ETCS als Trägersystem zur Leistungssteigerung bei der S-Bahn Stuttgart
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
ETCS | ETCS www.eurailpress.de/archiv/etcs
ETCS als Trägersystem zur Leistungssteigerung
bei der S-Bahn Stuttgart
ETCS as a carrier system for improved performance at
S-Bahn Stuttgart
Homepageveröffentlichung unbefristet genehmigt für DB Projekt Stuttgart-Ulm GmbH /
Martin Beyer | Steffen Jurtz | Michael Langhof | Peter Reinhart | Thomas Vogel
M it rund 435 000 Fahrgästen pro Tag ist die S-Bahn Stuttgart
W ith around 435,000 passengers per day, Stuttgart S-
Rechte für einzelne Downloads und Ausdrucke für Besucher der Seiten
eine Erfolgsgeschichte – inzwischen bringen mehr als 800 Bahn is a success story: however, more than 800 train
Zugfahrten pro Werktag insbesondere die Stammstrecke an ihre journeys every workday have brought its Core in particular to
Leistungsgrenze. Da ein konventioneller Infrastrukturausbau its limits. Since it will not be possible to finance a convention-
(2. Stammstrecke) nicht finanzierbar und die LZB (Linienförmige al infrastructure upgrade (a 2nd main line) and LZB will not
Zugbeeinflussung) nicht über 2030 verfügbar sein wird, rückte ab be available until beyond 2030, the focus from 2015 onwards
2015 eine mögliche Ausrüstung der Stammstrecke mit ETCS L2 has been on equipping the Core with ETCS L2 (European
(European Train Control System – Level 2) in den Fokus. Nachdem Train Control System – Level 2). After initial studies in 2016
erste, grobe Untersuchungen 2016 einen erheblichen betrieb- indicated that the ETCS would bring considerable operation-
lichen Nutzen von ETCS erwarten ließen, beauftragten die DB al benefits, DB Netz AG, Ministry of Transport for the State
Netz AG, das Ministerium für Verkehr Baden-Württemberg und of Baden-Württemberg and Verband Region Stuttgart joint-
der Verband Region Stuttgart 2017 gemeinsam eine umfassende ly commissioned a comprehensive ETCS study in 2017 for the
ETCS-Untersuchung für die S-Bahn Stuttgart, die Ende 2018 abge- Stuttgart S-Bahn, which was completed at the end of 2018. An
genehmigt von DVV Media Group, 2019
schlossen wurde. Beauftragt wurde eine Ingenieurgemeinschaft engineering consortium of Nextrail, quattron, Railistics, Vi-
der Firmen Nextrail, quattron, Railistics, Viacon und WSP. acon and WSP was then subsequently assigned with the task.
1 Projektbeschreibung 1 Project description
1.1 Veranlassung 1.1 Background
Im Fokus der Untersuchung stand neben der funktionalen Eignung The study centered on the eligability of ETCS L2 and ATO
von ETCS L2 und ATO GoA 2 (Automatic Train Operation – Grade of GoA 2 (Automatic Train Operation – Grade of Automation 2)
Automation 2) für den S-Bahn-Hochleistungsbetrieb auch der be- for high-density S-Bahn services as well its benefits in terms of
triebliche Nutzen – besonders die Betriebsqualität. Die Folge war quality of service. It led to a broad spectrum of further topics
ein breites Spektrum weiterer Themen, angefangen von der Eig- ranging from the suitability of GSM-R and vehicle equipment
nung von GSM-R über die Fahrzeugausrüstung bis zu einer Kosten to the costing and development of an implementation strategy.
ermittlung und Entwicklung einer Umsetzungsstrategie.
1.2 Scope
1.2 Projektumfang The project’s scope is depicted in fig. 1. An implementation
Der Untersuchungsraum ist in Bild 1 dargestellt. Im Laufe der Stu- strategy was agreed consisting of three building blocks (fig. 2)
die vereinbarten die Auftraggeber eine Umsetzungsstrategie von during the course of the study. The area of the study essential-
drei aufeinander aufsetzenden Bausteinen (Bild 2). Der Untersu- ly led to building block 1, which is based on Stuttgart 21 and
chungsbereich bildete dabei im Wesentlichen den Baustein 1, der to be implemented along with building block 2 (for long-dis-
zusammen mit dem Baustein 2 (für den Fern- und Regionalver- tance and regional transport) as a pilot scheme of Germany’s
kehr) als Pilotprojekt der „Digitalen Schiene Deutschland“ bis 2025 “Digitale Schiene Deutschland” (DSD) national ETCS rollout
zusammen mit Stuttgart 21 umgesetzt werden soll. Zeitlich nach- plan by 2025. The implementation of building block 3 is envis-
gelagert soll die Umsetzung des Bausteins 3 im Sinne der Logik der aged by 2030 within the DSD framework.
„Digitalen Schiene Deutschland“ bis zum Jahr 2030 erfolgen.
2 Technical scenarios
2 Technische Szenarien
Initially, five subsequent scenarios have been defined within the
Im Rahmen der Untersuchung wurden fünf aufeinander aufbau- framework of the study (fig. 4):
ende technische Szenarien definiert (Bild 4): • Lineside signalling (Ks) without ETCS (which had been
• Ks ohne ETCS (konventionelle Ausrüstung als „Nullfall“) planned within Stuttgart 21)
• ETCS-Basis • ETCS Base
• ETCS+ • ETCS+
6 SIGNAL + DRAHT (111) 6 / 2019
ETCS | ETCS
• „ATO-Light“ • “ATO-Light”
• ATO / TMS (Traffic Management System) • ATO / TMS
Der bisherige Planungsstand bildete das Szenario Ks ohne ETCS. The previous planning status was the Ks scenario. The block di-
Die Blockteilung erfolgt mit Ks-Signalen in einem Mindestabstand vision is realised using Ks signals at a minimum distance of ap-
von rd. 300 m. Anstelle regulärer 500 / 1000-Hz-Magnete wird nach proximately 300 m. Instead of regular 500 / 1000 Hz PZB induc-
DB Ril. 819.2010 eine Vielzahl von Geschwindigkeitsprüfabschnit- tors, a large number of speed test sections are used in accordance
ten eingesetzt. GSM-R wird lediglich als Zugfunksystem eingesetzt. with DB guideline 819.2010. GSM-R is only used for train radio.
Im Szenario ETCS-Basis wird diese Ks / PZB-Ausrüstung um ETCS L2 In the ETCS Base scenario, full-scale Ks / PZB equipment is
fahrzeug- und streckenseitig ergänzt. Der Stationsbereich wird in overlaid with ETCS L2 on the vehicle and trackside. The sta-
rund 55 m kurze Teilblöcke unterteilt. Das Szenario ist für Mischbe- tion area is divided into short, approximately 55 m block sub-
trieb aus anzeige- und signalgeführten Fahrzeugen ausgelegt. Im sections. The scenario is designed for mixed operations of non-
rein signalgeführten Betrieb bleibt die Leistungsfähigkeit, wie im ETCS (Ks) and ETCS vehicles. If operated only with non-ETCS
Homepageveröffentlichung unbefristet genehmigt für DB Projekt Stuttgart-Ulm GmbH /
oben beschriebenen Szenario, erhalten. trains, line capacity remains unchanged to Ks.
