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ETCS - Was haben EVU bei der ETCS-Migration zu - DB Netz AG

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ETCS - Was haben EVU bei der ETCS-Migration zu beachten?
DB Netz AG
Reiner Behnsch
Ralf Lang
John Patrick Brady Steinebach
I.NVT 321 / 324
Betrieblich-technische Kundenveranstaltung 2014
13.05.2014
Ausrüstungsverpflichtungen erfüllen oder anhand geplanter
Umläufe die ETCS Ausrüstung von Fahrzeugen planen?
Die TSI ZZS* in ihrer aktuell gültigen Fassung bestimmt
verbindlich, dass folgende Fahrzeuge mit ETCS ausgerüstet
werden müssen:
Neue Fahrzeuge, sofern sie nach dem 01.01.2012 in Auftrag
gegeben wurden oder nach dem 01.01.2015 in Betrieb
genommen werden. Ausgenommen sind Neufahrzeuge, die nur für
den innerstaatlichen Verkehr oder den grenzüberschreitenden
Regionalverkehr konzipiert sind
Fahrzeuge, die im Hochgeschwindigkeitsnetz (HGV) verkehren.
Bei Neuinstallation oder Umrüstung des Zugsicherungsteils
fahrzeugseitiger ZZS-Teilsysteme ist eine ETCS-Ausrüstung
vorgeschrieben
*TSI ZZS = Technische Spezifikationen Interoperabilität Zugsicherung, Zugsteuerung, Signalgebung, Kapitel 7.3
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
2
In einigen Fällen kann
es sein, dass eine
Ausrüstungsverpflichtung für Fahrzeuge
greift, bevor eine
Ausrüstung des
Fahrzeugs anhand der
geplanten Umläufe
notwendig wird.
Was muss man beim Thema Umlaufplanung zu den
ETCS - Systemversionen wissen?
X = Baseline
Generell gilt:
Fahrzeuge sind
abwärtskompatibel
Y = Unterversion
Die Systemversion
SRS wird wie folgt
dargestellt:
Fahrzeuge sind
nicht aufwärtskompatibel
z.B. SRS 3 . 4 . 0
wobei gilt:
Generell gilt:
Kompatibilität FZG –
Strecke auf- und abwärts
sichergestellt
Je höher die Version,
desto mehr Funktionen
sind enthalten
3=X
4=Y
Somit muss auf dem Fahrzeug immer der in seinem Umlauf infrastrukturseitig höchste ETCS-Spezifikationsstand (Baseline)
implementiert sein!
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
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Somit muss das Fahrzeug mit der infrastrukturseitigen
ETCS Ausrüstung kompatibel sein
Darstellung der Kompatibilität von Fahrzeug und Strecke:
2.3.0d
Streckenausrüstung
2.3.0d
Baseline 3
✔
2.3.0d
2.3.0d
2.3.0d
Streckenausrüstung
Baseline 3
✔
✘
Baseline 3
Baseline 3
Baseline 3
✔
Erschwerend kommt
jedoch hinzu, dass in
einem Umlauf nicht nur
die ETCS
Systemversionen zu
Beschränkungen
führen können.
Nationale
Anforderungen, die
über die Spezifikation
hinaus gehen, müssen
ebenfalls erfüllt werden.
Sogenannte SNB/NTR
Forderungen.
Somit muss auf dem Fahrzeug immer der in seinem Umlauf infrastrukturseitig höchste ETCS-Spezifikationsstand (Baseline)
implementiert sein!
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
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Es reicht ggf. nicht, nur die ETCS Systemversion zu erfüllen, um
interoperabel verkehren zu können
Warum gibt es SNB Einträge und NTR zu ETCS?
Ein NTR – Nationale technische Regel – und der zugehörige SNB Eintrag
werden notwendig, wenn zu einer konkreten betrieblichen Gefährdung
keine technische Funktion in der ETCS Spezifikation vorhanden ist, um
diese Gefährdung zu beherrschen.
