mini|Ausgerüstete Strecken in Deutschland (Stand Dezember 2025): Linienförmige Zugbeeinflussung (LZB) European Train Control System (ETCS)
Die Linienförmige Zugbeeinflussung (LZB), auch Linienzugbeeinflussung, ist ein System der Eisenbahn, das verschiedene Funktionen im Bereich der Sicherung von Zugfahrten und der Zugbeeinflussung übernimmt. Neben der Übermittlung von Fahraufträgen, Höchstgeschwindigkeit und verbleibendem Bremsweg auf eine Anzeige im Führerstand überwacht das System das Fahrverhalten der Züge und kann durch Eingriffe in die Fahrzeugsteuerung die Fahrt der Züge beeinflussen.
Linienförmig bedeutet dabei, dass der Informationsaustausch zwischen Strecken- und Fahrzeugeinrichtung während der gesamten Fahrt, auch während Betriebs- und Verkehrshalten, dauernd und zusätzlich in beiden Richtungen besteht. Einige Bauformen der LZB ermöglichen die vollautomatische Steuerung der Fahr- und Bremsvorgänge von Zügen. Die linienförmige Zugbeeinflussung verwendet eine induktive Datenübertragung zwischen Fahrzeug und Fahrweg mittels eines im Gleis verlegten Antennenkabels, des sogenannten Linienleiters. LZB wird in Deutschland, Österreich und Spanien sowie bei einigen U-Bahnen in anderen Ländern eingesetzt.
Im Jahr 2014 betrieb DB Netz (heute DB InfraGO) 2465 Kilometer zweigleisige Strecken mit LZB, die bis 2030 auf das Nachfolgersystem ETCS umgestellt werden sollten. 2025 wurde von einem Weiterbetrieb von einem „signifikanten Anteil“ der LZB-Strecken auch nach 2030 ausgegangen. Eigentlich sollte ETCS Level 2 die LZB-Technik bis dahin größtenteils ersetzt haben. Ende 2021 waren insgesamt 2609 km von 33.288 km im Netz der Deutschen Bahn mit LZB ausgerüstet.
Hintergrund der Entwicklung Im klassischen Eisenbahnbetrieb werden die Zugfahrten durch ortsfeste Signale geführt. Ein Hauptsignal zeigt dabei an, ob und ggf. mit welcher Geschwindigkeit der Gleisabschnitt bis zum nächsten Hauptsignal befahren werden darf (vgl. Sicherung von Zugfahrten). Die Stellung eines Hauptsignals wird wegen der langen Bremswege von Zügen durch Vorsignale oder das vorherige Hauptsignal angekündigt. Fährt ein Zug an einem Vor- oder Hauptsignal in der Stellung „Halt erwarten“ vorbei, muss der Triebfahrzeugführer den Zug so weit abbremsen, dass er vor dem folgenden Hauptsignal anhalten kann.
Bei steigenden Geschwindigkeiten der Züge ergeben sich daraus zwei Probleme: Zum einen sinkt die Zeit, in der ein Triebfahrzeugführer den Signalbegriff eines ortsfesten Signals wahrnehmen kann, wenn er darauf zufährt. Insbesondere bei schlechten Sichtverhältnissen wie Nebel kann die Zeit für eine sichere Wahrnehmung zu kurz werden. Zum anderen steigt der notwendige Vorsignalabstand durch die längeren Bremswege mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Eine Erhöhung des Vorsignalabstands über 1000 Meter hätte eine Erhöhung der Vorbelegungszeit der Abschnitte durch langsame Züge zur Folge, was die Leistungsfähigkeit der Strecke reduzieren würde.
Um eine Bremsung bis zum Stillstand innerhalb von 1000 m zu gewährleisten, ist selbst bei guter Bremsausrüstung des Zuges (Magnetschienenbremse) die zulässige Höchstgeschwindigkeit auf 160 km/h begrenzt. Fahrten mit mehr als 160 km/h werden deshalb in Deutschland durch eine kontinuierliche Zugbeeinflussung geführt, wobei der Begriff Führung eine kontinuierliche Führerraumsignalisierung beinhaltet ( Abs. 3 EBO, Abs. 2 EBO).
Die LZB wurde für den Hochgeschwindigkeitsverkehr entwickelt, wird aber aufgrund der dichteren möglichen Zugfolge gegenüber älteren Systemen auch auf Strecken von S-/U-Bahnen und bei Güter- oder Mischverkehr im Rahmen des CIR-ELKE-Projektes eingesetzt. Die Hauptvorteile der LZB gegenüber den älteren, nur punktförmig übertragenden Systemen ist die Möglichkeit, extrem kurze Blockabschnitte zu verwenden und den Bremsweg der Züge abhängig von deren Geschwindigkeit und Bremsverhalten zu überwachen.