Das Szenario ETCS+ ist im Gegensatz zu ETCS-Basis für reinen ETCS- In contrast to the ETCS base scenario, the ETCS+ scenario has
Betrieb optimiert. Indem die Ks-Signale vor dem Bahnsteig durch nur been optimised for ETCS-only operations. By replacing the Ks sig-
51 m vor dem Bahnsteig stehende Blockkennzeichen ersetzt werden, nals in front of the platform by an ETCS location marker trains can
können Züge wesentlich näher vorrücken. Notwendig sind u. a. die voll- approach much closer. Its main difference to Ks is that only ETCS
ständige Ausrüstung der Fahrzeuge mit ETCS sowie die Erweiterung trains may run on the line, while the IXL-RBC interface (SCI-RBC)
Rechte für einzelne Downloads und Ausdrucke für Besucher der Seiten
der ESTW-RBC-Schnittstelle (SCI-RBC – Standard Communication Inter- also has to be extended in order to optimise system runtimes.
face-Radio Block Centre) zur Optimierung von Systemlaufzeiten. Within ‘ATO light’, ATO over ETCS is added to ETCS+. With
Das Szenario „ATO-Light“ basiert auf dem Szenario ETCS+ und er- the driver on board (GoA 2), static timetable data is loaded be-
weitert dieses um ATO-Funktionalitäten (ATO over ETCS) für teil- fore a train run commences.
automatisiertes Fahren (GoA 2) mit Triebfahrzeugführer anhand The ATO / TMS scenario is also based on “ATO over ETCS” sup-
statischer, zu Beginn der Zugfahrt geladener Fahrplandaten. plements it with a dynamic traffic management system (TMS)
Das Szenario ATO / TMS baut ebenfalls auf „ATO over ETCS“ auf und and removes the retained lineside signals. Together, they pave
erweitert dies durch ein dynamisches Verkehrsmanagementsystem the way for real-time network optimisation. It is expected that
(TMS) und den vollständigen Rückbau der verbleibenden Lichtsig- FRMCS, the real-time successor to GSM-R, will be used for data
nale. ATO und TMS ermöglichen im Zusammenspiel eine laufende transmission. The scenario is due to be implemented at the end
dynamische Netzoptimierung. Voraussichtlich wird für die Daten- of the 2020s, which is beyond the commissioning horizon for the
übertragung der echtzeitfähige GSM-R-Nachfolger FRMCS (Future “Stuttgart 21” project.
genehmigt von DVV Media Group, 2019
Bild 1: Betrachtungsraum der Untersuchung
Fig. 1: The study’s area of analysis
SIGNALLING + DATACOMMUNICATION (111) 6 / 2019 7
ETCS | ETCS
Bild 2: Drei Bausteine
des Pilotprojektes
des Programms
„Digitale Schiene
Deutschland“ in der
Region Stuttgart
Fig. 2: The three build-
ing blocks of the
“Digital Rail Germany”
program’s pilot project
in the Stuttgart region
Homepageveröffentlichung unbefristet genehmigt für DB Projekt Stuttgart-Ulm GmbH /
Rechte für einzelne Downloads und Ausdrucke für Besucher der Seiten
genehmigt von DVV Media Group, 2019
Railway Mobile Communication System) zum Einsatz kommen. Die While the initial focus laid on the Ks and Base ETCS scenar-
Umsetzung des Szenarios soll nach dem Inbetriebnahmehorizont ios, ETCS+ and “ATO-Light” soon proved to be more reason-
des Projektes „Stuttgart 21“ Ende der 2020er Jahre erfolgen. able approaches to reduce headways as far as possible. The
Standen zunächst die Szenarien ETCS-Basis und ETCS+ im Fokus, wur- block sections in the adjacent areas were optimised for a
den im Weiteren die Szenarien ETCS+ und „ATO-Light“ vertiefend be- 2.5-minute headway. The exact design will be laid out in the
trachtet. „Ks ohne ETCS“ und „ETCS-Basis“ haben sich als nicht ziel- course of basic design.
führend erwiesen. Bei der Stammstrecke wurde eine möglichst hohe
Leistungsfähigkeit angestrebt. In den anschließenden Bereichen wur- 3 System components - requirements and conclusions
de die Blockteilung für einen 2,5-Minuten-Takt optimiert. Die genaue
Ausgestaltung ist im Zuge der Entwurfsplanung auszuführen. The study focused on the question of whether the ETCS system
components available today are suitable for high-performance S-
3 Systemkomponenten – Anforderungen und Bahn operations and which additional system requirements remain
Schlussfolgerungen to be implemented. Courses of action were recommended and were
further verified during the course of the project and they have now
Im Mittelpunkt der Untersuchung stand die Frage, ob die heute been incorporated into the rules and standards and the planning.
verfügbaren ETCS-Systemkomponenten prinzipiell für S-Bahn-
Hochleistungsbetrieb geeignet sind und welche zusätzlichen Sys- 3.1 Trackside signalling equipment (IXL and ETCS L2)
temanforderungen ggf. bis zur geplanten Inbetriebnahme zu im- Two additional system component requirements have been
plementieren sind. Es wurden Handlungsempfehlungen ausge- identified for the electronic interlocking (ESTW) and digital in-
sprochen, die im weiteren Projektverlauf verifiziert wurden und terlocking (DSTW) systems.
nunmehr in die Regelwerke und Planungen einfließen. The optimisation of the SCI-RBC interface and therefore of the
system runtime is a prerequisite for the ETCS+ scenario. Delays
3.1 Streckenseitige Leit- und Sicherungstechnik of about 8 seconds, which can be observed when a movement
(ESTW und ETCS L2) authority is to be issued across IXL section borders (in order to
Für die Systemkomponente ESTW bzw. DSTW wurden im Wesent- detect interface failures), must be strictly avoided.
lichen zwei zusätzliche Anforderungen identifiziert. A function in the axle counting system which enables the axle
Die Optimierung der SCI-RBC-Schnittstelle und damit der System- counting computer to virtually overlay the axle counting sec-
laufzeit ist für das Szenario ETCS+ eine notwendige Vorausset- tions (a kind of self-correction) is furthermore recommended in
zung. Die heute noch üblichen etwa 8-sekündigen Verzögerun- order to improve the overall availability.