Somit muss ein EVU, in Abhängigkeit der Umläufe:
Mögliche SNB Einträge / NTR beim jeweiligen EIU erfragen.
Diese bei der Bestellung der ETCS Fahrzeugeinrichtung (EVC)
berücksichtigen, oder
Diese bei zukünftigen Updates der EVC berücksichtigen.
Somit ist es nicht nur wichtig, alle notwendigen Informationen für die
Vergabe der ETCS Fahrzeugeinrichtung zusammenzustellen, sondern
auch das Thema „Softwarepflege“ vertraglich zu berücksichtigen.
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
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Des Weiteren spielt das Thema Zeit eine entscheidende Rolle
bei der ETCS Ausrüstungsplanung
Neue
SRS
1. Sicherheitsnachweis Infrastruktur
& Fahrzeug
Von der Bestellung bis zur
Inbetriebnahme einer ETCS
1. Implementierung Infrastruktur
2. NTR
/ SNB
Fahrzeugeinrichtung können bis
zu 3 Jahre vergehen.
Es reicht definitiv nicht, sich 1
3. Sicherheitsnachweis, Produktintegration und
Inbetriebnahme auf dem Fahrzeug
Jahr vorher mit der Thematik zu
beschäftigen.
4. Flottenausrüstung Fahrzeuge
Geplante Aufnahme Betrieb
Zeit
Generell empfiehlt die DB Netz AG zur ETCS Fahrzeugausrüstung unter Berücksichtigung der zuvor genannten
Rahmenbedingungen:
So früh wie nötig, aber so spät wie möglich!
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
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Wann ist aus Sicht eines EVU eine ETCS-Fahrzeugausrüstung bei
Fahrten auf der Infrastruktur der DB Netz AG zwingend erforderlich?
ETCS Fahrzeugausrüstung
im
Bestandsnetz
auf
bestehenden NBS
auf
künftigen
NBS
grenzüberschreitend
Keine ETCS-Ausrüstung notwendig, da Doppelausrüstung mit PZB 90
Betrifft z.B. den Korridor A
ETCS-Ausrüstung erst nach Ablösung der LZB (sukzessive ab 2026) erforderlich; bis
2030 kann die LZB ggf. in Doppelausrüstung weiter genutzt werden -> siehe Marktstand
ETCS-Ausrüstung erforderlich, nur wenn diese Strecken befahren werden sollen
Erstmals ab Fpl 2016 auf VDE 8.2, sukzessive z.B. auf VDE 8.1 u. S21 / NBS Wendlingen–Ulm
ETCS als Möglichkeit, interoperabel zu verkehren und langfristig Mehrfachausrüstungen
der Fahrzeuge zu vermeiden -> siehe auch Folie 9
ETCS-basierte fahrende Klasse-B-Transitionen an den Grenzen -> siehe auch Folien 11 - 15
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
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Zu berücksichtigende Rahmenbedingungen bei der Planungen
zur IBNG einer ETCS Fahrzeugausrüstung
Derzeit sind bezüglich der Inbetriebnahmegenehmigung (IBNG)
für ETCS Fahrzeugausrüstungen einige Rahmenbedingungen zu
beachten:
Eine nationale IBNG ist derzeit in jedem Land einzeln zu
erwirken.
Derzeit ist in manchen Ländern (auch in D) die IBNG
streckenspezifisch.
Streckenspezifische Testdurchführung.
Nachweis der Erfüllung einzelner NTR / SNB Einträge notwendig.
Für Inbetriebnahmen in weiteren Ländern sind die Vorgaben
der nationalen Aufsichtsbehörden (NSA) zu beachten.
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
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Ziel:
Erteilung der
Inbetriebnahmegenehmigung nach
§6 TEIV unter
Anwendung der
VV IBG.
