Universiẗat, Diss., 2004--Bremen. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2003.

In dieser Arbeit sollen die maßgeblichen nationalen Zugbeeinflussungssysteme der Länder Polen (SHP, Radio-Stop, KHP), Slowakei und Tschechien (LS, MIREL VZ1) vorgestellt und miteinander verglichen werden. Der Fokus liegt dabei auf einer funktionellen Betrachtung, wobei auch der technische Hintergrund nicht unberücksichtigt bleibt. Ein Ausblick auf die zukünftigen Bemühungen hinsichtlich ETCS rundet den Überblick ab. / This paper compares the major national train protection systems of Poland (SHP, Radio-Stop, KHP), the Slovak Republic and Czechia (LS, MIREL VZ1). The emphasis is placed on a functional description, while mentioning the relevant technical background where necessary. An outlook on future developments regarding ETCS in the respective countries concludes each chapter.

Bei der Ausrüstung von Bahnstrecken mit dem Zugbeeinflussungssystem ETCS ergeben sich insbesondere an Landesgrenzen Herausforderungen für die Planung. Hier treffen unterschiedliche Ausrüstungs- und Sicherheitsphilosophien und demzufolge landesspezifische Ausprägungen von ETCS aufeinander. Es ergibt sich ein großes Konfliktpotenzial für die Planung von ETCS. Eine standardisierte Lösung ist nicht möglich, da jedes Projekt eigene spezifische Gegebenheiten besitzt. Bei der Nutzung von ETCS Level 2 ergeben sich besondere Herausforderungen, weil hier das Radio Block Centre genutzt wird. Es muss eine Lösung gefunden werden, wie ein RBC-Wechsel über die Landesgrenze hinaus funktionieren kann. Diese Arbeit untersucht die technischen Parameter einer ETCS-Transition an RBC-Wechsel an Landesgrenzen. Dazu zählen unter anderem Systemversionen des ETCS, die Funkabdeckung oder die Signalisierung. Ein großes Problem stellt die Inkompatibilität der Hauptversionen von ETCS Baseline 2 und Baseline 3 dar. Für alle Parameter existieren besondere Problemstellungen. Die Arbeit versucht im Rahmen eines Transitionskonzeptes Lösungen und deren Vor- und Nachteile aufzuzeigen und Handlungsempfehlungen für Planer zu geben.

Mit der Einführung des europäischen Zugsicherungssystems ETCS sind durch die umfassenden Telegrammdaten, die zwischen Zug und Strecke ausgetauscht werden, neue Herausforderungen bei der Planung, Projektierung, aber auch Prüfung und Validierung verbunden. Im Rahmen der Dissertation wird ein neuartiges Verfahren zur Validierung sicherheitskritischer Anteile von ETCS-Nachrichten entwickelt. Der Ansatz beruht auf der topologischen Aufbereitung der Nachrichteninhalte in einem vierstufigen Prozess. Das Ergebnis der Aufbereitung erlaubt sowohl den automatisierten Abgleich gegen Referenzdaten als auch eine visuelle Prüfung gegen Topologiepläne. Das Optimierungspotential des Ansatzes bei der Validierung wird im Rahmen einer Erprobung anhand realer Projektdaten bestätigt. Mit der topologischen Aufbereitung werden die komplexen Nachrichteninhalte in eine für den Prüfer erfassbare und zu den Referenzdaten vergleichbare Form überführt. Redundante Nachrichteninhalte werden im Zuge der Aufbereitung erkannt und zusammengefasst, was gleichermaßen zur Minimierung des Prüfaufwands sowie zur Erhöhung des Abdeckungsgrades beiträgt.