8 SIGNAL + DRAHT (111) 6 / 2019
ETCS | ETCS
gen bei stellrechnerübergreifenden Fahrstraßen (zur Erkennung The modules in DB rulebook 819 served as the basis for the analy-
von Ausfällen der Schnittstelle) sind unbedingt auszuschließen. sis of the electronic IXL planning aspects within the scope of the
Zur Verbesserung der Gesamtverfügbarkeit ist es ferner sinnvoll, study. The specifications were analysed under the aspect of an
eine Funktion im Achszählsystem zu implementieren, die virtuelle ETCS high-density block. In consultation with the appropriate de-
Überlagerung von Achszählabschnitten durch den Achszählrech- partments at DB, it has been concluded that some of the require-
ner ermöglicht (eine Art Selbstkorrektur). ment specifications in the implementation project could be cov-
Für die Analyse der ESTW-Planungsaspekte im Untersuchungs- ered by project-specific approval (UiG/ZiE). This involves
raum dienten die Modulgruppen der Richtlinie 819 als Basis. Die • the arrangement of the location markers less than 300 m in
Lastenhefte wurden unter dem Aspekt eines ETCS-Hochleistungs- front of a main signal and
blocks analysiert. Mit den zuständigen Stellen der DB wurde ein- • the subdivision of long clearance sections (which have not been
geschätzt, dass einige Lastenheftanforderungen im Realisierungs- subdivided with switches) into several train route sections.
projekt durch eine UiG / ZiE (Umweltinformationsgesetz / Zustim- Both cases have already been realised at the Core of S-Bahn München
Homepageveröffentlichung unbefristet genehmigt für DB Projekt Stuttgart-Ulm GmbH /
mung im Einzelfall) abgedeckt werden können. Das sind in connection with the high-density LZB CIR-ELKE block.
• die Anordnung von Blockkennzeichen im Bereich von 300 m vor Since there is currently no available technical solution for
einem Hauptsignal sowie the following requirements, these planning cases should be
• die Unterteilung von langen (nicht durch Weichen unterteilten) avoided:
Freimeldeabschnitten in mehrere Teilzugfahrstraßen. • arranging location markers between the start and destination
Beide Fälle sind bereits auf der Stammstrecke der S-Bahn München of a shunting route
Rechte für einzelne Downloads und Ausdrucke für Besucher der Seiten
in Verbindung mit dem Hochleistungsblock LZB CIR-ELKE realisiert. • arranging location markers within an overlap (therefore Ks
Für die folgenden Anforderungen ist aus heutiger Sicht keine signals in front of the platform area were dropped)
technische Lösung verfügbar, sodass diese Planungsfälle zu ver- Both requirements should already be considered at the conceptual
meiden sind: stage.
• die Anordnung von Blockkennzeichen zwischen Start- und Ziel Since ETCS is the primary signalling system by design, any restric-
einer Rangierstraße tions can be compensated for.
• die Anordnung von Blockkennzeichen im Bereich des Durchrutsch- The following additional requirements have been identified
wegs (daher der Entfall der Ks-Signale vor dem Bahnsteig in ETCS+) with regard to the ETCS L2 trackside equipment:
Bereits im Rahmen der Erstellung der betrieblichen Aufgabenstellung • The minimum length of block sections must be reduced from
müssen diese Besonderheiten berücksichtigt werden. Einschränkun- the current 100 m in order to reduce headways.
gen können kompensiert werden, indem z. B. Bereitstellungsfahrten • New requirements have to be introduced with regard to the
als Zugfahrt verkehren oder grundsätzlich nur kurze Durchrutschwe- override distance (D_NVOVTRP) and, if necessary, to en-
genehmigt von DVV Media Group, 2019
ge (50 m) vorgesehen werden, weil diese nur bei Fahrten im Ganz- sure the avoidance of transitions to ETCS L2 for movements
block (Rückfallebene) für die Betriebsabwicklung relevant sind. requiring the override button. It is necessary to ensure that
Auf Seiten der ETCS-L2-Streckeneinrichtungen wurden u. a. fol- the ETCS override is deactivated before reaching the follow-
gende zusätzliche Anforderungen herausgearbeitet: ing signal or ETCS stop marker.
• Die Mindestlänge von Zugfolgeabschnitten ist zur Erreichung • Various changes are required in order to avoid the wide-
der Qualitätsverbesserung von heute 100 m zu reduzieren. spread use of balises (“balise carpets”), i. e. refraining from
• Neue Anforderungen für die maximale Länge, in der ein ETCS- using positioning balises which are currently located around
Override (das ETCS-Pendant zur PZB-Befehlstaste) nach Aktivie- 50 and 300 m in front of the location markers or main signals.
rung aktiv sein muss (D_NVOVTRP) und ggf. die Vermeidung The current planning guidelines, DB rulebook 819.1343/1344,
von Einstiegen nach ETCS L2 für Fahrten, welche die Befehlstas- have been designed for mixed traffic on long-distance lines.
te erfordern, sind einzuführen. Es muss gewährleistet sein, dass The conditions of S-Bahn traffic, such as the largely homoge-
ETCS-Override vor Erreichen des Folgesignals deaktiviert ist. neous fleets, shorter distances between stations and high-den-
• Verschiedene Änderungen dienen der Vermeidung von „Bali- sity block, also offer the opportunity to optimise the guide-
senteppichen“, z. B. durch Verzicht auf die heute rund 50 und lines with regard to any performance-limiting restrictions.
Bild 3: Ausrüstungsszenario ETCS+ am Beispiel des Abschnitts Feuersee – Stadtmitte
Fig. 3: The ETCS+ equipment scenario using the example of the Feuersee – City Centre section
SIGNALLING + DATACOMMUNICATION (111) 6 / 2019 9
ETCS | ETCS
Homepageveröffentlichung unbefristet genehmigt für DB Projekt Stuttgart-Ulm GmbH /
Rechte für einzelne Downloads und Ausdrucke für Besucher der Seiten
Bild 4: Übersicht über die untersuchten technischen Szenarien
Fig. 4: An overview of the investigated technical scenarios
300 m vor Blockkennzeichen und ETCS-Halt-Tafeln anzuordnen- The following essential guideline adaptations have already
den Ortungsbalisen. been included in the first draft of DB rulebook 819.1344Z01
genehmigt von DVV Media Group, 2019
Die aktuellen Planungsrichtlinien 819.1343/1344 sind auf den Misch- (supplementary planning information for suburban railways):
verkehr bei der Fernbahn ausgelegt. Die Bedingungen eines S-Bahn- • consideration of the dwell times at the platform for the minimum
Verkehrs, wie die weitgehend homogene Fahrzeugflotte und die distances between radio setup and transition to ETCS L2
kürzeren Stationsabstände und Blockteilungen, bieten zugleich die • no TSR data points for S-Bahn only tracks.
Chance, die Richtlinien hinsichtlich leistungseinschränkender Rest-
riktionen zu optimieren. Folgende wesentlichen Richtlinienanpassun- 3.2 GSM-R
gen sind bereits in einem ersten Entwurf zur Richtlinie 819.1344Z01 A central question concerned was whether the existing GSM-R
(Ergänzende Planungshinweise für S-Bahnen) eingeflossen: system is sufficient for ETCS L2 or whether it should rather be
• Berücksichtigung von Haltezeiten am Bahnsteig bei den Min- enhanced or even completely replaced. Even though the current-
destabständen zwischen Funkaufbau und Einstieg ly available GSM-R network has proven to be inadequate, vari-
• Verzicht auf TSR (Temporary Speed Restriction)-Datenpunkte ous measures can be taken to implement the required quality of
(DP Typ 26), wenn planmäßig nur S-Bahn-Züge verkehren. coverage for ETCS using the available GSM-R frequencies.
