Risikoanalyse Stellwerk-Ersatz Hafenbahn CH. Safety in Transportation, , Braunschweig Dr. Sonja-Lara Bepperling, Ernst Basler + Partner AG

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1 Risikoanalyse Stellwerk-Ersatz Hafenbahn CH Safety in Transportation, , Braunschweig Dr. Sonja-Lara Bepperling, Ernst Basler + Partner AG

2 Artikel in Signal + Draht 2

3 Hafenbahn Schweiz Bildquelle: Google Maps 3

4 Schalterstellwerke Bildquelle: Bruno Huber, Projekthaus Herisau 4

5 Bildquelle: Ausschreibung neuer ESTW 5

6 Risikoanalyse für neue ESTW Bildquelle: EN 50129:2003 6

7 Vorgehen VDE V BP - Risk 7

8 Systemdefinition + Gefährdungsidentifikation 8

9 Bildquelle: VDE V Systemdefinition VDE V Fkt. Fahrwegsicherung + Zusätzliche Fkt. für Hafenbahn 9

10 Funktionen ESTW Hafenbahn VDE V - Fahrwegsicherung: Fahrstrasse sichern Schutz gegen Folgefahrten sicherstellen Schutz gegen Gegenfahrten sicherstellen Schutz gegen Flankenfahrten sicherstellen Befahrbarkeitssperren verwalten Spezifisch für Hafenbahn: Ablaufbetrieb freigeben (über Schlüsselschalter) Bahnübergang sichern 10

11 Gefährdungsidentifikation Ausfallart = Gefährdung aus Vornorm VDE V Funktion Ausfallsart Szenario Nr. Fahrstrasse sichern Fahrwegelement nicht verschlossen oder überwacht; Fahrwegelement vorzeitig aufgelöst (G2) 1) a) Zugfahrstrasse G1a b) Rangierfahrstrasse G1b - G2 Schutz gegen Folgefahrten / Gegenfahrten / Flankenfahrten sicherstellen Folgefahrt (G3) / Gegenfahrt (G4) 2) / Flankenfahrt (G5) nicht ausgeschlossen a) Zugfahrstrasse G3a b) Rangierfahrstrasse G3b Befahrbarkeitssperre verwalten Befahrbarkeitssperre nicht wirksam - G6 Ablaufbetrieb freigeben Schlüssel nicht ordnungsgemäss verschlossen - G7 Ablaufbetrieb frühzeitig freigegeben - G8 Bahnübergang sichern Bahnübergang ist unerkannt nicht gesichert Schranke schliesst ohne Ankündigung - G9 - G10 11

12 BP - Risk 12

13 Parameter für RA Hafenbahn (Kleinhüningen) max. Geschwindigkeit Güterzug RoLa Kleinhüningen Betriebsdichte (Anzahl Personen) (Anzahl Personen) Zugfahrt 40 km/h (Kleinhüningen) 1 Triebfahrzeugführer (Tf) max. 28 Personen + 1 Tf B = 1, 30km/h (Birsfelden) = max. 29 Personen da 26 Züge pro Tag fahren (geringe Dichte) Rangierfahrt 30 km/h 1 Tf + 2 Rangierbegleiter je Einheit = max. 6 Personen Ablauf 15 km/h Personen im Ablaufbetrieb Lade- und 10 km/h (Rangierleiter, Entkuppler, Anschlussgleise Hemmschuhleger, Lokführer) Max. 28 Personen + 3 B = 2, Rangierbegleiter = max. da von Personen Rangierfahrten pro Tag ausgegangen wird (normale Dichte) - B = 1, da von weniger Abläufen ausgegangen wird als Rangierfahrten Verwendete V = 1 (<= 38 km/h) Gleichbehandlung von Behandlung als Reisezug - Parameter Rangierfahrt und Ablauf bei Parameter A bei Parameter A T = 3 Güterzug als Zuggattung; M = variabel je nach Szenario 13

14 Beispiel für Kleinhüningen Gefährdung G1: Fahrwegelement nicht verschlossen oder überwacht Szenario G1a: Zugfahrstrasse (v = 40km/h) Auswirkungen: Entgleisung (Güterzug oder RoLa) durch fehlenden Umstellschutz an beweglichen Fahrwegelementen Zusammenstoss mit anderen Fahrzeugen durch fehlenden Umstellschutz und resultierender Fahrt in falschen Fahrweg oder fehlender direkter Flankenschutz 14

