Was ist ETCS?
ETCS steht für European Train Control System. Es ist ein europäisches Zugbeeinflussungssystem, das den Eisenbahnverkehr sicherer und grenzüberschreitend einheitlicher machen soll.
ETCS überwacht die Fahrt eines Zuges und stellt dem Triebfahrzeugführer wichtige Informationen zur Verfügung. Abhängig von der technischen Ausrüstung einer Strecke können beispielsweise Geschwindigkeit, Fahrterlaubnis und weitere Streckeninformationen überwacht werden.
Bei ETCS muss zwischen Level und Betriebsart (Mode) unterschieden werden. Das Level beschreibt vor allem die technische Ausrüstung und Kommunikation zwischen Strecke und Fahrzeug. Die Betriebsart beschreibt dagegen den aktuellen Überwachungszustand des ETCS-Fahrzeuggeräts.
ETCS-Level im Überblick
Im Netz der DB InfraGO sind insbesondere ETCS Level 0, ETCS Level 1, ETCS Level 2 und ETCS Level NTC für nationale Zugbeeinflussungssysteme wie PZB und LZB relevant.
ETCS Level 0
ETCS Level 0 kommt beispielsweise zum Einsatz, wenn ein ETCS-Fahrzeug eine Strecke befährt, auf der kein für das Fahrzeug nutzbares Zugbeeinflussungssystem zur Verfügung steht. Ein Wechsel in Level 0 kann automatisch erfolgen oder vom Triebfahrzeugführer vorgenommen werden.
Beim Fahren ohne Zugbeeinflussung gilt in Deutschland eine nationale Vorgabe von maximal 50 km/h. Wurde dieser nationale Wert zuvor über eine Balise an das ETCS-Fahrzeuggerät übertragen, kann ETCS die Einhaltung technisch überwachen.
Level 0 bedeutet daher nicht, dass ETCS vollständig abgeschaltet ist. Das Fahrzeuggerät bleibt aktiv, verfügt aber nur über eingeschränkte Überwachungsmöglichkeiten.
ETCS Level 1
Bei ETCS Level 1 werden Informationen von der Strecke hauptsächlich über Balisen im Gleis an das Fahrzeug übertragen.
Im Netz der DB InfraGO spielt die signalgeführte Ausprägung ESG (ETCS signalgeführt) eine wichtige Rolle. Der Triebfahrzeugführer orientiert sich weiterhin an den Außensignalen, während ETCS gleichzeitig die Geschwindigkeit überwacht.
Informationen der Leit- und Sicherungstechnik können an eine LEU (Lineside Electronic Unit) weitergegeben werden. Die LEU verarbeitet diese Informationen und erzeugt ETCS-Telegramme, die über Balisen an das vorbeifahrende Fahrzeug übertragen werden.
Vereinfachter Informationsweg: Signal / LST → LEU → Balise → ETCS-Fahrzeuggerät.
Im Netz der DB InfraGO ist ESG für Geschwindigkeiten bis 160 km/h vorgesehen.
Limited Supervision (LS)
Limited Supervision bedeutet eingeschränkte Überwachung. ETCS übernimmt bestimmte Überwachungsfunktionen, während der Triebfahrzeugführer weiterhin die streckenseitigen Signale beachten muss.
Die Bezeichnung „ETCS Level 1 LS“ ist nicht vollständig präzise, da Level und Betriebsart zwei unterschiedliche Dinge sind. Deshalb verwendet DB InfraGO für die entsprechende streckenseitige Umsetzung die Bezeichnung ETCS signalgeführt (ESG).
ETCS Level 2
ETCS Level 2 stellt eine umfangreichere Form der ETCS-Streckenausrüstung dar. Die Strategie der DB InfraGO sieht grundsätzlich eine Ausrüstung von Strecken mit ETCS Level 2 vor. Strecken mit zulässigen Geschwindigkeiten von mehr als 160 km/h müssen grundsätzlich mit Level 2 umgesetzt werden.
