TÜV SÜD Journal. 3. Quartal Feinstaub: je kleiner, desto gefährlicher 4. Fahrzeugüberwachung am Bosporus 16

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1 3. Quartal 2008 TÜV SÜD Journal Feinstaub: je kleiner, desto gefährlicher 4 Fahrzeugüberwachung am Bosporus 16 U-Bahn in Nürnberg: Fahren ohne Fahrer

2 Story I U-Bahn Nürnberg 20 In Nürnberg fährt die erste vollautomatische U-Bahn Deutschlands. Das weltweit Einmalige: Die fahrerlose U3 teilt sich einen Streckenabschnitt mit der konventionellen U2. Dafür musste eine Reihe technischer Lösungen gefunden werden, die in Nürnberg erstmalig Anwendung finden. Deutschlandpremiere: Zukunftsweisende U-Bahn-Technik in Nürnberg Wie sicher ist eine U-Bahn ohne P remiere: Nach sechs Jahren Entwicklungs-, Testund Erprobungsphase fährt in Nürnberg die erste automatische U-Bahn Deutschlands. Als Teil des Nürnberger Nahverkehrs transportiert sie seit 14. Juni 2008 auf der neu gebauten U-Bahn-Linie U3 Fahrgäste zwischen den Stationen Gustav-Adolf-Straße und Maxfeld. Ein zukunftsweisendes Konzept steckt dahinter, das manche an Sciene-Fiction erinnern mag: Der Zug bewegt sich von allein. Beim Einsteigen in die Bahn mag man zunächst noch zurück schrecken, wenn man hinter der Frontscheibe statt eines Fahrers andere Fahrgäste sitzen sieht. Doch wenn die Bahn sanft anfährt und ihren Weg durch den Tunnel nimmt, an der nächs - ten Haltestelle stoppt und die Türen öffnen, denkt man, eine automatische U-Bahn sei das Normalste der Welt. Schon seit Jahren fahren sie durch die Bäuche von rund 20 Städten weltweit, so in Toronto, Lyon, Paris. Statt eines Menschen steuert ein Computersystem die U3 in Nürnberg. Der Zentralrechner steht in der Leitzentrale der Nürnberger Verkehrsbetriebe, wo die Verkehrsmeister das U-Bahn-Netz überwachen. Rund 90 Millionen Euro kostete die Automation der Strecke bei dem Gemeinschaftsprojekt der VAG Verkehrs-Aktiengesellschaft Nürnberg und der Siemens AG. Für den Streckenbau samt Bahnhöfen und Zügen sind 225 Millionen Euro angefallen Kosten, die ohnehin für den Ausbau des Nürnberger U-Bahn-Netzes angefallen wären. Finanziert wurde die U3 von der Stadt Nürnberg,

3 21 Links: Neue Eindrücke dank sein darf. Ein weiterer Vorteil ist natürlich auch die Senkung der Betriebskosten. Im Kern ging es bei der Entwicklung der automatischen U-Bahn darum, schon bestehende Technikkomponenten zu sammenzuführen.»alles, was wir fürs auto matische Fahren brauchen, existiert schon«, erklärt Betriebsleiter Konrad Schmidt, bis März 2008 Projekt leiter der VAG für die U3. Sein Nachfolger Andreas May:»Unser System baut beispielsweise technisch auf der LZB 500 auf. LZB steht für Linienzugbeeinflussung. Das ist ein technisches Verfahren, um einen Zug mit Daten zu versorgen. Einerseits sind das Daten über Fahrplan und Ankunftszeit und andererseits sicherheitstechnische Daten wie die Höchstgeschwindigkeit des Zuges. Unser System, das LZB 524, ist aus München abgeleitet, wo es seit 1972 in Betrieb ist.«neuer Technik Panoramablick auf die Strecke. Mitte: Mit einem Präzisionsmanometer wird der Bremsdruck überprüft. Rechts: Einfahrt in den Bahnhof Gustav-Adolf-Straße, eine von drei neuen Stationen der Linie U3. Die Passagiere, die hinter der großen Frontscheibe stehen, haben ein völlig neues Fahrgefühl freie Sicht voraus. Ferngesteuert wie eine Modelleisenbahn Fahrer? dem Land Bayern und dem Bund. Ende 2001 wurde der Vertrag unterzeichnet. Für den Einsatz einer auto - matischen U-Bahn auf der neu zu bauenden Strecke sprachen mehrere Gründe. Andreas May, Projektleiter der VAG Nürnberg:»Die U3 teilt sich den mittleren Streckenabschnitt mit der U2 und wenn man das Verkehrsangebot der U2 beibehalten will, wird die Takt - frequenz zusammen mit der U3 dort so dicht, dass man nicht mit manuellem Betrieb fahren kann. Das heißt, man muss automatisieren, um die Menge an Fahrzeugen sicher über die Strecke zu bringen.«bei fahrerlosen U-Bahnen reduziert sich die Taktfrequenz von 200 auf 100 Sekunden, weil in automatischen Systemen der Abstand zwischen zwei Bahnen kürzer Die Entwicklungsingenieure und Techniker von Siemens sowie die mitwirkenden VAG-Mitarbeiter waren während der Entwicklungsphase regelrechte Nachteulen. Zwischen ein und vier Uhr nachts, als das Nürnberger U-Bahn-Netz ruhte, wurden die Technikkomponenten der neuen DT3 (Doppeltriebwagen) bei Testfahrten auf Herz und Nieren erprobt. Mitte Januar 2008 schloss sich ein dreimonatiger sogenannter Erprobungsbetrieb an, der Mitte April erfolgreich abgeschlossen wurde. Dabei reihte sich die U3 tagsüber in den Takt des Nürnberger U-Bahn-Netzes ein, freilich ohne Fahrgäste mitzunehmen. May:»Wir wollten im Erprobungsbetrieb unsere betrieblichen Abläufe testen. Das System war zu diesem Zeitpunkt funktional fertig.«dabei wurden 150 verschiedene Testfälle durchgespielt. Sie reichten von einer Türstörung bis zu einer großen Brandschutzübung, bei der 100 Personen aus einem Zug evakuiert wurden. Die Nürnberger nahmen all dies gelassen hin.»wir müssen den Fahrgästen ein großes Lob aussprechen. Sie haben sehr diszipliniert auf den Test- und Erprobungsbetrieb reagiert und haben

