (ident. Fahrzeuge) SZL : Z(F 1, ZLS1, ZLS2) Z(F 2, ZLS1, ZLS2) (Fahrz. zw. selben ZLS.) SG : A(F 1, G) A(F 2, G) (Fahrz. auf selbem Gleis.) Si : S(F 1, A) S(F 2, A) (Fahren auf Sicht) Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.27/34
29 Hazards identifizieren Zwei Züge zwischen denselben Zuglaufstellen Zwei Züge im selben Gleis Z. B. kleine Graphen keine WBG, zusätzliche ODER-Verknüpfungen jeweils Auswahl eines Zweiges erzeugt WBG kombinatorische Komplexität noch ungelöst Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.28/34
30 Hazards identifizieren 2 Fahrzeuge im selben Abschnitt ODER F1 steht, F2 faehrt F1 faehrt, F2 faehrt Fahrzeug 1 steht in Abschnitt Fahrzeug 2 faehrt in Abschnitt ein Fahrzeuge fahren nicht auf Sicht Fahrzeug 1 faehrt im Abschnitt ODER Zl erteilt faelschlich Fahrerlaubnis Tf faehrt ohne Fahrerlaubnis Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.29/34
31 HAZOPS Standard-Guide Words No More Less As well as Part of Reverse Other than Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.30/34
32 HAZOPS Bedeutung Guide Words No - Ereignis findet nicht statt More Zug: Zug fährt schneller als vorgeschrieben Less Zug: Zug fährt langsamer als erwartet As Well As - Etwas zusätzliches findet statt Part Of Zug: Nicht alle Wagen Nachricht: Nur Teile der Nachricht Reverse Nachricht: Erteilung statt Verweigerung Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.31/34 Fahrerlaubnis
33 HAZOPS Bedeutung Guide Words Other than Zug: Anderer Zug / Anderes Gleis als erwartet Nachricht: Andere Nachricht als erwartet Early Zug: Zug erreicht Stelle eher als geplant Nachricht: Nachricht vor zugehörigem Ereignis / Zustand Late Zug: Zug erreicht Stelle später als geplant Nachricht: Nachricht später als vorgesehen Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.32/34
34 HAZOPS Noch viel Arbeit Schwierigkeit, geeignete Parameter zu formulieren Sprachmix Guide Words Englisch (üblich) Parameter auf Deutsch (kaum übersetzbar) Vollständigkeit der Parameterliste? Vollständigkeit der Objektliste? Auswahl der Guidewords Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.33/34
35 Vielen Dank Fragen? Safety Requirements für Bahnbetriebsverfahren p.34/34
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