• Schnelles Schalten auf schmalen Schienen

    PSItraffic Zug-Management­­-System beim Regionalverkehr Bern-Solothurn

Wenn der neueste, auf Hochglanz polierte Zug mit viel Pomp und Blitzlichtgewitter erstmals zur Fabrikhalle ausrollt, dann herrscht Freude – beim Hersteller, bei der glücklichen Bahn, wo sie bald fahren wird und letztlich den künftigen Zugpassagieren. Eine Win-Win-Win-Situation.
Wie die vorangegangene Zuggeneration kommt aber auch die Leittechnik ins Alter. Bei der Erneuerung ist genau so viel Innovationskraft gefordert wie für den neuen Zug. Bloß, die Inbetriebnahme geschieht ganz ohne Medien – wie beim Regionalverkehr Bern-Solothurn RBS. Eigentlich schade.

Bern ist die Bundeshauptstadt – weltbekannt durch ihre durchgehenden Lauben in der Altstadt. Solothurn zieht jedes Jahr die Film- und Literaturfreunde an. Beide Städte sind verbunden durch die Aare, allerdings auf einem langen Umweg über den Bielersee, den höchstens geduldige Kanuten auf sich nehmen. Viel schneller geht’s mit den Zügen des RBS. Der ist ein modernes Bahn- und Busunternehmen, welches ab 1974 als erstes der Schweiz auf seinem meterspurigen Bahnnetz den integralen Taktfahrplan einführte.

Als Folge der enormen Pendlernachfrage wurden in den letzten Jahren und Jahrzehnten viele Streckenabschnitte auf Doppelspur ausgebaut und das Rollmaterial erneuert. Gedulden musste sich die ursprüngliche Leittechnik aus den 1980er Jahren, die mit den Anforderungen des immer dichter werdenden Zugverkehrs nicht mehr Schritt halten kann. Höchste Eisenbahn für einen Generationenschritt. Den hat die PSI Transcom gründlich vollzogen und mit PSItraffic auch gleich Pionierarbeit geleistet. Unterstützt wird PSI von ihren Projektpartnern Institut für Bahntechnik GmbH und ETC Transport Consultants GmbH.

PSItraffic in der RBS-Leitstelle.
PSItraffic in der RBS-Leitstelle.

Die Krux mit der Kreuzung

Konflikterkennung und -lösung.
Konflikterkennung und -lösung.

Nehmen wir die Funktionsweise der neuen Leittechnik unter die Lupe: Gesetzt der Fall, ein Zug kreuze regulär den Gegenzug auf einem bestimmten Bahnhof. Doch jetzt wartet ein Bauzug auf einem dieser Kreuzungsgleise auf einen nächtlichen Einsatz. Und der verhindert eine Kreuzung auf dem sonst einspurigen Streckenabschnitt des RBS.

Früher hätte hier ein Disponent die Situation auf Grund der Anzeige auf den Drucktasten-Stelltischen analysiert. Unter Rückgriff auf seine Erfahrungen hätte er dann entschieden, auf welchen anderen Bahnhof die Kreuzung verlegt werden muss, um einerseits den betroffenen Zug doch noch rasch ans Ziel zu führen und andererseits dem Gegenzug möglichst wenig Verspätung aufzubrummen.

Mit PSItraffic übernimmt die Technik diese Funktion. Voraussetzung für die präzise Zugleitung ist die genaue Ortung der Züge. Bisher geschah diese über die Identifizierung des Streckenblocks, auf welchem ein Zug jeweils stand. Die Fernsteuerung der Ortsstellwerke übermittelte diese Daten in die Leitstelle. „Das Personal konnte auf Grund der Regelgeschwindigkeit in diesem Blockabschnitt den wahrscheinlichen Ort des Zuges abschätzen“, blickt Ulrich Reinert, Koordinator Betrieb und Technik beim RBS zurück. Das genügt aber bei den heutigen Ansprüchen nicht mehr. Gefordert sind meter- bzw. sekundengenaue Ortungen, durch die GPS-Positionsmeldungen der Züge. Die Ortungsdaten werden – zusätzlich zu den Daten aus den Stellwerken – permanent ans Leitsystem gemeldet. Dort wird durch Vergleich mit den Fahrplandaten eine mögliche Fahrplanabweichung errechnet. Die nächsten Schritte finden im zentralen Rechner PSI/RBS statt (grün unterlegter Bereich der Grafik) – selbstverständlich vollautomatisch.

Das „Hirn“ im Hintergrund

„In diesem Bereich findet sich denn auch die große Neuerung von PSItraffic“, erklärt Holger Troll, Projektleiter bei PSI. Dazu wiederum ein Vergleich zum heutigen Standard: Übliche Leittechniken können Konflikte erkennen und auch lösen, aber bloß in der näheren Umgebung eines Störfalls. Sie erstellen keine Prognose zu netzweiten Folgeverspätungen und wie sich dies auf die gesamte Verkehrsabwicklung auswirkt, wie die Leittechnik von PSItraffic das bewerkstelligen wird. Damit PSItraffic Konflikte berechnen und lösen kann, muss sie diese zunächst erkennen. Dann kann sie auf Grund des gespeicherten Regelwerks und in Kenntnis aller theoretisch denkbaren Dispositionen neu disponieren (siehe Grafik oben: Konflikterkennung und Konfliktlösung mit Regelwerk). Im Fall unseres Beispiels mit dem Bauzug rechnet die Leittechnik, in welchem der beiden alternativen Bahnhöfe die Kreuzung neu stattfinden soll, unter folgenden Fragestellungen: Welche Fahrplanreserven haben die beiden betroffenen Züge? Werden andere Züge in ihrer Pünktlichkeit beeinträchtigt? Welche Umsteige-Anschlüsse können noch erreicht werden?

