Sicherung von Zugfahrten

Zur Sicherung von Zugfahrten ergreifen die Eisenbahnunternehmen verschiedene Maßnahmen, um im Rahmen der technischen Voraussetzungen – Spurführung und große Bremswege – den Betrieb für Zugfahrten sicher durchzuführen. Für bestimmte Betriebsarten, etwa Rangierfahrten, gelten besondere Vorschriften. Leit- und Sicherungstechnik, kurz LST, ist der Teil der Bahntechnik, der einen sicheren und geordneten Eisenbahnbetrieb ermöglicht. Dazu gehören vor allem Stellwerkstechnik, Signale, Weichensteuerung, Fahrstraßensicherung und auch Zugbeeinflussung.

Gefährdungen Wesentlich für den Betrieb von Eisenbahnen sind deren maßgebende Systemeigenschaften:

Spurführung geringe Haftreibung

Die Spurführung führt zur Notwendigkeit von beweglichen Fahrwegelementen (z. B. Weichen) und die geringe Haftreibung zu langen Bremswegen, welche die Sichtweite oft deutlich überschreiten.

Um einen sicheren Betrieb durchführen zu können, müssen Gefährdungen für Zugfahrten, die aus Entgleisungen durch Unstetigkeiten im Fahrweg, z. B. an Weichen oder bei gebrochenen Schienen, oder durch eine überhöhte Geschwindigkeit des Zuges,

oder aus Kollisionen, namentlich durch Gegen-, Flanken- und Folgefahrten mit anderen Eisenbahnfahrzeugen, die in den Lichtraum des Zuges gelangen, durch systemfremde Verkehrsteilnehmern z. B. Straßenverkehrsteilnehmer an einem Bahnübergang, mit anderen Gegenständen, z. B. Bäumen, Muren oder Lawinen auf den Schienen, oder mit herabhängenden Fahrleitungen,

resultieren, verhindert werden.

mini|Beispiel eines Deadlocks bei einer eingleisigen Strecke zwischen zwei Bahnhöfen mit jeweils zwei Gleisen Dazu kommt die Notwendigkeit einer Überfüllverhinderung, um den sogenannten Deadlock zu verhindern, bei dem sich die Züge gegenseitig blockieren.Jörn Pachl: Systemtechnik des Schienenverkehrs: Bahnbetrieb planen, steuern und sichern. 6. Auflage, Vieweg + Teubner 2011, S. 214. ISBN 978-3-8348-1428-9, doi:10.1007/978-3-8348-8307-0.

Die Sicherung kann grundsätzlich technisch (durch Abhängigkeiten in der Bedienung der Anlagen, Signal und Züge) und nicht-technisch durch betriebliche Vorschriften (siehe auch Betriebsverfahren) erfolgen, was eine größere Sicherheitsverantwortung für Menschen bedeutet. Je größer das Gefährdungspotential ist (z. B. hohe Geschwindigkeiten), desto höher ist auch der Anteil der technischen Sicherung. Eisenbahnbetrieb ganz ohne technische Sicherung ist heute in Deutschland nur auf Nebenbahnen (Zugleitbetrieb), im Rangierbetrieb oder bei technischen Störungen zulässig.

Geschichte Frühzeit mini|Siemens Zeigertelegraf mini|Streckenläutewerk mini|Der Royal Train bei Ankunft in Tattenham Corner zum Epsom Derby 1959. Vorne an der Lokomotive der Schools Class ist das Spitzensignal für den Royal Train in Form von vier weißen Scheiben angebracht.

In der Anfangszeit des Betriebes gab es Eisenbahnen, die versuchten, ohne Sicherungssysteme auszukommen. Der Eisenbahnbetrieb wurde analog zum damaligen Straßenverkehr gesehen: Die Lokomotivführer fuhren auf SichtLionel Thomas Caswell Rolt: Red for Danger. Auflage: London 1978, S. 24–26, berichtet von Fast-Unfällen in dieser Betriebssituation auf englischen Bahnen, auch bei zweigleisigem Betrieb. und sollten sich im Bedarfsfall darüber verständigen, wer bei eingleisigen Strecken gegebenenfalls seinen Zug in ein Ausweichgleis zu fahren hatte. Da Züge aufgrund ihrer reibungsärmeren Fahrbahn und der größeren Masse gegenüber Straßenfahrzeugen viel träger zu bremsen waren, führte das bald zu Unfällen (vgl. etwa den Eisenbahnunfall von Suffolk, 1837). Deshalb kamen Signale zum Einsatz. Die erste Eisenbahngesellschaft, die das einführte, war die Liverpool and Manchester Railway. Am Anfang waren das tagsüber farbige Flaggen und in der Dunkelheit entsprechende Laternen. Außerdem wurden die Lokomotiven bald mit Dampfpfeifen ausgerüstet.Püschel, S. 7.

