ETCS - Strategie vs Stellwerksalter - Ein (un)lösbares Problem? - DB Netz AG. Braunschweig, Braunschweiger Verkehrskolloquium

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1 Braunschweiger Verkehrskolloquium ETCS - Strategie vs Stellwerksalter - Ein (un)lösbares Problem? - DB Netz AG Dipl.-Ing. Christoph Gralla; I.NVT Braunschweig, ETCS: European Train Control System 1

2 ETCS-Strategie Versus Stellwerksalter Interoberabilität: Strom- und Zugsicherungssysteme Gesetzesgrundlage zur Einführung von ETCS ETCS-Strategie in Deutschland Infrastruktur Zugsicherungssysteme PZB, LZB, ETCS-Level 1/2/3 Stellwerke in Deutschland Beispiel Korridor Rotterdam Genua Stellwerksalter mit Beispiel Emmerich-Basel Die 6 Hauptgüterverkehrskorridore repräsentieren 6 % des gesamten Netzwerkes, transportieren aber 20% der Frachtaufkommens Ansatzhebel und Fazit ETCS: European Train Control System 2

3 Interoperabilität Heute Vielfachausrüstung für Strom- und Zugsicherungssystemen bei internationalem Verkehr notwendig mm, 25 kv~, ATP-VR(JKV) Helsinki 1435 mm, 15 kv~, Ebicab mm, 25 kv~, Zub mm, 15 kv~, PZB-LZB 1435 mm, 25 kv~, Crocodile/KVB 1435 mm, 1.5 kv=, Crocodile/KVB Madrid 1668 mm, 3 kv=, ASFA 3

4 Zugsicherungs- und Stromsysteme in Europa Nicht elektrifiziert Stromschiene DC EBICAB 700/ L EBICAB 900 1,5 kv DC 3 kv DC 15 kv 16 2/3 Hz 25 kv 50 Hz 3 kv DC/ 25 kv 50 Hz Zugsicherungssysteme AWS TVM/KVB IE TBL BR ZUB 123 NSB ATB/ATB-NG NS SNCB/ DSB DB AG SJ PKP VR EVR LG LDZ BZD I INDUSI / LZB LS 90 RZD Vielfachausrüstung für Strom- und Zugsicherungssystemen bei internationalem Verkehr notwendig ASFA/LZB SNCF NMBS CFL SBB/CFF/FFS CD ÖBB ZSR MAV UZ CFM SHP EBICAB 700 CP RENFE FS SZ HZ JZ ZBH HSH SNCFR BDZ EVM Unwirtschaftlichkeit SIGNUM ZUB 262 BACC/SCMT OSE INDUSI/ LZB 4

5 ETCS- Aus- und Vorrüstungsverpflichtungen durch die TSI Infrastruktur HGV TSI-CC* Konventionelles TEN-Netz ab Ende 2005 Ausrüstungsverpflichtung seit 12/2002 nationaler Umsetzungsplan POS Nord Ludwigshafen-Saarbrücken Aachen-Grenze D/B NBS Nürnberg-Ingolstadt Pilot: Jüterbog Halle Leipzig jede neue HGV Strecke sobald dieses Technik technisch und betrieblich zur Verfügung steht (nach 2008) * Technical Specification Interoberability - Control Command Ausrüstungsverpfl. Inception cernel Bei Neubauten und wesentlichen Änderungen auf allen Strecken gem. EU-Entscheidung 884/2004EG Anhang III Vorrüstungsverpfl. Übriges konv. TEN Netz Bei Neubauten und wesentlichen Änderungen auf allen übrigen konventionellen TEN-Strecken Ziel des Korridorkonzepts ETCS- Ausrüstung nur auf 6 Korridoren gemäß Migrationsplan Entfall der Aus- und Vorrüstung des übrigen Netzes 5

6 Umsetzung der Europäischen Gesetzgebung TSI-CCS Kapitel 7: ETCS in Deutschland; 1. Indikation vorbehaltlich der Gremienzustimmungen ETCS Installation wird getrieben durch die Europäische Gesetzgebung Installation von ETCS unter reinen wirtschaftlichen Gesichtspunkten In Deutschland bedeutet dies: Vermeiden einer Flickenteppichinstallation durch Konzentration der ETCS-Ausrüstung auf Transitgüterverkehrskorridore parallel zu den existierenden Zugsicherungssystemen. 1. Phase bis 2020: Korridore Emmerich - Basel und Aachen Frankfurt(Oder)/Horka 2. Phase nach 2020: Korridore Hamburg-Bad Schandau, Flensburg-Kiefersfelden, Kehl- Salzburg, Darmstadt-Passau. Ersatz der abgängigen LZB durch ETCS beim Bau von Neu- und Ausbaustrecken im HGV-Netz bis zum Zeitpunkt 2020/2026 Fahrzeugflotten Umrüstung auf ETCS folgt der Streckenausrüstung zum Teil in Parallelausrüstung 6