4 Story I xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 22 Auf dem Betriebsgleis der VAG- Wagenwerkstatt in Langwasser müssen die neuen DT3 beweisen, dass sie schnell genug bremsen (o. und r.u.). auch nicht geschimpft, wenn es mal Verspätungen gab«, so der Diplom-Ingenieur Nachrichtentechnik. Ein ganzes Paket von technischen Komponenten sorgt für Sicherheit auf der U3. May:»Es ist ein wirklich vernetztes System, wenn man sich die Datenwege anschaut. Beim Bahnsteigsicherungssystem zum Beispiel gehen die Informationen an den ATC-Rückkanalrechner, von dort in die Betriebsleittechnik und an die ATC-Strekkengeräte, dann in die ATP im Fahrzeug und schließlich zur Fahrzeug leittechnik.«und das alles in Bruchteilen einer Sekunde dank modernster Kommunikationstechnologie. Bei der ATP (Automatic Train Protection) arbeiten drei Computer zusammen. Fällt einer aus, rech nen immer noch zwei. In den Zügen laufen alle wichtigen Leitungen in Stahlrohren, damit der Zug im Brandfall noch steuerbar ist. Rauch- und Hitzesensoren im Fahrgast raum melden jede brenzlige Situation umgehend an die Leitstelle. Dorthin gehen auch die Notrufe der Fahrgäste, während im manuellen Betrieb der Fahrer ihr Ansprechpartner ist. Streckengeräte werden die Computer genannt, die zwischen Leitstellenrechner und Zug kommunizieren. Sie stehen in den Betriebsräumen jenseits der Bahnsteigabsperrung. Die Streckengeräte geben die Daten über Fahrplan, Streckenzustand und Geschwindigkeit an die Linienleiterschleifen weiter, wo sie von den Antennen der Züge erfasst werden. Statusdaten an die Leitstelle Die Linienleiterschleifen im Gleisbett sind die Kernstücke der automatischen Zugkontrolle ATC (Automatic Train Control) und dienen der Kommunikation zwischen Zug und Streckeneinrichtungen. Zur ATC gehören die ATO (Automatic Train Operation), die den Zug fährt, und die ATP. Die ATO sendet permanent Statusdaten an die Leitstelle: Wo befindet sich der Zug? Öffnen die Türen? Funktioniert die Fahrgastinformation? In der Leitstelle der VAG überwachen Experten jede Funktion und