Die Flaggen wurden in der Folge durch Formsignale ersetzt, die aus dem Optischen Telegrafen entwickelt wurden. Weiter statteten sich die Bahnen mit elektrischen Telegrafen aus. Ein erstes Modell war bereits ab 1832 von Wilhelm Weber und Carl Friedrich Gauß entwickelt worden. Der elektrische Telegraf ermöglichte es auch, ankommende Züge der nächsten und folgenden Betriebsstellen vorzumelden. Als erste Bahngesellschaft in Deutschland setzte die Leipzig-Dresdner Eisenbahn-Compagnie das System ein. Ihr folgten die Taunus-Eisenbahn, die Pfälzischen Eisenbahnen, die Hessische Ludwigsbahn, die Köln-Mindener Eisenbahn-Gesellschaft, die Rheinische Eisenbahn-Gesellschaft, die Main-Neckar-Eisenbahn-Gesellschaft und die Main-Weser-Bahn,Püschel, S. 8.

Die Hessische Ludwigsbahn setzte den Zeigertelegrafen von William Fardely ein und die Main-Weser-Bahn nutzte den Zeigertelegrafen nach August Kramer. Eine weitere Sicherung war die Installation von Läutewerken, in Deutschland zuerst auf der Thüringer Eisenbahn, 1846.

Auch der Zug selbst wurde zum Träger von Signalen: Das voranfahrende Fahrzeug – in der Regel die Lokomotive – erhielt ein definiertes Spitzensignal, was besonders nachts wichtig war oder um besondere Züge anzukündigen. Das letzte Fahrzeug des Zuges wurde mit einem Zugschlusssignal gekennzeichnet, womit das stationäre Personal immer kontrollieren konnte, dass der Zug in seiner gesamten Länge vorbeifuhr und nicht ein oder mehrere Fahrzeuge auf der Strecke zurückgelassen hatte.Püschel, S. 9.

Moderne Zugsicherung Während in Deutschland bis dahin noch in großem Umfang das Fahren im Zeitabstand Zugfahrten sichern sollte, wurde nach 1870 flächendeckend das Fahren im Raumabstand und Streckenblock eingeführt. Auch wurden in Deutschland ab 1871 mit dem „Bahnpolizeireglement“ und 1875 mit der „Signalordnung“ erstmals Sicherheitsvorschriften vereinheitlicht und Bahngesellschaften übergreifend eingeführt. Allerdings war das Eisenbahnwesen eine Angelegenheit der Bundesstaaten des Deutschen Reiches. So dauerte es bis nach dem Ersten Weltkrieg, bevor die Sicherheitsvorschriften und -einrichtungen deutschlandweit vereinheitlicht werden konnten.

Ursprünglich galt bei den Nachtzeichen der Haupt- und Vorsignale folgende Farbgebung: weißes Licht: Fahrt grünes Licht: Halt erwarten rotes Licht: Halt Erst 1907 wurde auf die heute noch geltenden Farben umgestellt: Rot bedeutet „Halt“, grün dagegen „Fahrt“. Dies geschah vor allem wegen der großen Verwechslungsgefahr bei weißem Licht. Nur die Königlich Bayerischen Staatseisenbahnen schafften die Umstellung nicht, was dann unter anderem den großen Eisenbahnunfall von Nannhofen zur Folge hatte.

Zugfahrten in Bahnhöfen In Bahnhöfen gibt es Weichen und Gleissperren, die bei Befahren in falscher Lage zu Fehlleitungen führen, Zusammenstöße auslösen oder Züge zum Entgleisen bringen können. Für jede Zugfahrt müssen daher alle befahrenen und flankenschutzbietenden Weichen und Gleissperren richtig gestellt und so lange in ihrer Lage festgehalten werden, bis der Zug sie vollständig passiert hat.

Im einfachsten Fall übernimmt diese Aufgaben ein Betriebsbediensteter (Fahrdienstleiter oder Weichenwärter), der die Weichen stellt und den Zügen Fahraufträge erteilt. Im Rangierbetrieb erledigen dies teilweise auch die Lokführer und Rangierer.

Bei zulässigen Streckenhöchstgeschwindigkeiten von 30 km/h oder mehr wird die Sicherung des Betriebsablaufes normalerweise durch Stellwerke hergestellt. Diese stellen unter anderem sicher, dass keine falsch gestellten Weichen im Einfahrweg liegen. Sind Signale vorhanden, dann lassen sich diese nur auf „Fahrt“ stellen, wenn alle sicherungstechnischen Voraussetzungen für die Zugfahrt erfüllt sind (Signalabhängigkeit). Bei technischen Störungen kann es sein, dass die Signalabhängigkeit nicht hergestellt werden kann bzw. diese bei Entstörungs- und Unterhaltungsarbeiten aufgehoben werden muss. In diesem Fall ist der Fahrdienstleiter dafür verantwortlich, dass die Freigabe der Fahrstraße für einen Zug erst erfolgt, wenn sich alle für die Fahrt erforderlichen Einrichtungen in der richtigen Stellung befinden. Bei einigen Bahnverwaltungen darf dann der Verkehr nur mit verringerter Geschwindigkeit abgewickelt werden.