7 Gesamte ETCS-Strategie Infrastruktur; 1. Indikation vorbehaltlich der Gremienzustimmungen ETCS-Level 1 Aachen Belgische Grenze Südlicher Berliner Außenring (übergangsweise) ETCS-Level 2 Güterkorridore des konventionellen Netzes Schnellfahrabschnitte Vmax > 160 Km/h ETCS-Level in Abhängigkeit der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit Lückenschlüsse ETCS SRS (Bestellungen bis 2009) Berlin-Leipzig Südlicher Berliner Außenring (übergangsweise) Aachen Belgische Grenze POS Nürnberg-Ingolstadt-München ETCS SRS der Rest 7

8 Zugbeeinflussungssysteme der deutschen Bahn vereinfachte Darstellung PZB Punktförmige Zugbeeinflussung Vmax <= 160 Km/h LZB Linienzugbeeinflussung Vmax > 160 Km/h ETCS-Level 1 Punktförmige Zugbeeinflussung Vmax <= 160 Km/h ETCS-Level 2 über GSMR übertragene Fahrbefehle Vmax > 160 Km/h ETCS: European Train Control System 8

9 PZB: Punktförmige ZB V max <= 160 Km/h LZB: Linienförmige ZB V max > 160 Km/h LZB-Zentrale PZB 90 LZB Signal optional Gleismagnete 1000Hz 500Hz 2000Hz Gleisabschnittgrenzen Stellwerk LZB-Linienleiter Gleisabschnittgrenze Stellwerk 9

10 ETCS-Level 1 ETCS Level 2 V max <= 160 Km/h V max >160 Km/h GSM-R Funkblockzentrale (RBC) ETCS LEU ETCS Signal optional Balisen Gleisabschnittgrenzen Stellwerk für die Signale Ortungs-Balisen Gleisabschnittgrenzen Stellwerk 10

11 ETCS-Level 3 Kontinuierliche Zugbeeinflussung Vmax > 160 Km/h GSM-R Funk Funkblockzentrale (RBC) Signal optional Zugvollständigkeitsüberwachung ETCS Ortungs-Balisen Stellwerk 11

12 Die deutsche Eisenbahn ist seit mehr als 150 Jahren ein innovativer Treiber für Steuerund Sicherungstechnik mechanische und elektromechanische Stellwerke verbesserten die Sicherheit unter gleichzeitiger Verringerung des Personalbedarfes. Mechanische Stellwerke geführte Stahlseilverbindungen zur Bewegung der Signalflügel und Stellung der Weichen seit Beschränkter Wirkbereich durch die Seilsteuerung sowie beschränkte Spurüberwachung. Elektromechanische Stellwerke Weichen und Formsignale mit elektrischen Antrieben seit

13 Relais Stellwerke für zentrale Bedienung auch von größeren Bahnhöfen Die Entwicklung von Drucktastenstellwerken begann 1940 (Implementierung nach dem 2. Weltkrieg in den frühen 50). Die Verwendung von Lichtsignalen erlaubte eine Verlängerung der Kontrollabschnitte bei offenen Gleisabschnitten. Die Weiterentwicklung hin zu den Spurplanstellwerken in den 70 Jahren brachte eine verbesserte Optimierung des Betriebes.. 13

14 Die Einführung von Elektronischen Stellwerken brachte die Vorraussetzung für die angestrebte Zentralisierung der Bedienung in 7 zentralen Betriebsleitzentralen Elektronische Stellwerke (ESTW) erlauben die Steuerung der Feldelemente ohne örtliche Besetzung. ESTW Ausgelagerter Stellrechner Die Lichtsignalisierung wurde durch den Einsatz von Kombisignalen (KS) erheblich verbessert. 14

