Funktionale Sicherheit einfach erklärt: Bahnübergänge

Schienennetze gehören weltweit zu den wichtigsten Transportwegen für Personen und Güter. Doch schon seit dem Bau der ersten Eisenbahnen ist klar, dass vor allen an Bahnübergängen vielfältige Gefahren lauern. Im zweiten Teil von „Funktionale Sicherheit einfach erklärt“ zeigen wir, wie Sicherheitssysteme dazu beitragen, diese Risiken zu senken.

Von den 1.721 großen Zugunglücken, die sich 2018 in Europa ereignet haben, spielten sich 29 Prozent an Bahnübergängen ab. Hinzu kommt: Das Bahnnetz wächst immer weiter. Es sind mehr Züge unterwegs, zudem steigt mit modernen Kommunikationswegen und Technologien für Signalanlagen das Risiko von Cyberattacken. Umso wichtiger sind smarte Sicherheitslösungen, um mit den ständig neuen Anforderungen der Branche Schritt zu halten.

Bevor wir diese gestiegenen Anforderungen näher beleuchten, werfen wir einen Blick auf die grundlegende Funktionsweise eines Bahnübergangs.

Auf einem Level

Kreuzen sich Straßen und Gleise, können Fußgänger und Autofahrer die Schienen dank Bahnübergängen sicher überqueren. In städtischen Gebieten helfen oft Schranken dabei, die Gleise von der Straße abzugrenzen – nähert sich ein Zug, schließen diese automatisch. Neben diesen gesicherten Bahnübergängen existieren auch ungesicherte, vor allem in ländlichen Gebieten und auf privatem Gelände. Hier ist besondere Vorsicht angesagt, denn einige Züge haben selbst bei einer Notbremsung einen Bremsweg von einem Kilometer und mehr. Kommt es zu einer Kollision, endet diese in der Regel tödlich.

Sichere Bahnübergänge mit der HIMatrix Sicherheitssteuerung

Eines wird dabei oft vergessen: Züge haben an Bahnübergängen immer Vorfahrt – egal ob an einer stark befahrenen Straße in der Innenstadt, in einem Industriegebiet, an einem geschützten oder einem ungeschützten Übergang.

Nächster Halt: Sicherheit

Bahnübergänge sind schon seit den 1830er Jahren als Gefahrenstelle bekannt. In Großbritannien führte die Regierung zu dieser Zeit erste einheitliche Sicherheitsstandards ein. Damit die Gleise sicher überquert werden konnten, wurden Schranken an den Bahnübergängen angebracht – nur „good and proper persons” (etwa: „besonders gewissenhafte Menschen“) konnten sie öffnen.

Mit der Zeit entwickelte sich die Technologie weiter. Schranken wurden mit Signalanlagen vernetzt und konnten automatisiert geöffnet und geschlossen werden. An stark befahrenen Kreuzungen ließ sich diese Technologie anfangs noch nicht einsetzen. Dort überwachten Schrankenwärter den Übergang rund um die Uhr.

Heutzutage sieht die Lage anders aus: Die Digitalisierung hat eine leise Revolution der Bahnindustrie eingeleitet. Die Lektionen aus der Vergangenheit sind angesichts digitaler Sicherheitssysteme wertlos geworden. Eine intelligente Datenübertragung ersetzt zunehmend elektrische und mechanische Signale. Damit steigen aber auch die Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Technologien sowie an einheitliche Vorschriften und Bestimmungen. Denn noch sind Hardware und Software verschiedener Hersteller untereinander kaum kompatibel.

Folgende CENELEC- bzw. der IEC entsprechende Standards für Funktionale Sicherheit wurden bis jetzt eingeführt:

  • EN 50126 (IEC 62278) für RAMS (reliability, availability, maintainability, safety)
  • EN 50128 (IEC 622279) für Software
  • EN 50129 (IEC 62425) für Systemsicherheit

Werden diese Standards eingehalten, können Bahnbetreiber die Risiken von Bahnübergängen minimieren. Damit ist die Gefahr für Autofahrer und Fußgänger allerdings noch nicht gebannt. Hier ist Aufklärungsarbeit nötig – von Regierungen und unabhängigen Organisationen.

Menschliches Versagen mindern

Würden Menschen generell keine Fehler machen (also niemand beispielsweise das Gleisbett unerlaubt betreten oder Signale ignorieren), gäbe es deutlich weniger Unfälle an Bahnübergängen. Eine unrealistische Vorstellung und doch sollen einige Maßnahmen hier zumindest unterstützen. Verschiedene Interessensgruppen in der Bahnindustrie klären die Öffentlichkeit über die Gefahren auf und investieren enorme Summen, um die Sicherheitsinfrastruktur an Bahnübergängen zu erhöhen. Wer sich nicht an die Vorschriften hält, muss Bußgelder zahlen.

Simple Schilder warnen Zugführer, wenn sie sich einem Bahnübergang nähern. Großbritannien ist zumindest an manchen Stellen bereits ein Stück weiter: Der Fahrer wird hier per Sprachnachricht auf seinem Smartphone alarmiert.

Der Internationale Eisenbahnverband (International Union of Railways, IUC) hat im Jahre 2005 sein erstes European Level Crossing Forum veranstaltet. Das Event führt Interessensvertreter aus über 20 Ländern zusammen – auch um Best Practices für das Sicherheitsmanagement an Bahnübergängen auszutauschen. Derartige Veranstaltungen und auch Initiativen wie EULYNX – eine Organisation westeuropäischer Bahninfrastrukturbetreiber zur Entwicklung und Bereitstellung einheitlicher Industriestandards – bereiten den Weg, um den Bahnbetrieb und auch das Vorgehen hinsichtlich Infrastruktur und Sicherheit zu standardisieren.

Bereit für die Zukunft?

Ein Umdenken steht kurz bevor: Bahnunternehmen und Sicherheitsanbieter finden immer neue Wege, Risiken zu senken und gleichzeitig die Kosten geringzuhalten. Ein wichtiger Aspekt sind Commercial-off-the-Shelf-(COTS)-Steuerungen: Diese Sicherheitssysteme werden standardisiert produziert, lassen sich aber direkt ohne aufwendige Anpassungen für den Einsatz in sicherheitsrelevanten Anwendungen der Bahnindustrie einsetzen – beispielweise in der Signal- oder Stellwerktechnik. In einer früheren Blog-Serie haben wir erklärt, wie Sicherheitsanbieter und die Branche als Ganzes von COTS profitieren. Ein Beispiel sind die Steuerungen HIMatrix und HIMax. Ausgestattet mit offenen Schnittstellen und einem eigenen Betriebssystem lassen sie sich flexibel nutzen – auch in künftigen Anwendungen.

Die Sicherheit von Bahnübergängen hat sich im Laufe der Jahrzehnte erheblich verbessert und damit ist auch die Zahl der Unfälle gesunken. Doch das Thema ist so relevant wie eh und je. Denn noch immer kommt es weltweit zu tödlichen Unfällen, weil Sicherheitskonzepte nicht ausreichend waren.