15 Beispiel für G1a Gefahrenabwehr G = B + M B = Betriebliche Randbedingungen B Betriebsdichte Beispiele 1 gering unter Netzdurchschnitt (20-50 Züge / Tag) 2 normal Netzdurchschnitt ( Züge / Tag) G1a: B = 0 Geringe Netzdichte (26 Z/d); Fahrwegelement zeitnah benötigt 3 erhöht über Netzdurchschnitt ( Züge / Tag) M = Menschliche Gefahrenabwehr M 1) Gefahrenabwehr Beschreibung 1 häufig möglich Fertigkeits-basierende Handlung unter ungünstigen Umständen 3 selten möglich Regel-basierende Handlungen unter ungünstigen Umständen G1a: M = 5 Flankenfahrt, Falsche Weichenstellung 5 fast nie möglich Zufälliges Eingreifen des Menschen 15

16 Beispiel für G1a Schadensausmass S = T + V + A T = Masse (Zuggattung) T Zuggattung Beispiele 1 SPNV Regionalbahn, S-Bahn Züge G1a: T = 3 Güterzüge 2 SPFV + HGV Triebzüge, bespannte Personenverkehrszüge, Nachtzüge, Autoreisezüge 3 SGV Güterzüge (auch Schnellgüterzüge) V = Geschwindigkeit G1a: V = 1 vereinfacht 16

17 Beispiel für G1a A = Anzahl betroffene Personen A Anzahl Betroffene Typische Ereignisarten - Kein Personenschaden Aufprall einer Rangierfahrt 1 Ein Leichtverletzter Aufprall eines Reisezuges auf Gegenstand, Entgleisung einer Rangierfahrt, Zusammenstoss von Rangierfahrten, 2 Mehrere Leichtverletzte Aufprall eines Reisezuges auf Gleisabschluss, Entgleisung eines Reisezuges, Entgleisung eines Güterzuges, Zusammenstoss zwischen Güterzügen, Zusammenprall mit nicht führendem Eisenbahn-Fzg. G1a: A = 2 Entgleisung eines Reisezuges oder Güterzuges, Zusammenstoss zwischen Güterzügen oder mit Reisezug Ein Schwerverletzter oder viele Leichtverletzte Zusammenstoss mit einem Reisezug, Zusammenprall mit führendem Eisenbahnfahrzeug 3 Ein Todesopfer oder mehrere Schwerverletzte Ereignisse bei mittlerer und hoher Geschwindigkeit sowie Personenunfall in einer Arbeitsstelle 17

18 THR Zuordnung für G1a G+S THR Beschreibung 8 1 x 10-4/h Einmal im Jahr G1a: G = B + M = = 5 S = T + V + A = = 6 G + S = x 10-5/h Einmal in 3 Jahren 10 1 x 10-5/h Einmal in 10 Jahren 11 3 x 10-6/h Einmal in 30 Jahren 12 1x 10-6/h Einmal in 100 Jahren 13 3 x 10-7/h Einmal in 300 Jahren 14 1 x 10-7/h Einmal in Jahren 15 3 x 10-8/h Einmal in Jahren 18

19 Ergebnisse 19

20 Ergebnis und Fazit Auf dieser Grundlage beabsichtigt die Hafenbahn Schweiz AG, das Stellwerk gemäß SIL 2 auszuschreiben. Die Festlegung lässt Handlungsspielraum offen; damit kann eine für die Hafenbahn adäquate Lösung erreicht werden. Das Ergebnis ist eine für die Hafenbahn angemessene THR bzw. SIL, die risikobasiert begründet ist. Die Hafenbahn in Kleinhüningen und Birsfelden weisen charakteristische Eigenheiten auf, die sich deutlich auf die Sicherheitsanforderungen auswirken. Mit BP-Risk konnten diese Eigenheiten abgebildet werden. Die Nutzung der Vornorm sparte Aufwand und lieferte gute Grundlagen. Es hat sich gezeigt, dass BP-Risk universell einsetzbar ist und zu belastbaren Lösungen führt. Die Risikoanalyse mit BP-Risk wurde inzwischen auch vom Bundesamt für Verkehr akzeptiert. 20

21 Quellen Bepperling, S-L. (2008) Bepperling, S.-L.; Fermaud, C. (2015) Dissertation: "Validierung eines semi-quantitativen Ansatzes zur Risikobeurteilung in der Eisenbahntechnik", Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrssicherung, TU Braunschweig, Risikoanalyse für den Stellwerksersatz der Hafenbahn Schweiz AG; Signal + Draht; Heft 7+8/2015; S VDE V Elektrische Bahn-Signalanlagen Teil 103: Ermittlung von Sicherheitsanforderungen an technische Funktionen in der Eisenbahnsignaltechnik, November EN 50129:2003 Bahnanwendungen: Telekommunikationstechnik, Signaltechnik und Datenverarbeitungssysteme. Sicherheitsrelevante elektronische Systeme für Signaltechnik, Dezember