Der wesentliche Unterschied zu Level 1 besteht in der laufenden Funkkommunikation zwischen Fahrzeug und ETCS-Zentrale. Im beschriebenen System erfolgt diese Kommunikation über GSM-R.
Eine zentrale Komponente ist das RBC (Radio Block Centre). Die ETCS-Zentrale stellt dem Fahrzeug unter anderem seine ETCS-Fahrterlaubnis zur Verfügung. Diese wird als Movement Authority (MA) bezeichnet.
Vereinfachter Informationsweg: Stellwerk ↔ ETCS-Zentrale / RBC ↔ GSM-R ↔ Fahrzeug.
Im Regelbetrieb werden Zugfahrten unter Level 2 anzeigegeführt durchgeführt. Der Triebfahrzeugführer erhält die relevanten Führungsinformationen auf dem Display. Typischerweise wird dabei Full Supervision (FS) verwendet.
Auch bei Level 2 bleiben Balisen wichtig. Sie dienen insbesondere dazu, Ungenauigkeiten der fahrzeugseitigen Wegmessung zu korrigieren. Für die Positionsbestimmung können beispielsweise Balisen, Dopplerradar und Wegimpulsgeber zusammenarbeiten.
Mit ETCS Level 2 sind Geschwindigkeiten über 160 km/h möglich. Bei entsprechender Infrastruktur kann außerdem auf klassische Hauptsignale verzichtet werden.
ETCS Level NTC
Nicht jede Strecke ist bereits mit ETCS ausgerüstet. ETCS-Fahrzeuge müssen deshalb teilweise weiterhin Strecken mit nationalen Zugbeeinflussungssystemen befahren. In Deutschland sind insbesondere PZB und LZB relevant.
Hierfür existiert ETCS Level NTC (National Train Control). In diesem Level wird die Überwachungsfunktion an das jeweilige nationale Zugbeeinflussungssystem übergeben.
Eine wichtige Schnittstelle ist das STM (Specific Transmission Module). Es ermöglicht die Verbindung zwischen ETCS und einem nationalen Zugbeeinflussungssystem. Bei älteren ETCS-Spezifikationen wurde auch von Level STM gesprochen; seit Baseline 3 wird die Bezeichnung Level NTC verwendet.
Wichtige ETCS-Betriebsarten
FS – Full Supervision
Vollüberwachung. Diese Betriebsart ist für den Regelbetrieb unter ETCS Level 2 besonders wichtig. ETCS verfügt über die notwendigen Informationen und überwacht die Fahrt umfassend.
LS – Limited Supervision
Eingeschränkte Überwachung. ETCS übernimmt nur bestimmte Überwachungsaufgaben; die Außensignale bleiben für die Fahrt relevant.
SR – Staff Responsible
Betriebsart mit erhöhter Verantwortung beim Triebfahrzeugführer. Sie kann beispielsweise relevant sein, wenn ETCS noch nicht über alle Informationen für eine reguläre Fahrt in Full Supervision verfügt.
OS – On Sight
Betriebsart für eine Fahrt auf Sicht. Das Fahrzeug besitzt eine entsprechende ETCS-Fahrterlaubnis, die Fahrt wird jedoch unter den Bedingungen des Fahrens auf Sicht durchgeführt.
ETCS-Baselines
ETCS wird technisch kontinuierlich weiterentwickelt. Unterschiedliche Spezifikationsstände werden als Baselines bezeichnet. Eine Baseline legt fest, welche technischen Anforderungen und Funktionen von einer bestimmten ETCS-Version unterstützt werden.
Für Fahrzeugbetreiber ist die Kompatibilität zwischen Strecke und Fahrzeug wichtig. Daher muss bekannt sein, welche ETCS-Spezifikationen eine Strecke verwendet und welche Anforderungen das eingesetzte Fahrzeug erfüllen muss.
ETCS-Streckenkomponenten
RBC – Radio Block Centre
ETCS-Zentrale für die funkbasierte Kommunikation mit Fahrzeugen, insbesondere bei Level 2.