Grundlegende Funktionsweise Bei der LZB übernimmt eine Streckenzentrale (Zentralrechner) die Überwachung der Zugfahrt. Die Streckenzentrale steht über einen im Gleis verlegten Linienleiter immer mit den Fahrzeugen in Verbindung. Über diese Verbindung melden die Fahrzeuge ihre Position und Geschwindigkeit an die Streckenzentrale. Diese berechnet für jeden Zug individuelle Führungsgrößen und sendet diese an die Fahrzeuge. Im Fahrzeug wird die Einhaltung der Führungsgrößen überwacht (genauer siehe Funktionsweise).
Durch ein LZB-Gerät im Führerstand werden dem Triebfahrzeugführer folgende Informationen dargestellt: Soll-Geschwindigkeit (momentan gültige Höchstgeschwindigkeit) Zielgeschwindigkeit (Höchstgeschwindigkeit am nächsten Geschwindigkeitswechsel) Zielentfernung (Entfernung bis zum nächsten Geschwindigkeitswechsel)
Die Sollgeschwindigkeit berücksichtigt dabei bereits eine ggf. notwendige Bremsung bei Annäherung an den Zielpunkt, sie fällt also bei Annäherung kontinuierlich ab, bis sie schließlich am Zielpunkt mit der Zielgeschwindigkeit identisch ist. Ein Halt zeigendes Signal ist dabei ein Zielpunkt mit der Zielgeschwindigkeit null.
Der nächste Zielpunkt wird – je nach genauer Ausführung – bis zu einer Entfernung von 38.000 Metern dargestellt. Wird bis dorthin keine Restriktion gefunden, entspricht die Zielgeschwindigkeit der zulässigen Streckengeschwindigkeit, fallweise auch der zulässigen Geschwindigkeit der Fahrzeuge im Zug. Dem Triebfahrzeugführer wird also mit diesen Größen die Befahrbarkeit der folgenden Abschnitte ggf. mit Geschwindigkeitsbeschränkung dargestellt. In konventionellen Signalsystemen wären diese Angaben in den Begriffen mehrerer Vor- und Hauptsignale kodiert.
In Verbindung mit der Automatischen Fahr- und Bremssteuerung (AFB) wäre auf diese Weise eine fast vollautomatische Steuerung des Zuges möglich. Lediglich die Bremsungen für das Halten an Bahnsteigen müssten vom Triebfahrzeugführer noch manuell durchgeführt werden. Allerdings orientiert sich die AFB stets an der maximal möglichen Geschwindigkeit und versucht diese zu erreichen bzw. zu halten. So könnte es technisch vorkommen, dass die AFB trotz Zufahrt auf ein haltzeigendes Signal noch beschleunigt und dann kurz vor dem Signal stark abbremst. Ein solcher Fahrstil ist jedoch weder komfortabel noch energieeffizient, sondern ggf. sicherheitsgefährend, weshalb die Nutzung der AFB bei Fahrten auf Halt untersagt ist.
Bremskurvenberechnung Die der Berechnung von Bremskurven zu Grunde zu legende Bremsverzögerung wird anhand der vom Triebfahrzeugführer am Fahrzeuggerät angegebenen zulässigen Geschwindigkeit und Bremshundertsteln ausgewählt, ferner wird von der Streckenzentrale eine Gefällestufe übermittelt. Anhand dieser Werte wählt das Fahrzeuggerät die den Bremskurven zu Grunde zu legende Verzögerung aus Tabellen aus, die auf dem Fahrzeug hinterlegt sind. Die Bremstafeln beschreiben den zulässigen Bremsweg in Abhängigkeit von Bremshundertsteln, Geschwindigkeit sowie Gefälle und wurden nach Anträgen der DB von 1987 und 1989 vom Bundesverkehrsministerium genehmigt.
Die LZB nutzte für Betriebsbremsungen zunächst Sollbremskurven mit einer typischen Verzögerung von 0,5 m/s², an der Triebfahrzeugführer (ggf. mit AFB) entlang bremsen sollen. Den Sollbremskurven wurden Bremsüberwachungskurven zugeordnet. Näherte sich der Triebfahrzeugführer diesen an, erfolgte zunächst eine optische und akustische Warnung, bei Erreichen wurde eine Zwangsbremsung ausgelöst. Die Bremsüberwachungskurven basierten auf zwölf verschiedenen Verzögerungen (zwischen 0,115 und 1,10 m/s²), die insbesondere vom Bremsvermögen des Zuges (Bremshundertstel) und dem Gefälle der Strecke abhängig waren. Entsprechende Bremstafeln wurden erstellt. Für Bremsausgangsgeschwindigkeiten bis 150 km/h wurden in den einzelnen Verzögerungsstufen dabei konstante Verzögerungen über den gesamten Geschwindigkeitsbereich unterstellt, für darüber liegende Bremsausgangsgeschwindigkeiten fielen die unterstellten Verzögerungswerte linear ab, um fallenden Haftwerten zwischen Rad und Schiene Rechnung zu tragen. Bremstafeln wurden zunächst für die Ebene, für 5 Promille Gefälle (Maximalwert erster Ausbaustrecken) sowie 12,5 Promille Gefälle (Maximalwert für Neubaustrecken) erstellt. Die 1986 aufgestellten Bremstafeln für Personenzüge (Bremsart R/P) umfassten den Geschwindigkeitsbereich von 80 bis 300 km/h. Für Güterzüge wurden später gesonderte LZB-Bremstafeln erstellt. Dabei wurden Geschwindigkeiten bis 120 km/h zu Grunde gelegt. Während konventionell nur 90 km/h (Bremsstellung G) bzw. 100 km/h (Bremsstellung P) zulässig waren, standen noch höheren Geschwindigkeiten mit LZB thermische Belastungsgrenzen der Bremsen entgegen.