Fragen wie diese hat das neue Leitsystem abzuarbeiten und zur Entscheidungsreife zu bringen; in einfachen Fällen ohne große Auswirkungen auf den Betrieb wird die Leittechnik automatisch die Disposition vornehmen und den Fahrdienstleiter lediglich informieren. In kritischeren Fällen, bei denen z.B. Anschlüsse gebrochen oder gar Züge vorzeitig gewendet werden müssen, stellt die PSItraffic dem Fahrdienstleiter Lösungsvorschläge dar, natürlich unter Ausweisung der Folgen. Nach Wahl der Lösung durch den Fahrdienstleiter beginnt der Umsetzungsprozess: Der Befehl wird in die Fahrplan- und Ablaufprognose zurückgemeldet. Hier werden die entsprechenden Informationen primär für die Zuglenkung aufbereitet und an die Stellwerk-Fernsteuerung (Pfeil nach oben rechts) geleitet, die wiederum die eigentlichen Stellbefehle an die über die Strecke verteilten Ortsstellwerke übermittelt.

Die Reisenden in den Zügen und an den Bahnhöfen werden über die sie betreffenden Änderungen korrekt informiert. Dazu verfügt PSItraffic über eine Schnittstelle für die Fahrgastinformationssysteme.

Zwischen Fahrplanentwurf und den fahrenden Zügen liegen zahlreiche Zwischenstufen:

Fahrplan-, Ressourcen- und Umbauplanung: All diese Planungen basieren auf der jahrzehntelangen Entwicklung und der entsprechenden Erfahrung eines ÖV-Unternehmens. Sollte einmal eine Planung zu ambitioniert sein, kostet das Zeit und Nerven, die Sicherheit ist jedoch nicht tangiert.

Konflikterkennung/-lösung, Ablaufprognose: Was früher die Arbeit in der Betriebszentrale mit manueller Steuerung von Abweichungen vom Regelfahrplan war, ist heute die Intelligenz – beim RBS durch die Leittechnik von PSItraffic realisiert.

Automatische Zuglenkung und Zuglaufverfolgung: Hier findet hauptsächlich der Soll-/Istvergleich des Fahrplans statt. Sichere Stellwerkfernsteuerung: Was in der Betriebszentrale – ob manuell oder automatisch – entschieden wird, muss durch die Zuglenkbefehle an die Stellwerke übermittelt werden. Hier wie bei den Stellwerken müssen mögliche (Übermittlungs-/Signal-) Fehler durch Kontrollen auf Grund von Rückmeldungen verhindert werden. Dieser Bereich wird beim RBS durch die Firma LeitTech erneuert.

Stellwerke: Sie stellen vor Ort die Weichen und geben den Zügen die Fahrt frei, sofern der folgende Streckenblock nicht belegt ist. Im Fall des RBS bleibt die bestehende Stellwerktechnik erhalten.

Züge disponieren statt Fahrstraßen stellen

Entsprechend ändert sich auch die Arbeit der Fahrdienstleiter, die künftig in aller Regel nicht mehr Fahrstraßen einstellen. Vielmehr werden sie die Züge anhand einer Bildfahrplan-Darstellung disponieren. Diese zeigt in Echtzeit die Lage aller Züge im Netz einschließlich des prognostizierten Fahrtverlaufs. So werden die Abhängigkeiten zwischen den Zügen besser ersichtlich und die Arbeit beschleunigt. Der Fahrdienstleiter kann per Mausklick den Zügen neue Fahrlagen zuordnen und Kreuzungen verlegen – die anschließende Steuerung der Fahrstraßen übernimmt die Leittechnik (resp. Fernsteuerung) im Hintergrund.

Der große Vorteil: Der Fahrdienstleiter sieht die Auswirkungen seiner Dispositionen auf den Fahrplan und erkennt auch die Abhängigkeiten Konflikterkennung und –lösung zwischen den einzelnen Fahrten. Mit minimalem Aufwand kann so ein Maximum an Betrieb gesteuert werden.

Langsamer fahren, Strom sparen

PSItraffic kann aber noch mehr: Dank der netzweiten Prognose weiß die Leittechnik auch, wie schnell welcher Zug idealerweise unterwegs sein soll. Ziel ist es, Signalhalte zu vermeiden, indem die Fahrzeitreserve in eine Geschwindigkeitsreduktion umgerechnet wird. Das schlägt sich nicht nur in einem niedrigeren Energiekonsum nieder, sondern verbessert auch den Fahrkomfort. Deshalb wird die optimierte Geschwindigkeit in den Führerstand gemeldet. In einer späteren Phase könnte diese Information sogar für eine Teilautomatisierung des Fahrbetriebs genutzt werden.

Autor: Johannes von Arx, freier Fachjournalist
Zürich / www.rbs.ch

Der Endbahnhof in Bern ist ein unterirdischer, viergleisiger Kopfbahnhof mit zwei vier Meter breiten Mittelbahnsteigen und einseitigem Zugang. Der Bahnhof wird von bis zu 60.000 Fahrgästen täglich durchströmt. Wesentlicher Engpass sind die schmalen Bahnsteige. Damit die ankommenden Fahrgäste den Bahnsteig zügig verlassen können, wurden Rückhalteräume eingerichtet.

PSItraffic wird künftig auch diese Räume steuern, in Echtzeit und in Abhängigkeit der betrieblichen Lage. Den Fahrgästen soll zudem mittels „Count-down-Anzeigen“ die Abfahrt ihres Zuges sekundengenau dargestellt werden.

Kontakt

PSI Transcom GmbH
Holger Troll
Projektleiter RBS