Possible technical optimisation approaches have been devel-
3.2 GSM-R oped based on a comprehensive analysis of the current and the
Eine zentrale Fragestellung der Untersuchung war, ob das vor- planned network status referring to both the planning principles
handene GSM-R-System für ETCS L2 ausreichend ist, ob es aus- and the rulebooks.
gebaut oder gar vollständig zu ersetzen ist. Zwar erwies sich das Possible partial and full redundancy concepts were considered in
heute vorhandene GSM-R-Netz als nicht hinreichend, allerdings the subsequent cost-benefit analysis. In particular, the GSM-R net-
lässt sich durch verschiedene Maßnahmen die für ETCS notwendi- work’s reaction to various failure scenarios were elaborated and
ge Versorgung im Betrachtungsraum in geforderter Qualität und evaluated.
den verfügbaren GSM-R-Frequenzen realisieren. Furthermore, possible radio access technology options for ATO
Technikseitig wurden auf Basis einer umfassenden Analyse des ak- GoA 2 were also elaborated and evaluated regarding cost, time
tuellen Ist- und des optimierten Planstandes mögliche Optimie- and functional dimensions.
rungsansätze entwickelt, die sich sowohl auf Planungsgrundsätze In order to accommodate for GSM-R’s maturity level and life
wie auch auf Richtlinien beziehen. cycle, it was also necessary to present an outlook on the current
In einer anschließenden Kosten-Nutzen-Analyse wurden mögli- status of the FRMCS and to point out any possible effects on the
che Teil- und Vollredundanzkonzepte betrachtet. Insbesondere project preparation.
waren Reaktionen des GSM-R-Netzes in verschiedenen Ausfallsze- An interim radio link via a private 5G network is recommended
narien auszuarbeiten und zu bewerten. for ATO data transmission due to the much simpler later migra-
Ferner wurden Optionen möglicher Funkzugangstechnologien tion to the FRMCS.
für ATO GoA 2 ausgearbeitet, bewertet und in eine kostenseitige, A Wi-Fi connection via existing internal vehicle routers with a
zeitliche und funktionale Dimension aufgeteilt. connection via a private LTE network is recommended as the
10 SIGNAL + DRAHT (111) 6 / 2019
ETCS | ETCS
Um dem Reifegrad bzw. dem Lebenszyklus von GSM-R Rechnung current fall-back solution. If the availability of a private 5G net-
zu tragen, waren ein Ausblick auf FRMCS zum aktuellen Stand dar- work can be ensured in time, a transition to it would have to be
zustellen und mögliche Auswirkungen auf eine Projektvorberei- considered.
tung aufzuzeigen. Questions regarding the maximum number of trains per cell,
Für die ATO-Datenübertragung wird aufgrund der sehr viel einfa- the channel capacities within the available frequency band and
cheren späteren Migration auf FRMCS eine interimistische Anbin- possible optimisation approaches in the radio network design
dung über ein privates 5G-Netz empfohlen. had to be considered when evaluating the necessary GSM-R
Als derzeitige Rückfalllösung wird eine WLAN-Anbindung über be- channel capacities under the requirements of the high perfor-
reits vorhandene interne Fahrzeugrouter mit Anbindung über ein pri- mance S-Bahn operations. This is realised iteratively (fig. 5).
vates LTE-Netz empfohlen. Sollte die Verfügbarkeit eines privaten 5G- An important quantitative planning parameter for radio plan-
Netzes rechtzeitig gesichert sein, wäre ein Wechsel dorthin zu prüfen. ning is the requirement that sufficient radio coverage must be
Für die Bewertung der notwendigen GSM-R-Kanalkapazitäten un- available during operations, even in worst-case (deadlock) sce-
Homepageveröffentlichung unbefristet genehmigt für DB Projekt Stuttgart-Ulm GmbH /
ter den Anforderungen des S-Bahn-Hochleistungsbetriebs waren nario. Some distinctive features of the Core have to be consid-
u. a. Fragestellungen zur maximalen Zuganzahl pro Zelle ebenso ered here. The choice of the appropriate technology depends on
zu betrachten wie die Kanalkapazitäten innerhalb des verfügba- a wide variety of criteria such as geometry, number of tracks, the
ren Frequenzbandes und mögliche Optimierungsmöglichkeiten catenary wires, necessary radio quality parameters, traffic load,
im Funknetzdesign. Dies erfolgt iterativ (Bild 5). security criteria, the building code, etc.
Ein wichtiger quantitativer Planungsparameter für die Funkpla- In addition, radio quality parameters such as bit error rates and
Rechte für einzelne Downloads und Ausdrucke für Besucher der Seiten
nung ist die Anforderung, dass im Betrieb selbst im „Worst-Case- RxQual probability values of 95 % for RxQual < 2 and 99 % for
Szenario“, bei dem ein Tunnel durch mehrere Züge zugefahren RxQual < 4 are not standardised as quality criteria, but appear to
wird, eine ausreichende Funkversorgung gegeben ist. In Stutt- be appropriate and feasible for the required high quality of the
gart sind hierzu die Besonderheiten im Tunnel der Stammstrecke S-Bahn GSM-R network. The quality criteria should take careful
zu betrachten. Die Wahl der geeigneten Technologie hängt von radio network planning into account; it is advisable to include
unterschiedlichsten Kriterien wie Geometrie, Anzahl Gleise, Fahr- these criteria in the corresponding guidelines.
draht, notwendige Versorgungsgüte, Verkehrsbelastung, Sicher-
heitskriterien, Baurecht etc. ab. 3.3 ATO
Darüber hinaus sind funktechnische Qualitätsparameter wie Bitfeh- The “ATO over ETCS” system (standardised in Europe by sub-
lerraten und RxQual-Wahrscheinlichkeitswerte von 95 % bei RxQual sets 125 ff), which is to be used for the Stuttgart S-Bahn, is based
< 2 und von 99 % bei RxQual < 4 als Qualitätskriterien nicht standar- on two subsystems: ETCS L2 and ATO.
disiert, erscheinen jedoch im Hinblick auf die notwendig hohe Güte Semi-automatic train operations (GoA 2) are planned, where-
genehmigt von DVV Media Group, 2019
des GSM-R-Netzes für die S-Bahn als angemessen und realisierbar. by the ATO on-board equipment (ATO-OB) accelerates and
Sie sollen einer sorgfältigen Funknetzplanung Rechnung tragen; brakes, while the driver continues to be responsible for track ob-
eine Umsetzung in entsprechende Richtlinien ist empfehlenswert. servation, passenger clearance at stations and troubleshooting.
In addition, the train driver can intervene at any time. ATO has
3.3 ATO been explicitly designed and implemented as a non-safety criti-
Das System „ATO over ETCS“ (europäisch standardisiert durch die cal system according to the standard.