Eurobalisen
Im Gleis liegende Transponder. Sie können Informationen übertragen und dienen unter anderem der Ortung, Richtungserkennung und Korrektur der fahrzeugseitigen Wegmessung. Mehrere Balisen können zu einer Balisengruppe zusammengefasst werden.
LEU – Lineside Electronic Unit
Vor allem bei Level 1 verwendete streckenseitige Einheit. Sie verarbeitet Informationen der Leit- und Sicherungstechnik und erzeugt ETCS-Telegramme für Balisen.
ETCS-Halt-Tafel / ETCS Stop Marker
Kennzeichnet einen für ETCS relevanten Haltepunkt. Im deutschen Signalsystem entspricht sie dem Signal Ne 14.
Blockkennzeichen / ETCS Location Marker
Kennzeichnet bestimmte betriebliche Stellen einer ETCS-Strecke.
Euroloop
Weitere Möglichkeit zur Informationsübertragung. Auf den Strecken der DB InfraGO wird Euroloop nicht eingesetzt.
ETCS-Komponenten im Fahrzeug
OBU – On-Board Unit
Das ETCS-Fahrzeuggerät und damit ein zentraler Teil der fahrzeugseitigen ETCS-Ausrüstung.
EVC – European Vital Computer
Sicherheitsrelevanter Rechner innerhalb der OBU. Er verarbeitet Informationen für die Überwachung der Zugfahrt.
DMI – Driver Machine Interface
Anzeige- und Bedienschnittstelle im Führerraum. Hier werden dem Triebfahrzeugführer relevante ETCS-Informationen und Führungsgrößen angezeigt.
JRU – Juridical Recorder Unit
Einheit zur Aufzeichnung von Fahr- und Systemdaten.
BTM – Balise Transmission Module
Verarbeitet die Kommunikation zwischen Balisenantenne und Fahrzeugausrüstung.
STM – Specific Transmission Module
Schnittstelle zwischen ETCS und nationalen Zugbeeinflussungssystemen wie PZB oder LZB.
EDOR – ETCS Data Only Radio
Funkmodul für die ETCS-Datenkommunikation über GSM-R.
LTM – Loop Transmission Module
Komponente für Euroloop. Sie kann bei grenzüberschreitend eingesetzten Fahrzeugen erforderlich sein, auch wenn Euroloop im Netz der DB InfraGO nicht verwendet wird.
Track Conditions – Streckeninformationen
ETCS kann einem Fahrzeug zusätzliche Informationen über Eigenschaften der Strecke übermitteln. Diese werden als Track Conditions bezeichnet.
Bei Level 1 kann im Netz der DB InfraGO unter anderem ein Bereich mit einem Verbot der Wirbelstrombremse übertragen werden.
Bei Level 2 können abhängig von der Strecke weitere Informationen übertragen werden, etwa Bereiche zum Ausschalten des Hauptschalters, Senken des Stromabnehmers, Notbremsüberbrückungsbereiche, Abschnitte ohne Funkversorgung, Verbote bestimmter Bremssysteme, Informationen zur Traktionsenergie, Oberstrombegrenzungen oder bestimmte Informationen zu Bahnübergängen.
Bahnübergänge und ETCS
Auch Bahnübergänge können in die ETCS-Überwachung einbezogen werden. Die technische Umsetzung unterscheidet sich je nach Level.
Bei Level 1 kann eine vergleichbare Überwachung über eine temporäre Geschwindigkeitsbeschränkung erfolgen. Bei Level 2 kann für entsprechend ausgerüstete Bahnübergänge eine spezielle Level Crossing Procedure verwendet werden.
Beispiel: Fahrt unter ETCS Level 1
Die vorhandene Leit- und Sicherungstechnik liefert Informationen über den Zustand der Strecke beziehungsweise der Signale. Eine LEU verarbeitet diese Informationen und erstellt daraus ein ETCS-Telegramm. Dieses wird über eine Balise an das Fahrzeug übertragen, sobald der Zug die Balise passiert.
Das ETCS-Fahrzeuggerät verarbeitet die Informationen und überwacht unter anderem die Geschwindigkeit. Gleichzeitig muss der Triebfahrzeugführer weiterhin die Außensignale beachten.
