Streckensimulation mit ETCS L2 für die Schweizerische Südostbahn
Im August 2023 beauftragte uns die Schweizerische Südostbahn (SOB) mit folgender Studie: «Wie kann die Führerstandsignalisierung (FSS) mit ETCS L2 auf Nebenstrecken effizient und kostengünstig umgesetzt werden?». Dafür erstellten wir für einen Streckenabschnitt des SOB Südnetzes einen digitalen Zwilling, mit dem wir für die SOB die technischen, betrieblichen und organisatorischen Themen analysieren und visualisieren konnten.
Der Umfang der Studie gliederte sich in folgende vier Teilbereiche, die Analyse und Optimierung der ETCS L2-Projektierungsregeln, die Anwendung der neuen FSS-Projektierungsregeln, mehrere Simulationen und die Definition der Vorbedingungen für ein effizientes Zulassungsverfahren.
Analyse und Vorschlag für die Optimierung der ETCS L2 Projektierungsregeln
Im Auftrag der SOB analysierten wir die Projektierungsregeln für die Umsetzung der Führerstandsignalisierung (FSS) mit ETCS L2 in der Schweiz. Die Definition der bestehenden Projektierungsregeln entstand im Umfeld der «prominenten», Schweizer ETCS L2-Projekte (Lötschberg, Gotthard, Ceneri, Wallis):
• hohe Geschwindigkeiten >160 km/h
• grösstenteils Neubaustrecken
• Doppelspur / richtungsgetrennter Verkehr
• lange Tunnel
• geringe Gradienten
• keine Bahnübergänge
• Mischverkehr (Güter und Personenverkehr)
• Gefahrengütertransport
Die abgeleiteten Anforderungen bilden die Rahmenbedingungen für die Umsetzung von FSS ETCS L2-Anlagen und werden in den Projektierungsregeln entsprechend behandelt. Die Analyse der bestehenden Projektierungsregeln brachte konkrete Optimierungsvorschläge (z.B. Bahnübergänge, Durchrutschwege, etc.) hervor, die nun bei deren Überarbeitung berücksichtigt werden.
Anwenden der neuen FSS-Projektierungsregeln auf dem SOB Südnetz
Auf Basis der optimierten Projektierungsregeln entwickelten wir für die bestehende Strecke von Rothenthurm bis Arth-Goldau ein innovatives Signalkonzept für eine FSS ETCS L2-Anwendung.
Ausschnitt aus dem Signalkonzept: Es ist gut erkennbar, dass die Gleistopologie beibehalten und lediglich mit Achszählern und EHS (ETCS-Haltsignale/Blechtafeln) ergänzt wurde.
Digitaler Zwilling «SOB Südnetz» auf dem Prüfstand
Die Erstellung des digitalen Zwillings «SOB Südnetz» war eine spannende Aufgabe, die eine Vielzahl an Arbeitsschritten erforderte. In unserem ETCS-Labor demonstrierten wir mit einem 4-Stunden-Fahrplan die Leistungsfähigkeit und Robustheit der FSS ETCS L2-Streckenkonfiguration SOB Südnetz. Zusätzlich zeigen wir anhand von Störungsszenarien die Auswirkungen auf den Fahrplan und die benötigte Zeit zur Fahrplanstabilisierung auf.
Die Simulationen bewiesen, dass mit der bestehenden Infrastruktur und dem FSS ETCS L2-System die geforderte Streckenkapazität erreicht und die Fahrplanstabilität gewährleistet wird. Selbst bei Störungen zeigte sich, dass Verspätungen binnen zwei Stunden aufgeholt werden können.
Effizientes Zulassungsverfahren
Zudem konnten wir der SOB Massnahmen und Vorgehen, als Grundlage für eine industrialisierte und effiziente Umsetzung und Zulassung von Anlagen mit FSS ETCS L2, aufzeigen.
Studie erfolgreich abgeschlossen
Einerseits legten wir der SOB, im Rahmen der Studie, das signifikante Optimierungspotenzial durch die Anpassung der Projektierungsregeln dar. Anderseits lieferten wir konkrete Lösungsansätze für deren Anpassungen. Bewiesen ist auch, dass eine bestehende Strecke mit FSS ETCS L2 ausgerüstet werden kann, ohne die Streckenkapazität und Fahrplanstabilität zu beeinträchtigen. Weiter ergaben die Fahrsimulationen, dass das Fahren nach Geschwindigkeitsvorgaben in FSS ETCS L2 Vorteile gegenüber optischer Signalisierung bietet.
Wir sind uns sicher, dass FSS ETCS L2 auf Nebenstrecken den Weg zu den Schweizer Bahnbetreibenden finden wird und die effiziente und kostengünstige Umsetzung überzeugen wird.