Fahren im „Moving Block“ –
Digitale Schiene Deutschland beginnt mit Feldtests im Erzgebirge
Dieses Jahr führt das Projekt „Moving Block Demonstrator“ im Digitalen Testfeld Bahn im Erzgebirge Testfahrten im sogenannten „Moving Block“ durch – ein zentraler Bestandteil der neuen zugorientierten Sicherungslogik ADI (Advanced Digital Infrastructure). Die Details hierzu werden im folgenden Video und Text ausführlich erklärt.
Beim Fahren im Moving Block werden die Abstände zwischen den Zügen optimiert und im besten Fall auf den absoluten Bremswegabstand minimiert. Wegen ihrer sehr langen Bremswege unterliegen Zugfahrten immer einer Sicherungslogik, die das Auffahren zum vorausfahrenden Zug verhindert. Traditionell wird diese Sicherungslogik heute durch die Infrastruktur festgelegt. Im gegenwärtigen Bahnbetrieb sind statische Streckenabschnitte, sogenannte Blöcke, eingerichtet, die mit Zügen „belegt“ werden. Züge müssen dabei - unabhängig von ihrer tatsächlichen Länge - warten, bis ein gesamter Block freigegeben wird, bevor sie einfahren dürfen. Beim im Projekt zu testenden Ansatz wird hingegen jeder Zug mit seiner tatsächlichen Ausdehnung im Netz (inkl. Sicherheitszuschläge) berücksichtigt. Diesen Ansatz nennt man zugorientiert; der Zug wird zentrales Objekt der Sicherungslogik. Es wird nur der Teil des Gleises belegt, welcher - abhängig von der genauen Zugposition und dem Bremsvermögen – tatsächlich benötigt wird. Der Wechsel von einem blockbasierten Ansatz hin zu einer zugorientierten, flexiblen Belegung des Netzes ermöglicht eine höhere Zugdichte, was besonders in dicht besiedelten Gebieten die Netzkapazität erheblich steigert. Das Ziel des Projektes ist es, zu zeigen, dass der zugzentrische Ansatz mit seiner neuen technologischen Architektur funktioniert. Das Projekt Moving Block Demonstrator ist Teil des ERJU Innovation Pillars (siehe Artikel dazu). Im Rahmen der Digitalen Schiene Deutschland arbeiten die DB InfraGO, Hitachi Rail Österreich, SBB und ÖBB Infra gemeinsam an der Entwicklung des neuen, zugzentrischen Sicherungssystems.
Die Technologien
Die technologische Grundlage des Projektes ist eine zugorientierte Sicherungslogik basierend auf ADI. ADI besteht aus drei grundlegenden technischen Systemen, die im Projekt Moving Block Demonstrator prototypisch implementiert werden. Das Kernelement ist das Advanced Protection System (auf europäischer Ebene auch als „Moving Block System - MBS“ bezeichnet), welches als streckenseitiges Sicherungssystem die Feldelemente (wie Weichen) und Zugbewegungen überwacht und steuert. Seine „Anfragen“ erhält es von der Komponente Plan Execution (PE), die sich auf einen vorher erstellten Fahrplan stützt und diesen in sinnvolle Anfragen für das APS übersetzt. PE bildet damit die Schnittstelle zum zukünftigen CTMS, dem intelligenten Verkehrs- und Kapazitätsmanagementsystem der Digitalen Schiene Deutschland. APS und PE werden durch das Digitale Register mit allen notwendigen Infrastrukturdaten und Informationen zur Topologie versorgt. Das Projekt integriert dabei die drei Systeme und testet sowohl im Rahmen von Simulationen als auch im Feld. Das Digitale Register wird von der DB InfraGO entwickelt und zur Verfügung gestellt. Die Komponenten PE und APS werden schwerpunktmäßig vom Partner Hitachi Rail entwickelt.
Die Testumgebung
Die Feldtests werden im Digitalen Testfeld Bahn im Erzgebirge durchgeführt. Das ADI-Konzept der Digitalen Schiene Deutschland baut grundsätzlich auf dem European Train Control System (ETCS) auf, dem standardisierten europäischen Zugbeeinflussungssystem. Sowohl streckenseitig als auch am Testfahrzeug waren und sind zahlreiche Umbaumaßnahmen notwendig, um das Fahren via ETCS in Kombination mit den oben genannten Technologien zu ermöglichen. Auf den Fahrzeugen ist eine ETCS OBU (On Board Unit) erforderlich, um mit dem APS zu kommunizieren. Eines der Testfahrzeuge wurde daher extra mit einer ETCS OBU ausgestattet, in einem zweiten war diese OBU bereits vorhanden. Streckenseitig ist eine Ausrüstung mit modernen Feldelementen (Weichen, Achszähler) und Object Controllern (zur Ansteuerung der Feldelemente) notwendig, wobei die Schnittstelle zum APS auf europäischen Standards (EULYNX) basieren. Die Kommunikation zwischen dem streckenseitigen APS und den Zügen erfolgt über Funk via 5G. In einer späteren Projektphase ist der Einsatz des zukünftigen Mobilfunkstandards FRMCS (Future Railway Mobile Communication System) vorgesehen.
Erste kleinere Testkampagnen haben im Rahmen der Vorbereitung der Moving Block Demonstration bereits stattgefunden. So wurden die neue ETCS OBU in Betrieb genommen und die Konnektivität Strecke - Fahrzeug bereits erfolgreich getestet. In einem nächsten Schritt soll zeitnah mit dem zweiten Fahrzeug getestet werden, anschließend dann gleichzeitig mit beiden Fahrzeugen.
Blick in die Zukunft
Das ERJU Moving Block Demonstrator-Projekt bildet die Basis für eine zukünftige Implementierung einer zugorientierten Sicherungslogik im europäischen Bahnverkehr. Ziel des Projektes ist es, nachzuweisen, dass ein zugorientierter Ansatz funktioniert und gegenüber dem heutigen blockbasierten Ansatz deutliche Vorteile bietet. Darüber hinaus soll im Projekt gezeigt werden, wie die kluge Kombination fortschrittlicher Technologien den Bahnverkehr revolutionieren kann und Kapazitätseffekte in Kombination mit ETCS und innovativen Steuerungslogiken gehoben werden können.
In den kommenden Monaten sind weitere Testfahrten im Erzgebirge geplant. Wir sind gespannt auf die neusten Testergebnisse und freuen uns darauf, euch bald weitere Updates zu geben.
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