Zusammenfassung der Migrationspläne anderer europäischer
Länder (Folie erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit / Korrektheit)
Migrationsstrategie basierend auf der
gesamthaften Ausrüstung der Infrastruktur
Migrationsstrategie basierend auf einer
kontinuierlichen Umrüstung der Infrastruktur
Norwegen, Dänemark, Belgien, Schweiz und
Niederlande
Großbritannien, Frankreich und Italien
Migrationsstrategie basierend auf einer
Großprojekt-Umrüstung der Infrastruktur
Spanien
Migrationsstrategie basierend auf einer
schrittweisen Umrüstung der Infrastruktur
Deutschland
Besonders die europäischen Länder, in denen Sicherheits- oder Leistungsfähigkeitsprobleme der Klasse B Systeme bestehen oder in denen die Klasse B Systeme
bereits abgängig sind, haben netzweite Migrationsplanungen aufgesetzt.
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
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Empfehlungen der DB Netz AG für Themen, die in einem Vertrag
zur ETCS Fahrzeugausrüstung zu berücksichtigen sind
Berücksichtigung von
Softwarepflege und -hochrüstung
Zusatzprozesse wie
CSM festschreiben
Einhaltung der SNB /
NTR festschreiben
Vertrag zur ETCS
Fahrzeugausrüstung
IBNG als
Vertragsziel festschreiben
Test- & IBN Phase
darstellen lassen
Ggf. weiteres …
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
Strecken / Länder für IBN
festschreiben
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ETCS - unterstützte Transitionen
Die Situation heute
Züge sind heute mit bis zu 13
verschiedenen
Zugbeeinflussungssystemen
ausgerüstet.
ETCS soll im langfristigen
Zielzustand das einzige
Zugbeeinflussungssystem werden,
jedoch wird die Mehrfachausrüstung
der Fahrzeuge für einen
Übergangszeitraum weiterhin
Realität bleiben.
Zukünftig wird jedoch ETCS nicht
nur das eigene Ein- und Ausschalten
steuern, sondern auch das der auf
dem Zug installierten nationalen
Zugsicherungssysteme.
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
ATC/ZUB 123
EBICAB 700/L 1000
ATB/ATB-NG
ALSH
TBL/CROCODILE
CROCODILE
TVM/KVB
LVZ/LS90
SIGNUM
11
KHP/SHP
LZB/PZB
ETCS - unterstützte Transitionen
Zu den Begriffen:
Nach TSI ZZS* ist ETCS das einzige Klasse A Zugbeeinflussungssystem.
Nach TSI ZZS* werden die heute in Europa im Einsatz befindlichen Zugbeeinflussungssysteme (auch
Altsysteme genannt) als Klasse B Zugbeeinflussungssysteme bezeichnet.
Klasse B Zugbeeinflussungssysteme werden zukünftig als sogenannte STM oder NTC über ETCS
gesteuert, was eine dynamische Transition von Klasse A nach Klasse B und umgekehrt oder auch der
Klasse B Systeme untereinander ermöglicht.
Diesen „Umschalt“-Vorgang zwischen den Klasse A / B Zugbeeinflussungssystemen bezeichnet man
als „Transition“.
*TSI ZZS = Technische Spezifikationen Interoperabilität Zugsicherung, Zugsteuerung, Signalgebung
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
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Darstellung der Funktionsweise am Beispiel einer
Klasse B Transition
Eurobalisentechnikunterstützte Klasse B Transition
Specific Transmission Module:
Zusatzgeräte, die mit dem ETCS Fahrzeuggerät
zusammenarbeiten und die Informationen von den jeweiligen
nationalen Klasse B Systemen verstehen bzw. verarbeiten
können und die vom ETCS Fahrzeuggerät den Bremseingriff
gewährt bekommen, wenn dies erforderlich ist.