Subsets 125 ff ), das bei der S-Bahn Stuttgart zum Einsatz kommen The comparatively low additional effort along with a high
soll, basiert auf zwei Teilsystemen: ETCS L2 und ATO. contribution to operational benefits (i. e. shortening the min-
Bild 5: Methodik zur Untersuchung der GSM-R-Kanalkapazitäten
Fig. 5: The methodology for studying the GSM-R channel capacities
SIGNALLING + DATACOMMUNICATION (111) 6 / 2019 11
ETCS | ETCS
Homepageveröffentlichung unbefristet genehmigt für DB Projekt Stuttgart-Ulm GmbH /
Rechte für einzelne Downloads und Ausdrucke für Besucher der Seiten
Bild 6: ATO over ETCS; prinzipielle Systemarchitektur (Subset 125)
Fig. 6: ATO over ETCS; the basic system architecture (Subset 125)
genehmigt von DVV Media Group, 2019
Ein teilautomatisierter Betrieb (GoA 2) ist vorgesehen, womit die imum headway by around 7 seconds) and the available tech-
ATO-Fahrzeugeinrichtung (ATO-OB) beschleunigt und bremst, nology led to a clear recommendation for ATO in the course
während dem Triebfahrzeugführer (Tf ) weiterhin die Fahrwegbe- of the study.
obachtung, die Abfertigung in den Stationen sowie die Störungs- The central system components of the ATO system architecture
behandlung obliegt. Darüber hinaus kann der Tf jederzeit eingrei- are ATO-TS (trackside), connected to the TMS and ATO-OB (on-
fen. ATO wird, entsprechend des Standards, explizit als nicht si- board) with an interface to the ETCS-OB and to the vehicle bus or
cherheitskritisches System entworfen und implementiert. the TCMS control system (fig. 6).
Der damit vergleichsweise geringe Mehraufwand, bei gleichzeitig The TMS manages timetables, makes scheduling decisions and
hohem Beitrag zum betrieblichen Nutzen (z. B. Verkürzung Min- issues route setting commands to the safe interlocking level.
destzugfolgezeit um rund 7 Sekunden) sowie verfügbarer Technik The ATO-TS transmits current infrastructure data (Segment
führte im Laufe der Untersuchung zur klaren Empfehlung für ATO. Profiles) and timetable data (Journey Profiles) to the ATO-OB.
Die zentralen Systemkomponenten der ATO-Systemarchitektur The ATO-OB calculates an ATO speed curve from this infor-
sind ATO-TS (track side – streckenseitig), verbunden mit dem TMS mation while adhering to the limits set by the safe ETCS speed
und ATO-OB (onboard – fahrzeugseitig) mit einer Schnittstelle zum curves and derives traction and braking commands for the ve-
ETCS-OB und zum Fahrzeugbus- bzw. -leitsystem TCMS (Bild 6). hicle from it.
Das TMS verwaltet Fahrpläne, trifft Dispositionsentscheidungen ATO-OB can define speeds below the maximum permissible
und kommandiert Stellbefehle an die sichere Stellwerksebene. speed based on whether the infrastructure points in the cur-
Die ATO-TS überträgt aktuelle Infrastrukturdaten (Segment Pro rent Journey Profile can be reached within the defined time at a
files) und Fahrplandaten (Journey Profiles) an die ATO-OB. reduced speed. If the infrastructure points can only be reached
Aus diesen Informationen sowie begrenzt durch die sicheren by travelling at the maximum speed or cannot be reached at all
ETCS-Geschwindigkeitskurven berechnet die ATO-OB eine ATO- within the defined time, the ATO-OB system drives the vehicle
Geschwindigkeitskurve und leitet daraus Traktions- bzw. Brems- along the “Permitted Curve” with an optimised driving time.
kommandos an das Fahrzeug ab. In the “ATO-Light” scenario, static timetable data is transferred
Je nachdem ob Infrastrukturpunkte des aktuellen Journey Profile to the vehicle as an interim solution.
in der definierten Zeit mit verringerter Geschwindigkeit erreich- By contrast, this restriction is omitted from the ATO / TMS sce-
bar sind, kann ATO-OB Geschwindigkeiten unterhalb der maxi- nario. As such, further optimisation potentials can be achieved
mal zulässigen Geschwindigkeit definieren. Sind die Infrastruk- using dynamic control technology. A prerequisite for the
turpunkte nur mit maximaler Geschwindigkeit oder gar nicht in ATO / TMS scenario is the further development of the integrat-
der definierten Zeit erreichbar, führt die ATO-OB das Fahrzeug ed operator station concept into a comprehensive TMS and the
fahrzeitoptimiert entlang der Permitted Curve. implementation of the FRMCS.
12 SIGNAL + DRAHT (111) 6 / 2019
ETCS | ETCS
Im Szenario „ATO-Light“ werden als Zwischenlösung die stati- 3.4 Onboard equipment
schen Fahrplandaten an das Fahrzeug übertragen. The “ATO-Light” scenario requires ETCS / ATO equipment for
Dagegen wird im Szenario ATO / TMS diese Einschränkung aufgehoben. all vehicles operating on the lines within the scope of this study.
Damit können weitere Optimierungspotenziale durch eine dynamische Almost 400 regional and S-Bahn trainsets are to be equipped
Leittechnik erzielt werden. Voraussetzung für das Szenario ATO / TMS with the ETCS and ATO GoA 2, including the 423 and 430 se-
ist die Weiterentwicklung des integrierten Bedienplatzkonzeptes zum ries and various “Flirt” and “Talent” variants. The state of Baden-
vollumfänglichen TMS sowie die Implementierung von FRMCS. Württemberg has commissioned a supplementary study on ret-
rofitting the regional transport vehicles. The PZB / LZB on-board
3.4 Fahrzeugseitige Ausrüstung equipment remains in operation as a fall-back level and for routes
Das Szenario „ATO-Light“ bedingt eine ETCS- / ATO-Ausrüstung al- in the adjacent area. From the point of view of the specifications,
ler Fahrzeuge, die auf den Strecken des Untersuchungsraums ver- the equipment with Baseline 3 R2 (SRS 3.6.0) and the ETCS OBU
kehren. Fast 400 Regional- und S-Bahn-Triebfahrzeuge sind mit adaptations for ATO described in CR 1238 is recommended.
Homepageveröffentlichung unbefristet genehmigt für DB Projekt Stuttgart-Ulm GmbH /
ETCS und ATO GoA 2 auszurüsten, darunter die Baureihen 423 Main recommendations for vehicle equipment include the use of
und 430 sowie verschiedene „Flirt“- und „Talent“-Varianten. Für die gamma braking models (for steeper braking curves), the installa-
Nachrüstung der Regionalverkehrsbaureihen gab das Land Ba- tion of a second brake intervention (for the 423 series), the great-
den-Württemberg eine ergänzende Untersuchung in Auftrag. Die est possible simplification of the train data input and consideration
PZB- / LZB-Fahrzeugeinrichtung bleibt als Rückfallebene und für of a cold movement detector (for a more flexible start of mission).
Strecken im Umland in Betrieb.