In dieser Arbeit sollen die maßgeblichen nationalen Zugbeeinflussungssysteme der Länder Polen (SHP, Radio-Stop, KHP), Slowakei und Tschechien (LS, MIREL VZ1) vorgestellt und miteinander verglichen werden. Der Fokus liegt dabei auf einer funktionellen Betrachtung, wobei auch der technische Hintergrund nicht unberücksichtigt bleibt. Ein Ausblick auf die zukünftigen Bemühungen hinsichtlich ETCS rundet den Überblick ab.:1 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 LS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1 Zielstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2 Funktionsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.3 Betriebsmodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.4 MIREL VZ1-Erweiterungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.5 Weitere Entwicklungen in der Slowakei und in Tschechien . . . . . . . . . . 13 3 SHP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.1 Zielstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.2 Funktionsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.3 KHP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.4 Radio-Stop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.5 Weitere Entwicklungen in Polen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4 Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 / This paper compares the major national train protection systems of Poland (SHP, Radio-Stop, KHP), the Slovak Republic and Czechia (LS, MIREL VZ1). The emphasis is placed on a functional description, while mentioning the relevant technical background where necessary. An outlook on future developments regarding ETCS in the respective countries concludes each chapter.:1 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 LS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1 Zielstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2 Funktionsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.3 Betriebsmodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.4 MIREL VZ1-Erweiterungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.5 Weitere Entwicklungen in der Slowakei und in Tschechien . . . . . . . . . . 13 3 SHP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.1 Zielstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.2 Funktionsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.3 KHP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.4 Radio-Stop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.5 Weitere Entwicklungen in Polen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4 Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Mit der Einführung des europäischen Zugsicherungssystems ETCS sind durch die umfassenden Telegrammdaten, die zwischen Zug und Strecke ausgetauscht werden, neue Herausforderungen bei der Planung, Projektierung, aber auch Prüfung und Validierung verbunden. Im Rahmen der Dissertation wird ein neuartiges Verfahren zur Validierung sicherheitskritischer Anteile von ETCS-Nachrichten entwickelt. Der Ansatz beruht auf der topologischen Aufbereitung der Nachrichteninhalte in einem vierstufigen Prozess. Das Ergebnis der Aufbereitung erlaubt sowohl den automatisierten Abgleich gegen Referenzdaten als auch eine visuelle Prüfung gegen Topologiepläne. Das Optimierungspotential des Ansatzes bei der Validierung wird im Rahmen einer Erprobung anhand realer Projektdaten bestätigt. Mit der topologischen Aufbereitung werden die komplexen Nachrichteninhalte in eine für den Prüfer erfassbare und zu den Referenzdaten vergleichbare Form überführt. Redundante Nachrichteninhalte werden im Zuge der Aufbereitung erkannt und zusammengefasst, was gleichermaßen zur Minimierung des Prüfaufwands sowie zur Erhöhung des Abdeckungsgrades beiträgt.