Kurz: LST → LEU → Balise → Fahrzeug → Überwachung.
Beispiel: Fahrt unter ETCS Level 2
Das Stellwerk sichert den Fahrweg. Die entsprechenden Informationen stehen der ETCS-Zentrale beziehungsweise dem RBC zur Verfügung. Zwischen RBC und Fahrzeug besteht eine Datenfunkverbindung.
Das Fahrzeug erhält darüber unter anderem seine Movement Authority. Der Triebfahrzeugführer bekommt die relevanten Führungsinformationen auf dem Display angezeigt, während ETCS die Fahrt überwacht.
Balisen im Gleis dienen unter anderem als genaue Referenzpunkte für die Position des Zuges.
Kurz: Stellwerk → RBC → Funk → Fahrzeug → DMI; Balise → Positionsreferenz → Fahrzeug.
Vergleich: ETCS Level 1 / ESG und Level 2
| Merkmal | ETCS Level 1 / ESG | ETCS Level 2 |
|---|---|---|
| Fahrweise | signalgeführt | im Regelbetrieb anzeigegeführt |
| Außensignale | werden vom Tf beachtet | Hauptsignale können entfallen |
| Informationsübertragung | hauptsächlich über Balisen | hauptsächlich über Funk |
| RBC-Funkverbindung | nicht das Grundprinzip | ja |
| Balisen | ja | ja |
| Typische Betriebsart | LS | FS |
| Geschwindigkeit bei DB InfraGO | bis 160 km/h | auch über 160 km/h |
Glossar
ETCS – European Train Control System
europäisches Zugbeeinflussungssystem.
ESG – ETCS signalgeführt
Umsetzung, bei der Außensignale weiterhin beachtet werden.
RBC – Radio Block Centre
ETCS-Zentrale.
MA – Movement Authority
ETCS-Fahrterlaubnis.
OBU – On-Board Unit
ETCS-Fahrzeuggerät.
EVC – European Vital Computer
sicherheitsrelevanter Rechner.
DMI – Driver Machine Interface
Anzeige- und Bedienschnittstelle.
LEU – Lineside Electronic Unit
streckenseitige Einheit zur Erzeugung von ETCS-Telegrammen.
BTM – Balise Transmission Module
fahrzeugseitige Balisenkommunikation.
JRU – Juridical Recorder Unit
Aufzeichnung von Fahr- und Systemdaten.
STM – Specific Transmission Module
Schnittstelle zu nationalen Zugbeeinflussungssystemen.
NTC – National Train Control
Nutzung nationaler Zugbeeinflussungssysteme unter ETCS.
GSM-R
Mobilfunksystem für den Eisenbahnbetrieb.
FS – Full Supervision
Vollüberwachung.
LS – Limited Supervision
eingeschränkte Überwachung.
SR – Staff Responsible
erhöhte Verantwortung beim Triebfahrzeugführer.
OS – On Sight
Fahrt auf Sicht.
Zusammenfassung
ETCS vereinheitlicht die Zugbeeinflussung auf europäischer Ebene. Bei ETCS Level 1 erfolgt die Informationsübertragung hauptsächlich punktförmig über Balisen. Bei der von DB InfraGO eingesetzten signalgeführten Umsetzung ESG bleiben die Außensignale für den Triebfahrzeugführer maßgebend. Bei ETCS Level 2 findet dagegen eine laufende Funkkommunikation zwischen Fahrzeug und ETCS-Zentrale statt. Im Regelbetrieb wird anzeigegeführt in Full Supervision gefahren. Level NTC ermöglicht ETCS-Fahrzeugen die Nutzung nationaler Zugbeeinflussungssysteme wie PZB und LZB.
Entscheidend ist die Unterscheidung zwischen ETCS-Level und ETCS-Betriebsart: Das Level beschreibt die technische Systemumgebung, während die Betriebsart den aktuellen Überwachungszustand des Fahrzeuggeräts beschreibt.