Rechte für einzelne Downloads und Ausdrucke für Besucher der Seiten
Spezifikationsseitig wird die Ausrüstung mit Baseline 3 R2 4 The operational analysis
(SRS 3.6.0) mit den im CR 1238 beschriebenen Anpassungen der
ETCS-OBU für ATO empfohlen. The development of the scenarios has been supported and con-
Zu den wesentlichen Empfehlungen für die Fahrzeugausrüstung tinuously optimised by operational simulations. The “Ks without
zählen die Nutzung von Gamma-Bremsmodellen (für steilere ETCS” scenario serves as a reference case against which the ETCS
Bremskurven), die Einrichtung eines zweiten Bremseingriffs (für scenarios have been compared using operational simulations. It
die Baureihe 423), eine möglichst weitreichende Vereinfachung was shown early on that the ETCS can only develop its full poten-
der Zugdateneingabe sowie Berücksichtigung eines Cold Move- tial, if ETCS is designed as the leading signalling system and not
ment Detectors (für flexibleres Aufstarten). just overlaid on top of a lineside signalling with Class B ATP sys-
tem. The latter is subject to comparatively large restrictions (long
4 Betriebliche Analyse overlaps, no location markers in the slip path, block division and
line speed as a function of approach signal distances) which ap-
genehmigt von DVV Media Group, 2019
Die Entwicklung der Szenarien ist durch eisenbahnbetriebswis- ply independently of the train protection in the interlocking logic.
senschaftliche Untersuchungen unterstützt und kontinuierlich In Ks without ETCS, the trains will build up an average de-
optimiert worden. Dabei dient die „Ks ohne Signale“ als Bezugs- lay of around 10 seconds between entering and leaving the
fall, gegen den die ETCS-Szenarien per Betriebssimulation vergli- area of this study. The installation of the ETCS+ scenario be-
chen werden. Früh hat sich gezeigt, dass ETCS seinen vollen Nut- tween Mittnachtstraße and Schwabstraße leads to an average
zen nur dann entfalten kann, wenn die Signalplanung auf ETCS als of around 17 seconds less delay, so that a small reduction in de-
führendes System ausgerichtet ist und ETCS nicht on-top auf eine lays is possible. Delays on the Core can therefore be significant-
Außensignalisierung gesetzt wird. Letztere unterliegt vergleichs- ly reduced under the ETCS+ scenario. The reduced headway
weise großen Restriktionen (lange Durchrutschwege, keine Block- also allows dwell times in the Core to be increased from 30 sec-
kennzeichen im Durchrutschweg, Streckengeschwindigkeit in Ab- onds to 36 seconds. This partially compensates for dwell time
hängigkeit von Vorsignaldistanzen), welche unabhängig von der overruns which currently occur on a regular basis. Neverthe-
Zugsicherung in der Stellwerkslogik gelten. less, robust operations on the Core require stable and punctual
Im Nullfall bauen die Züge zwischen Einbruch in den Untersu- approaches to the Core so that the trains reach their train path
chungsraum und Ausbruch im Mittel rund 10 Sekunden Verspä- when threading in the Mittnachtstraße and Schwabstraße and
tung auf. Durch Installation von ETCS+ zwischen Mittnachtstra- thus cause as few additional delays as possible. The extension
ße und Schwabstraße werden im Mittel rund 17 Sekunden weni- of the scope to include the ETCS in the second study stage has
ger Verspätung aufgebaut, sodass ein geringer Verspätungsabbau shown that the approaches can be stabilised using an optimised
möglich wird. Mit dem Szenario ETCS+ kann die Verspätungsent- block division. This reduces the overall level of delay within the
wicklung auf der Stammstrecke somit deutlich reduziert werden. scope of the study. The stabilisation of the approaches enables a
Die verkürzte Mindestzugfolgezeit bietet auch Spielraum, die Hal- further reduction in mean delays of around 3 seconds per train.
tezeit auf der Stammstrecke von 30 Sekunden auf 36 Sekunden zu Capacity consumption depends, amongst other things, on brak-
erhöhen. Dadurch werden bereits heute regelmäßig auftretende ing model. This can only be partially compensated for by creating
Haltezeitüberschreitungen teilweise kompensiert. Dessen unge- a train-specific gamma braking model. Semi-automatic train opera-
achtet braucht es für einen robusten Betrieb auf der Stammstre- tions with ATO, on the other hand, enables homogenous braking
cke vor allem stabile und pünktliche Zuläufe auf die Stammstre- and accelerating, so that target trajectories can be followed precisely.
cke, damit die Züge ihre Solllage beim Einfädeln in der Mittnacht- In addition, the ATO-TS reacts instantly. Furthermore, Movement
und Schwabstraße treffen und dadurch möglichst wenig Folge- Authority extensions are required later than in manual driving due
verspätungen verursachen. Die Erweiterung des Ausrüstungs- to ATO-OB’s quick reactions. In total, ATO reduces the minimum
raums in der zweiten Untersuchungsstufe zeigt, dass die Zuläu- headway compared to ETCS+ by a further approximately 7 seconds.
fe durch eine optimierte Blockteilung stabilisiert werden können. The implementation of the “ATO-Light” scenario would therefore
Dadurch reduziert sich das Gesamtverspätungsniveau im Unter- reduce the average delay by a further 7 seconds, with the result that
suchungsraum. Die Stabilisierung der Zuläufe ermöglicht einen the “ATO-Light” scenario, which is based on the ETCS+ scenario,
SIGNALLING + DATACOMMUNICATION (111) 6 / 2019 13
ETCS | ETCS
Bild 7: Mittlere Ver-
spätungsänderung je
Zug über den Unter-
suchungsraum
Fig. 7: The mean
change in the delay
per train throughout
the study’s area of
analysis
Homepageveröffentlichung unbefristet genehmigt für DB Projekt Stuttgart-Ulm GmbH /
Rechte für einzelne Downloads und Ausdrucke für Besucher der Seiten
weiteren durchschnittlichen Verspätungsabbau von rund 3 Se- would result in lowering the mean delay by around 26 seconds in
kunden pro Zug. comparison with conventional Ks / HV signalling (fig. 7).
Der Kapazitätsverbrauch bei ETCS hängt u. a. von der Beschrei-
bung des Bremsvermögens des Zuges ab. Dies kann nur teilwei- 5 Equipment scenarios and processes
se durch die Erstellung eines zugspezifischen Gamma-Brems-
modells kompensiert werden. Teilautomatisiertes Fahren mittels Various rollout scenarios have been derived to implement the
ATO hingegen ermöglicht durch gleichmäßiges Bremsen und Be- “ATO-Light” scenario. The comparison of the scenarios has
schleunigen ein sehr präzises Abfahren der Solltrajektorie. Zu- shown which scenario enables commissioning within the scope
genehmigt von DVV Media Group, 2019
dem hat der ATO-Rechner eine minimale Reaktionszeit, sodass of the large-scale “Stuttgart 21” project. A roadmap has been
die Fortschaltung der Movement Authority später als bei einem drawn up from this for the relevant levels of consideration. In ad-
Lokführer erfolgen kann. In Summe reduziert ATO die Mindest- dition to the initial funding of the trackside and onboard equip-
zugfolgezeit gegenüber ETCS+ um nochmals rund 7 Sekunden. ment to be secured, the identified critical path involves the timely
Durch die Umsetzung des Szenarios „ATO-Light“ würde sich da- development of the onboard equipment with the ETCS and ATO
her die mittlere durchschnittliche Verspätung um weitere 6 Se- systems, as well as the timely retrofit of the existing fleets.
kunden reduzieren, sodass in Summe durch das Szenario „ATO- A design proposal for suitable project organisation with a com-
Light“, welches auf dem Szenario ETCS+ aufbaut, im Mittel rund prehensive program team has been drawn up in order to meet
26 Sekunden weniger Verspätung aufgebaut werden als mit kon- the objectives. This is to ensure the necessary technical integra-
ventioneller Ks / HV-Signalisierung (Bild 7). tion between vehicle and tracks with the necessary tests.