Eine Signalhaltstellung wird regulär herbeigeführt, wenn der Zug, für den das Signal gilt, dieses passiert hat. Der Zug wird dann gedeckt. Fallen vorzeitig die Freigabebedingungen weg, wird das Signal ebenfalls auf Halt gestellt. Hier ist vom irregulären Signalhaltfall die Rede. Bei punktförmigen Zugbeeinflussungssystemen wird die zum Signal gehörende Sendeeinrichtung der Zugbeeinflussung unmittelbar wirksam. Bei linienförmigen Zugbeeinflussungssystemen wie dem European Train Control System (ETCS) in der Ausprägung Level 2 (L2) findet ein kontinuierlicher Informationsaustausch zwischen Fahrzeug und Strecke statt. Im Fall von ETCS L2 erfolgt dies über Funk, was besondere Anforderungen an die Bewertung des Signalhaltfalls stellt. Es wird berechnet, ob das Fahrzeug das Signal sicher passiert hat. In den erforderlichen Übertragungs- und Verarbeitungszeiten wird speziell im deutschen ETCS eine Sicherheitslücke gesehen. Diese wird durch Implementierung mehrerer umfangreicher Berechnungsverfahren innerhalb ETCS kompensiert. Die vorliegende Arbeit analysiert diese Berechnungsverfahren im Detail sowie alle denkbaren Gründe für irreguläre Signalhaltfälle. Es werden Überlegungen angestellt, wie diese Berechnungen vereinfacht werden können und wie es gelingt, alle denkbaren, irregulären Signalhaltfälle bereits direkt durch das Stellwerk zu erkennen. Hierfür bietet die Neuordnung der Produktionssteuerung (NeuPro) neue Stellwerks-Architekturen mit neuen Möglichkeiten, die so bisher nicht bestanden. Auf diesem Weg können auch in Deutschland die Berechnungsverfahren verschlankt sowie Komponenten in der Außenanlage (Achszählpunkte und Balisen) eingespart werden. Es ist technisch sinnvoll, die Berechnungen, unter ETCS so schlank wie möglich zu halten, denn die ETCS-Streckenzentrale (ETCS-Z), die Fahrerlaubnisse verwaltet, kann bei weniger Rechenaufwand mehr Züge führen. Darüber hinaus wird auch ein Blick auf die Haltfallbewertung beim ETCS der Bahnen in benachbarten Ländern geworfen. Des Weiteren wird geprüft, inwieweit die Laufzeitlücke angesichts technischer Weiterentwicklungen verkleinert werden kann. Die Arbeit schließt mit einem Blick in die fernere Zukunft, wenn Abkehr von der klassischen blockzentrischen Fahrzeugortung genommen wird und das Fahren im wandernden Raumabstand das klassische Fahren im festen Raumabstand ablöst. Feste Signalstandorte werden dann der Vergangenheit angehören und somit wird auch keine Haltfallbewertung mehr erforderlich sein. Den Weg dorthin sollen die Impulse dieser Arbeit vereinfachen.:1. Ausgangssituation und Ziele 2. Lösungsansätze zu Vereinfachung oder Entfall der Haltfallbewertung 3. Auswertung und Empfehlung / A signal closure is regularly brought about when the train to which the signal applies has passed it. The train is then covered. If the signal enabling conditions cease to apply prematurely, the signal is also closed. This is called irregular signal closure. In the case of intermittent automatic train control, the transmitting device of the train control system, associated with the signal, becomes effective immediately. With continuous automatic train control systems such as the European Train Control System (ETCS) in Level 2 (L2), there is a continuous exchange of information between the vehicle and the trackside. In the case of ETCS L2, this takes place via radio, which places special demands on the evaluation of the signal closure case. On the one hand, it must be calculated whether the vehicle has passed the signal safely and, especially in the German ETCS, great safety significance is attributed to the transmission and processing time. The resulting safety gap was compensated in the German ETCS by implementing several extensive calculation procedures within ETCS. This thesis analyses these calculation methods in detail as well as all conceivable reasons for irregular signal closures. Considerations are made as to how these calculations can be simplified and how it is possible to detect all conceivable irregular signal stops directly by the interlocking. For this purpose, the reorganisation of production control (Neuordnung der Produktionssteuerung, NeuPro) offers new interlocking architectures with new possibilities that have not existed before. This way, the calculation procedures can also be streamlined in Germany and components such as axle counting points and balises in the external system can be saved on. It makes sense from a technical perspective to keep the calculations under ETCS as lean as possible because the Radio Block Centre (RBC), which administers driving permits, can run more trains with less computing effort. In addition, the ETCS stop case evaluation of the railways in neighbouring countries is described. Furthermore, it is examined to what extent the running time gap can be reduced in view of further technical developments. The thesis concludes with a look into the distant future, when the classic block-centric vehicle location system will be abolished and driving in a wandering space interval will replace the classic driving in a fixed space interval. Fixed signal locations will then be a thing of the past and thus a stop assessment will no longer be necessary. The impulses of this work should simplify the way there.:1. Ausgangssituation und Ziele 2. Lösungsansätze zu Vereinfachung oder Entfall der Haltfallbewertung 3. Auswertung und Empfehlung