STM X
STM Y
STM
v=f(s)
Die Eurobalisen sind entsprechend der ETCS Spezifikationen
Eurobalisen (SRS) programmiert. Hierdurch wird den Fahrzeugen die
Transition zwischen den Klasse B
Zugbeeinflussungssystemen kommandiert. Das Fahrzeug
führt die Transition mit technischer Unterstützung dynamisch
(während der Fahrt) aus.
ETCS
STM X
STM Y
Balisenantenne
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
Transitions-Balisengruppe TR
Ankündigungs-Balisengruppe A
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Oftmals verwendete „händische“ Klasse B Transition ohne
Steuerung durch ETCS
v= f(s)
STM X CS
DA
STM Y DA
CS
ETCS
STM* X
STM* Y
Halteposition
Landesgrenze
Die sogenannte „händische Transition“ im Stand kostet Zeit und Energie.
Die „händische Transition“ wird technisch nicht überwacht, die Sicherheit liegt allein beim Tf.
DA: Data available
CS: Cold standby
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
14
14
Ablaufbeschreibung einer Klasse B Transition
v= f(s)
ETCS
STM X DA
STM Y CS
HS
STM X DA
STM Y HS
Ankündigungs-Bereich
STM X CS
STM Y DA
CS
DA
Ausführungs-Bereich
STM X
STM Y
Transitions-Balisengruppe TR
Ankündigungs-Balisengruppe A
Transitionsende
Landesgrenze
Technische Überwachung der Transition
Erhöhung der Sicherheit und Streckenkapazität
DA: Data available
CS: Cold standby
HS: Hot standby
Entlastung des Triebfahrzeugführers
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
15
15
GSM-R Endgeräte werden seit mehreren Jahren durch
öffentliche Mobilfunknetze gestört
Seit 2006 haben wir zunehmend Störungen an vorher
störungsfreien Streckenabschnitten
Störbereich
Hohe Feldstärken öffentlicher Funkstellen blockieren
die GSM-R Fahrzeugempfänger und führen zu
Verbindungsverlust (Displayanzeige „kein Netz“)
In diesen Streckenabschnitten ist keine GSM-R
Funkverbindung/Datenübertragung möglich
public BTS
Ursache: v.a. Blockieren der GSM-R FahrzeugFunkempfänger durch öffentliche Funkstellen
public
Kein Netz
GSM-R
GSM-R Funkzellen
sorgen für lückenlose
Abdeckung
EIRENE
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
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Aktuell sind robustere Fahrzeug-Funkmodule am Markt
verfügbar
Dies ist eine Erfolg versprechende Teillösung neben dem angestrebten Frequenzenschutz.
Aktuell besteht eine hinsichtlich der Trennschärfe anspruchsvolle ETSI-Spezifikation
ETSI TS 102 933-1 v 1.1.1 (2012-12)
Dieser Standard wird bis Q2/2014 in einer weiteren "improved version" von ETSI fortgeschrieben.
Durchgeführte Versuche sind sehr positiv ausgefallen.
Diese neue Spezifikation ist in der TSI ZZS bisher jedoch noch immer nicht mandatory.
Daher ergeht an die EVU der Appell,
nur Geräte nach der neuen ETSI-Spezifikation zu verwenden.
Die ersten Geräte sind bereits auf dem Markt.
Für Bestandsfahrzeuge sind alternativ auch Filter zwischen Antenne und Funkgerät verfügbar. Die
Leistungsfähigkeit der modernen Funkmodule ist jedoch höher.
DB Netz AG | I.NVT 32 | 13.05.2014
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
I.NVT 32
Technologiemanagement
ETCS
Ansprechpartner:
Leiter I.NVT 32
Dr. Reiner Behnsch
Leiter I.NVT 321 / 324
Anforderungsmanagement ETCS
Test & IBN Management ETCS
Patrick Steinebach
Leiter I.NVT 322
Systementwicklung ETCS
Ralf Lang
Leiter I.NVT 323
Projekte ETCS
Josef Ramerth
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