5 Ausrüstungsszenarien und Prozesse 5.1 Lab and field testing
A test concept was created while determining the suitable sce-
Für eine Umsetzung des Szenarios „ATO-Light“ wurden verschie- nario. It shows which functions and cases must be tested as well
dene Rollout-Szenarien abgeleitet. Die Szenarien zeigten im Ver- as the resulting test track requirements. Thus, the necessity of
gleich, welches Szenario eine Inbetriebnahme im Rahmen des first-in-class approval and testing on a suitable ETCS-BL3 line
Großprojektes „Stuttgart 21“ erlaubt. Daraus wurde eine Roadmap already in operation becomes apparent. On the one hand, this
über die relevanten Betrachtungsebenen erarbeitet. Als kritischer is in order to implement the vehicle series equipment based on
Pfad wurde, neben der gesicherten Eingangsfinanzierung der the vehicle type approval, while, on the other hand, it is in order
Ausrüstung für Strecke und Fahrzeuge, die rechtzeitige Entwick- to test and approve the line equipment in the area of the study
lung der Fahrzeugausrüstung mit ETCS und ATO sowie die zielge- step by step. The production vehicles which have been tested
richtete Umsetzung der Fahrzeugserienausrüstung identifiziert. and returned to service on the ETCS-BL3 third lines can then
Um die Zielsetzung abzusichern, wurde auch ein Gestaltungsvor- be used at an early stage on the newly equipped S-Bahn line
schlag für eine geeignete Projektorganisation mit einem übergrei- for functional testing, troubleshooting and operational testing.
fenden Programmteam erarbeitet. Dies soll die erforderliche tech-
nische Integration zwischen Fahrzeug und Strecke mit den nöti- 5.2 Track equipment, vehicle retrofits and their approval
gen Tests sicherstellen. The line will be equipped according to the contemporary signal-
ling commissioning principles, with the difference of incremen-
5.1 Testen und erproben tal commissioning (partial technical, full technical and com-
Im Zuge der Ermittlung des geeigneten Szenarios wurde ein Test- mercial commissioning). The provision of the approved specifi-
konzept erstellt. Es weist aus, welche Funktionen und Fälle getes- cations and the technical planning as award criteria for tender-
tet werden müssen und welche Anforderungen sich daraus an Test- ing is a prerequisite.
14 SIGNAL + DRAHT (111) 6 / 2019
strecken ergeben. So zeigt sich die Notwendigkeit der Erstfahr-
zeugerprobung und -zulassung auf einer geeigneten, bereits in Digitization in mobility
Betrieb befindlichen ETCS-BL3-Strecke, um auf Basis dieser Fahr-
zeugtypzulassung einerseits die Fahrzeugserienausrüstung um- and transport
zusetzen und andererseits die Streckenausrüstung des Betrach-
tungsbereichs nach und nach zu testen und zuzulassen. Die auf Focus: Rail and public transport.
dann bereitstehenden ETCS-BL3-Drittstrecken getesteten und New and highly topical: “Digitization in mobility and transport”
wieder in Betrieb genommenen Serienfahrzeuge können so KUVJGƒTUVVGZVDQQMVQTGRQTVQPVJGGHHGEVUQRRQTVWPKVKGUCPF
frühzeitig auf der neu ausgerüsteten S-Bahn-Strecke für Funkti-
TKUMUQHdigitization in the transport sector.
onstest, ggf. Fehlerbeseitigung und die Betriebserprobung ge-
nutzt werden.
e!
New Releas
Homepageveröffentlichung unbefristet genehmigt für DB Projekt Stuttgart-Ulm GmbH /
5.2 Streckenausrüstung, Fahrzeugumrüstung und deren
Zulassung
Die Ausrüstung der Strecke erfolgt wie eine klassische LST-
Streckenausrüstung, mit dem Unterschied der stufenweisen
Inbetriebnahme (techn. Teil-IBN, technische IBN, kommerzielle
IBN). Die Bereitstellung der zugelassenen Spezifikationen und Digitalisierung in Mobilität
Rechte für einzelne Downloads und Ausdrucke für Besucher der Seiten
und Verkehr,
der technischen Planungen als Vergabegrundlagen sind hier
1stGFKVKQP0QX
Voraussetzung. #WVJQT &CIOCT4GGURCIGU
Die Fahrzeugumrüstung mit ETCS und ATO erfolgt nach dem JCTFEQXGTKP)GTOCP
Rollout-Plan als Doppelausrüstung zusätzlich zu der vorhan- +5$0
denen PZB-Ausrüstung, sodass die Fahrzeuge auch das weite- 2TKPVYKVJ'$QQM+PUKFGŹ
re S-Bahn-Netz uneingeschränkt bedienen können. www.pmcmedia.com/
Folgende Aspekte stellen sich u. a. als Herausforderung bei der digitizationeng
Fahrzeugausrüstung dar:
• die ändernden Rahmenbedingungen für die Zulassung, die
sich mit dem 4. Eisenbahnpaket ergeben,
c o py a t
Order your
• die erforderliche Einbeziehung des Fahrzeugherstellers für
n
edia.com/e
w w w.pmcm
die Schnittstelle zum Train Control and Management-Sys-
genehmigt von DVV Media Group, 2019
tem (TCMS) beim Einbau der Fahrzeugeinrichtungen sowie
• der Umstand, dass für die ATO-Ausrüstung ein europäischer
Standard und entsprechende Anforderungsdokumente zur-
zeit finalisiert werden. Other interesting books:
6 Fazit und Ausblick
Die Untersuchung zeigt, dass die Einführung von ETCS L2 und
ATO (GoA 2) bei der S-Bahn technisch beherrschbar und be-
trieblich sinnvoll ist. Das Szenario „ATO-Light“ ist die empfoh-
lene Ausrüstungsvariante.
Gegenüber dem heutigen Planungsregelwerk der DB Netz AG
sind nur wenige, überschaubare Anpassungen notwendig, im
Wesentlichen für kurze „Blöcke“, kurze technische Laufzeiten
und GSM-R.
Bereits unter konservativen Annahmen steigt die Kapazität
(theoretische Leistungsfähigkeit) auf der Stammstrecke um
rund 20 %. Mit dem heutigen Betriebsprogramm erfolgt anstel-
ETCS for Engineers Railway Timetabling & Operations
le eines Verspätungsaufbaus ein deutlicher Verspätungsabbau. 2TKPVŹ 2TKPVŹ
Die heute nur auf der Stammstrecke mögliche 2,5-Minuten- www.pmcmedia.com/etcseng www.pmcmedia.com/
Zugfolge kann mittels ETCS auch auf umliegende Streckenab- timetablingeng
#NUQCXCKNCDNGCU
schnitte ausgedehnt werden.