15 Die Zusammenfassung der Steuerung in sieben zentralen Bedienleitzentralen führte zu weiteren Optimierung des Bahnbetriebes Scheduler s work station Gekoppelt mit einem effizienten Dispositionssystem werden die Trassen in den Bedienleitzentralen (BZ) eingeplant, gesteuert und gesichert. Vorraussetzung für die Bedienung sind elektronische Stellwerke! Secure display at the operations controller work station 15

16 ETCS-Scheme Korridor Rotterdam Genua Status August 2006 SRS Version Infrastr c ETCS Level 2 +Crs ETCS Level 2 Zevenaar-Border NL KIJFHOEKk ZENENAR EMMERICH ROTTERDAM D OBERHAUSEN DUSSELDORF KOLN BONN KOBLENZ GROSS GERAU BIBLIS MANNHEIM KARLSRUHE OFFENBURG ETCS Level Wenn STM PZB verfügbar ETCS Level ETCS Level 2 CH I FREIBURG BAS-FRE OLTEN ARTH-GOLDAU BERN THUN BRIG DOMODOSSOLA LUINO CHIASSO SEREGNO BERGAMO GALLARATE NOVARA PAVIA CREMONA MORTARA VOGHER PIACENZA ALESSANDRIA A TORTONA OVADA GENOA ETCS Level 2 Lötschberg 2007 ETCS Level 2 Matt-Rothrist 2011 TP44 komplett ETCS L1LS wenn SRS 3.0 verfügbar ETCS Level 1 Radio infill wenn SRS 3.0 verfügbar ETCS Level 1 additional line

17 Stellwerksalter Stand 2005 Altersstruktur Stellwerke Korridor 4G Emmerich-Basel Anzahl Stellwerke Alter 0-5 Jahre Alter 5-10 Jahre Alter Jahre Alter Jahre Alter Jahre Alter Jahre Alter Jahre Alter Jahre Alter Jahre Alter > 45 Jahre Alter am Ende der Phase

18 Stellwerksportfolio in Deutschland Stellwerke unterschiedlicher Bauformen und Jahrgänge Σ Σ In den kommenden 10 Jahren ist die Erneuerung von über Stellwerken 1) zu erwarten Σ Σ ~ Grenze Abgängigkeit > < Mechanische Stw Elektromech. Stw 7 RSTW 6 UZ ESTW-A Stellwerke Stelleinheiten Quelle: SAP R/3 / Stand ) Mit einen ESTW können mehrere mech. Stellwerke ersetzt werden 18

19 Zusammenhang zwischen Ø Lebensdauer ESTW und Kosten je Stelleinheit und bei gegebenem Investitionsvolumen Kosten je Stelleinheit [ ] Investitionsvolumen Mio. /p.a. Heute Ø Lebensdauer erneuerte Stelleinheiten pro Jahr mech. STW RSTW Erwartete Lebensdauer von ESTW-Komponenten 19

20 Vereinbarkeit der ETCS Strategie mit der Stellwerksstrategie zur Realisierung der ETCS Migration in den angegebene Zeiten Mögliche Ansatzhebel Parameter Bei Neubau Erhöhung des Investitionsvolumen für Stellwerke Reduzierung Stelleinheitskosten Bei Erhalt der Alttechnik Sonderlösungen mit Wirkbereichsübergreifenden RBC Lösungen Bei Modifikation der Alttechnik Schaffung von Schnittstellen zu alten Stellwerken für ETCS Reduzierung der Installierten Basis Generell Preiswertere ETCS-Technik Erhöhung der Nutzungsdauer generell Freier Wettbewerb Steuergelder und Ressourcen zukünftige neue ESTW Konzepte neue Lösungen für RBC und Zugnummernmeldeanlagen ETCS-fähige Fernsteuerungen Stilllegung von Strecken, Spurplanoptimierung Anbieter, Level, Technik Qualitätsverbesserung Internationale Standardisierung 20

21 Vision für die LST-Infrastruktur durch ETCS Langfristiger weitgehender Verzicht auf Signale Reduzierung der Infrastrukturinvestitionen Reduzierung der Wartungs- und Instandhaltungskosten Reduzierung des Instandhaltungspersonals GSM-R Funk Funkblockzentrale (RBC) ETCS Handlungsbedarf an allen Stellhebeln Gleisabschnittgrenze Für Bahn und Industrie Ortungs-Balisen Stellwerk 21

22 ETCS Corridors The Common Way Danke für Ihre Aufmerksamkeit 22