Im Weichenbereich besteht zudem die Gefahr, dass Fahrzeuge aus einem anderen Gleis in den Fahrweg des Zuges eindringen (Flankenfahrt). Um das zu verhindern, werden auch nicht befahrene Weichen in einer abweisenden (schützenden) Lage und angrenzende Signale (auch Rangiersignale) in der „Halt“ bzw. „Fahrt verboten“ Stellung festgehalten. Auch dieser Flankenschutz wird i. d. R. durch interne Abhängigkeiten im Stellwerk sichergestellt.

Gefährdungen durch im Fahrweg stehende Eisenbahnfahrzeuge werden klassisch durch die Fahrstraßenprüfung, das augenscheinliche Prüfen der Gleise auf Freisein „durch Hinsehen“ des Stellwerkbedieners bzw. von Streckenwärtern geprüft. Bei modernen Anlagen übernehmen dies Gleisfreimeldeanlagen.

Die Stellwerkslogik (Fahrstraßenlogik) sorgt für den Ausschluss von Folge- und Gegenfahrten.

Vor Zulassung einer Fahrt ist eventuell auch ein diese Fahrt möglicherweise gefährdender Rangierbetrieb einzustellen. Bei ausfahrenden Zügen ist auf Fahrweghindernisse und richtige Stellung der Weichen zwischen Zugschluss und dem die Fahrt erlaubenden Signal zu achten.

Wenn diese Voraussetzungen erfüllt sind, darf dem Zug der Auftrag zur Fahrt erteilt oder das zugehörige Signal für die Fahrt in Fahrtstellung gebracht werden.

Sicherung der Züge auf der Strecke

Die Sicherung von Zugfahrten beruht heute auf dem Grundsatz der Abstandshaltung. Dieser besagt, dass zwischen Eisenbahnfahrzeugen ein gewisser Abstand gewährleistet werden muss, um Kollisionen zu verhindern.

Fahren im Sichtabstand

Im Rangierbetrieb wird grundsätzlich auf Sicht gefahren. Bei bestimmten Betriebssituationen (z. B. gestörter Gleisfreimeldeanlage) muss auf Sicht gefahren werden. Die Geschwindigkeit wird vom Lokführer den jeweiligen Sichtverhältnissen angepasst und darf in Deutschland wegen der langen Bremswege von Zügen 40 km/h nicht übersteigen.

In der Regel wird bei Straßenbahnen ebenfalls auf Sicht gefahren.

Fahren im Zeitabstand

Die Aufstellung und Einhaltung eines Fahrplanes versprach einen wesentlich sichereren Betrieb. Bald jedoch stellte sich heraus, dass auch dieses Verfahren zu Unfällen führte, da jede größere Verspätung oder technische Störung die Gefahr eines Zusammenstoßes in sich barg.

In Amerika wurde das Fahren im Zeitabstand daraufhin verfeinert. Beim so genannten Timetable-and-Train-Order-Verfahren darf ein Zug erst nach einer bestimmten Pufferzeit dem vorausgefahrenen Zug folgen. Diese Pufferzeit ist so groß (etwa 10 min), dass das Personal des vorausgefahrenen Zuges genügend Zeit hat, im Störungsfall den Folgezug zu warnen. Das Warnen erfolgt durch ins Gleis geworfene brennende Leuchtkugeln bei verlangsamter Fahrt oder durch einen Flaggenmann und Knallkapseln, wenn ein Zug liegengeblieben ist. Bei diesem Verfahren muss der letzte Wagen jedes Zuges mit Personal besetzt sein. Für Sonderzüge oder bei Verspätungen gibt es ein kompliziertes Regelwerk, um außerplanmäßige Zugfahrten zu ermöglichen.

Fahren im festen Raumabstand Mit steigender Anzahl der Züge und höheren Geschwindigkeiten entwickelte man das Fahren im Zeitabstand in Europa nicht mehr weiter. Stattdessen wurde das Fahren im festen Raumabstand eingeführt. Dabei werden die Strecken durch ortsfeste Signale oder mithilfe einer Führerstandssignalisierung in Zugfolgeabschnitte (auch Blockabschnitte) unterteilt. Prinzipiell gilt, dass einem Fahrzeug bzw. einem Zug ein Abschnitt zur alleinigen Verfügung gestellt wird. Dieser Abschnitt und eine dahinter liegende Schutzstrecke (Durchrutschweg bzw. Gefahrpunktabstand) müssen frei sein, bevor der Zug die Zustimmung zur Einfahrt in den Abschnitt erhält. Von der Freigabe der Fahrerlaubnis an und bis der Zug die Fahrt durch diesen Abschnitt beendet hat, muss dieser Abschnitt für andere Fahrzeuge gesperrt sein.