E-Book only #NUQCXCKNCDNGCU
Darüber hinaus verbleiben zahlreiche weitere Potenzialansät-
E-Book only
ze für weiterführende Optimierungen, darunter kürzere Sys- Single Chapters
temlaufzeiten, optimierte Fahrdynamik, bessere Bremsmodel- Single Chapters
le sowie Integration von ATO in ein TMS.
Die Umsetzung soll im Rahmen eines auf dem Projekt „Stutt- 2TKEGUKPENWFG8#6DWVGZENWFGUJKRRKPIEQUVU
gart 21“ aufbauenden Pilotprojekts der „Digitalen Schiene
Deutschland“ im Knoten Stuttgart erfolgen. Die ETCS- / ATO- ORDER HERE: BY MAIL:
Nachrüstung von insgesamt rd. 400 Triebzügen der S-Bahn Tel.: +49 7953 718-9092 2/%/GFKC*QWUG)OD*
Fax: +49 40 228679-503 -WPFGPUGTXKEG
und des Regionalverkehrs ebnet dabei – in Verbindung mit '/CKN QHƒEG"ROEOGFKCEQO &$NCWHGNFGP
dem bereits mit ETCS ausgerüsteten Fernverkehrszügen – den 1PNKPG YYYROEOGFKCEQO
2/%/GFKC*QWUG)OD*^9GTMUVȤVVGPUVT^&.GXGTMWUGP
1HƒEG*CODWTI EQ&88/GFKC)TQWR)OD* ^*GKFGPMCORUYGI^&*CODWTIETCS | ETCS
Weg zu einer optimierten ETCS-Planung. Diese wird – über „Stutt- The fleets will be retrofitted with the ETCS and ATO systems in
gart 21“ hinaus – zu einer nochmaligen deutlichen Steigerung addition to the existing PZB equipment according to the rollout
der Leistungsfähigkeit im Knoten Stuttgart führen. Möglichst bis plan, so that the vehicles will be equipped with both systems and
Ende der 2020er Jahre soll das übrige S-Bahn-Netz mit DSTW, will also be able to operate on the rest of the S-Bahn network
ETCS und ATO ausgerüstet werden. Dabei ist auch eine dynami- without any restrictions.
sche Betriebssteuerung auf der Grundlage eines Verkehrsleitsys- The following aspects present themselves as some of the main
tems (TMS) und einem laufenden Datenaustausch über FRMCS vehicle equipment challenges:
geplant (Baustein 3 in Bild 3). • the changing framework for approval processes resulting
Wir bedanken uns für die Unterstützung bei der Verfassung des from the 4th Railway Package,
Artikels bei • the necessary involvement of the original vehicle manufacturer
Dr. Albrecht Achilles, NEXTRAIL GmbH (OEM) in the interface to the Train Control and Management
Matthias Becker, VIA Consulting und Development GmbH System (TCMS) when approving the vehicle equipment and
Homepageveröffentlichung unbefristet genehmigt für DB Projekt Stuttgart-Ulm GmbH /
Dr. Thorsten Büker, VIA Consulting und Development GmbH • the fact that a European standard and corresponding require-
Jörg Köhnen, NEXTRAIL GmbH ment documents for ATO equipment are currently being fi-
Jörg Liesche, NEXTRAIL GmbH nalised.
Sebastian Pechtold, IGECON Traffic GmbH
Bernd Potthoff, quattron management GmbH 6 Conclusion and outlook
Sven Wanstrath, DB PSU
Rechte für einzelne Downloads und Ausdrucke für Besucher der Seiten
Uwe Wendland, DB Netz The study has shown that the introduction of ETCS L2 and ATO
Frank Werner, quattron management GmbH (GoA 2) in the S-Bahn is technically manageable and makes op-
erational sense. The “ATO-Light” scenario is the recommended
equipment variant.
Only a few, manageable adjustments are necessary when com-
pared with DB Netz AG’s current planning rules and they main-
ly involve short “blocks”, shorter technical runtimes and the
GSM-R system.
Even under cautions assumptions, capacity (headways) on the
Stuttgart Core rises by some 20 %. Based on the current oper-
ating scheme, this will result in a significant reduction instead
of a build-up of delays.
genehmigt von DVV Media Group, 2019
Through ETCS, the 2.5 minute train intervals that currently can
only be operated in the Core, could also be extended adjacent
sections.
In addition, there are numerous other potential approaches for
further optimisation, including shorter system delays, optimised
AUTOREN | AUTHORS
driving dynamics, better brake models and the integration of
Martin Beyer ATO into a TMS.
Referent für Verkehrsplanung / Traffic planning and management The implementation is due to take place within the framework
Verband Region Stuttgart of a “DSD” project scheme at the Stuttgart node based on the
Anschrift /Address: Kronenstraße 25, D-70174 Stuttgart
E-Mail: beyer@region-stuttgart.org
“Stuttgart 21” project. The ETCS / ATO retrofitting of some 400
multiple trainsets for S-Bahn and regional services (in conjunc-
Steffen Jurtz tion with the long-distance trains already equipped with ETCS)
Geschäftsführer / Managing Director will pave the way for optimised ETCS planning. This will lead
NEXTRAIL GmbH to a further significant increase in performance at the Stuttgart
Anschrift /Address: Schlüterstraße 39, D-10629 Berlin
E-Mail: steffen.jurtz@nextrail.com
node beyond “Stuttgart 21”. The rest of the S-Bahn network
is envisaged to be equipped with digital interlocking systems
Michael Langhof (DSTW), ETCS and ATO by the end of the 2020s. Dynamic op-
Projektleiter Untersuchung ETCS S-Bahn Stuttgart / erational control based on a traffic management system (TMS)
Project Manager Investigation ETCS S-Bahn Stuttgart
and continuous data exchange via the FRMCS is also planned
DB Netz AG
Anschrift /Address: Gutschstraße 6, D-76137 Karlsruhe (building block 3 in fig. 3).
E-Mail: michael.langhof@deutschebahn.com We would like to thank the following for their support during
the writing of this article:
Peter Reinhart Dr. Albrecht Achilles, NEXTRAIL GmbH
Bahnbetrieb, Bahnverkehr / Railway operations
Matthias Becker, VIA Consulting und Development GmbH
DB Projekt Stuttgart-Ulm GmbH
Anschrift /Address: Räpplenstraße 17, D-70191 Stuttgart Dr. Thorsten Büker, VIA Consulting und Development GmbH
E-Mail: peter.reinhart@deutschebahn.com Jörg Köhnen, NEXTRAIL GmbH
Jörg Liesche, NEXTRAIL GmbH
Thomas Vogel Sebastian Pechtold, IGECON Traffic GmbH
Ansprechpartner für Digitalisierung im Schienenverkehr /
Contact person for digitalization in rail transport
Bernd Potthoff, quattron management GmbH
Ministerium für Verkehr Baden-Württemberg Sven Wanstrath, DB PSU
Anschrift /Address: Dorotheenstraße 8, D-70173 Stuttgart Uwe Wendland, DB Netz
E-Mail: thomas.vogel@vm.bwl.de Frank Werner, quattron management GmbH
16 SIGNAL + DRAHT (111) 6 / 2019Sie können auch lesen