5 23 Story I U-Bahn in Nürnberg Verkehrsmeister in der Leit stelle haben den Nürnberger U-Bahn-Verkehr im Blick (l.). Dr. Martin Webhofer von TÜV SÜD prüft die neuen U-Bahn- Wagen auf Herz und Nieren (M.u. u.). greifen notfalls ein, wenn etwas nicht stimmt. Vorerst fahren in den Zügen aber Kunden- und Systembetreuer mit. Die speziell geschulten U-Bahn-Fahrer beheben etwaige technische Störungen und dienen als Ansprechpartner für Fahrgäs te.»wir sparen fünf bis zehn Minuten, wenn wir Leute gleich vor Ort haben, die ein Problem beheben können«, so May. Wenn ein Mensch aufs Gleis fällt Dass die DT3 auf derselben Strecke verkehren wie manuell gesteuerte Wagen, zwang die Entwick ler zu Sonderlösungen. Wie verhindert man beispielsweise, dass ein fahrerloser Zug auf einen konventionellen auffährt? Denn die vollautomatische Zugkontrolle (ATC) er kennt nur die DT3. Die Lösung: Die sogenannten»gleisabschnittsbelegtmeldungen«werden mit der ATC zusam men ge schaltet. Dann erkennt der Computer auch die konventionellen Bahnen. Die Verkehrsmeister in der Leitstelle wissen nämlich jederzeit, wo sich die konventionellen Züge auf der Strecke befinden. Gleisabschnitte zwischen bestimmten Signalen oder Weichen leuchten auf dem LCD-Schirm, der das Streckennetz schematisch zeigt, rot auf, sobald sich ein Zug auf ihnen befindet. Wer aber fährt sicherer Mensch oder Maschine? Konrad Schmidt:»Bei Routinetätigkeiten sind Ma schinen zu ver lässiger als Menschen. Jede hundertste bis tausendste Handlung des Menschen ist fehlerhaft.«er berichtet vom tragischen Un fall eines Mannes, der ins Gleisbett fiel und dort minutenlang lag, bis die nächs te U-Bahn über ihn rollte. Schmidt:»So etwas ist mit der automatischen Bahnsteiggleisüberwachung unmöglich.«balkenförmige Sende- und Empfangsanlagen zu beiden Seiten der Gleise spannen dabei einen Hoch frequenz - teppich über die Schienen. Fällt ein Körper vom Bahnsteig, wird Alarm ausgelöst: Der Zug auf dem Gleis stoppt, die Video kamera unter der Bahnhofsdecke erfasst das Geschehen und sendet die Bilder sofort an die Leitstelle, wo der diensthabende Verkehrsmeis ter die Situation beurteilt und handelt.»das System ist so ausgelegt, dass es sogar eine Kugel von 30 Zentimeter Durchmesser er kennt«, erklärt May. Nur elektrisch leitfähig muss die Kugel sein. Die Hochfrequenzstrahlen lassen sich deshalb von herumflatternden Zeitungen oder Plas - tiktüten nicht täuschen.»das ist der Vorteil gegenüber einem optischen System«, er zählt der Nachrichtentechnik-Ingenieur und hebt hervor:»eine Hochfrequenz-Bahnsteiggleisüberwachung gibt es sonst nirgends auf der Welt.«Natürlich gibt es für Mensch und Technik physikalische Grenzen. Dr.-Ing. Martin Webhofer von TÜV SÜD:»Wenn eine Bahn mit 40 Stundenkilometern in einen Bahnhof fährt und fünf Me ter vor ihr fällt jemand aufs Gleis, ist die Person nicht mehr zu retten. Kein System kann so schnell stoppen. Auch der Mensch nicht.«webhofer und seine Kollegen führten die Typ- und Stückprüfungen der DT3-Fahrzeuge hinsichtlich der betriebs- und verkehrs technischen Sicherheit durch. Dazu gehörte die Er mitt lung des Bremsweges und der Tür schließ kräfte. Um zu ver hindern, dass Menschen ein geklemmt werden, sind in die Tür gummis der DT3 übrigens hoch empfind liche Infrarotsensoren eingebaut. Auch wenn die Vorstellung einer fahrerlosen Bahn im Menschen vielleicht Befürchtungen weckt automatische Systeme sind sicherer, als man denkt und ihnen gehört zweifellos die Zukunft. kontakt Dr.-Ing. Stephan Liedl TÜV Süd Industrie Service stephan.liedl@tuev-sued.de Für die ersten Fahrgäste der fahrerlosen U3 gab es rote Rosen (u.l.). Noch ohne Passagiere in einem der neuen Bahnhöfe der U3 (u.r.).

6 TÜV SÜD: Für Sie weltweit vor Ort international Amerika NAFTA: TÜV SÜD America Inc. 10 Centennial Drive Peabody, MA , USA Europa: TÜV SÜD AG Westendstraße 199 D München Hamburg Berlin Asien Pazifik: TÜV SÜD Asia Pacific 3 Science Park Drive #04-01/05 The Franklin Singapore Mittel- und Osteuropa: TÜV SÜD Centralal Eastern Europe s.r.o. Novodvorska 994 CZ Praha national Deutschland: TÜV SÜD AG Westendstraße 199 D München Mönchengladbach Köln Hannover Frankfurt Mannheim Stuttgart Augsburg Erfurt Nürnberg München... und ca. 400 weitere Niederlassungen/Büros in Deutschland! Leipzig Regensburg Dresden impressum Verleger und Herausgeber: TÜV SÜD AG, Westendstraße 199, München Inhaber: TÜV SÜD e.v. (Alleinaktionär), Dudenstraße 28, Mannheim Chefredakteur, verantwortlich: Franz Billinger, Westendstraße 199, München Realisation: medienfabrik Gütersloh GmbH, Carl-Bertelsmann-Straße 33, Gütersloh Fotonachweis: VAG Verkehrs-Aktiengesellschaft Nürnberg (20,21,22,23) medienfabrik (Titel)