In der Bauform L72 CE I wählt die Streckenzentrale (OPZ) eine über den kompletten Geschwindigkeitsbereich konstante Bremsverzögerung anhand der beim LZB-Einstieg (Taufe-Verfahren) übermittelten Inputparameter des Fahrzeugs (Bremshundertstel, Höchstgeschwindigkeit, Zuglänge) aus. Diese wird über Bremskurvennummer (BRN) an das Fahrzeug übermittelt, das daraus drei Bremskurven (für Sollgeschwindigkeit, Warngeschwindigkeit und Überwachungsgeschwindigkeit) übermittelt.
Für die Schnellfahrstrecke Köln–Rhein/Main mit Neigungen bis 40 Promille hätte das bisherige LZB-Bremsmodell zu Betriebsbremswegen aus 300 km/h von bis zu ca. 15 km geführt. Aufgrund des vergleichsweise großen Verhältnisses von Soll- und Überwachungsverzögerung von 7/10 führte dies zu einem unnötig großen Abstand.
Mit der Einführung von CIR-ELKE II wurde das Bremsmodell weiterentwickelt. Dabei wurden zehn Bremstafeln (in 10-km/h- sowie 10-Bremshundertstel-Intervallen) für Gefälle bis 44 ‰ sowie Steigungen von bis zu 39 ‰ aufgestellt. Durch die Berücksichtigung mehrerer Bremstafeln in einem Bremsweg mit wechselnden Längsneigungen konnte die Streckenkapazität erheblich gesteigert werden.
Entwicklung der linienförmigen Zugbeeinflussung In den 1920er Jahren liefen in Deutschland verschiedene Versuche mit punktförmigen Zugbeeinflussungssystemen. An bestimmten Punkten sollten dabei mittels mechanischer, magnetischer, elektrischer und induktiver Beeinflussung Züge automatisch verlangsamt oder angehalten werden können. Um damit verbundene betriebliche Einschränkungen zu überwinden, wurde eine linienförmige Zugbeeinflussung vorgeschlagen, die nicht nur an einzelnen Punkten, sondern kontinuierlich Zugfahrten beeinflussen sollte. In den Vereinigten Staaten waren linienförmige Systeme zu dieser Zeit bereits auf etwa 6000 km im Einsatz.H. Arndt: Das Punkt- und Liniensystem der selbstständigen Zugbeeinflussung. In: Siemens-Zeitschrift, Hefte 9, 10 und 11/1928, S. 524–530/599–608/650–657 .
Vorgeschlagen wurde, den Überwachungsstrom der Gleisstromkreise zu nutzen, um kontinuierlich zu übertragen, ob die beiden vorausliegenden Blockabschnitte frei oder besetzt sind. Dabei sollten bis zu 20 cm über den stromdurchflossenen Schienen vor der ersten Achse liegende Empfängerspulen die Daten aufnehmen. Über Stromkreise sollten sowohl die Bremsen bedient als auch der Signalbegriff des zurückliegenden und der beiden vorausliegenden Blocksignale dem Triebfahrzeugführer mittels einer grünen, gelben bzw. roten Lampe angezeigt werden.
Die ersten Versuche mit einer linienförmigen Zugbeeinflussung fanden 1928 bei der U-Bahn Berlin statt.
mini|Linienleiter auf Fester Fahrbahn
Die Entwicklung der modernen LZB in Deutschland begann in den 1950er Jahren. Hermann Lagershausen, Gründer des Instituts für Verkehr, Eisenbahnwesen und Verkehrssicherung (heute Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrssicherung) an der Technischen Universität Braunschweig (ehemals TH), unternahm einen wesentlichen Schritt der Entwicklung. Das Fahren auf elektrische Sicht war für Lagershausen eine wesentliche Weiterentwicklung für das System Bahn, die es damals in Deutschland zu erforschen galt.Birgit Milius: 50 Jahre Linienzugbeeinflussung in Deutschland. In: Signal + Draht, Heft 9/2015, S. 6–8.