Bau und Konzeption eines Zugleit- und Sicherungssystems für autonomen Fahrbetrieb

Abstract

Der Schienenverkehr besitzt in der heutigen Zeit einen hohen Stellenwert. Aufgrund der physikalischen Gegebenheiten (feste Spurführung, lange Bremswege) müssen Zugfahrten besonders gesichert sein, um schwere Unfälle zu verhindern. Der Begriff der Leit- und Sicherungstechnik umfasst Ansätze zum Planen, Überwachen und Sichern von Zugfahrten. Die hierzu in Deutschland eingesetzte Technik gilt als sicher, jedoch treten aufgrund des nicht einheitlichen Modernisierungsstandes häufig Teilsystemausfälle auf, die den Betriebsablauf stören. Diese Arbeit untersucht, welche Einrichtungen zum sicheren Durchführen von Zugfahrten notwendig sind und präsentiert ein Konzept für ein einheitliches, robustes Zugleit- und Dicherungssystem. Ein physikalisches Modell wird hierzu mit einer Signalanlage, einer Weichensteuer- und Rückmeldeanlage, einer Gleisfreimeldeanlage und einem Zugbeeinflussungssystem ausgestattet. Diese Teilsysteme werden von Stellwerken auf ESTW-Basis verwaltet und überwacht, die über ein Bussystem durch eine Betriebszentrale ferngesteuert werden. Diese führt die Fahrwegplanung und Sicherung durch und überwacht alle durchgeführten Zugfahrten. Das entstandene System wird im Anschluss als Basis für die Implementierung eines autonomen Fahrbetriebs verwendet.

In modern times, Rail transportation has a high importance. Due to physical conditions, railway operations have to be secured to prevent accidents. The „train control and safety technology“ includes techniques for planning, monitoring and securing railway operations. The technology used for this purpose in Germany is considered safe, however, subsystems failures are caused by the inconsistent state of modernization. In this thesis, the necessary elements for safe railway operations are investigated. Furthermore a concept for a unified, robust train control and safety system is presented. To achieve this, a physical model is equipped with a signaling system, a turnout control and monitoring system, a track occupancy detection and an automatic train protection. These subsystems are managed by signal boxes based on electronic interlocking technology, which are remotely controlled by an operation center. This center handles route planning and securing while monitoring all train operations. The resulting system is later used as a basis for the implementation of autonomous train operation.