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Projektbeispiel: Sinet

Sinet – die Innovation im Bahnnetz

Die Kommunikation zwischen Stellwerk und Gleis ist heute wichtiger denn je, um die hohe Frequentierung der Gleise zu ermöglichen. Ein System, das nicht ausfallsicher ist, kann den Fahrplan nicht einhalten. Das Institute of Embedded Systems (InES) der ZHAW School of Engineering arbeitet zusammen mit Siemens an einer redundanten Netzwerktechnologie, die den Betrieb auch bei vereinzelten Ausfällen aufrechterhalten kann.

Kaum jemand bemerkt während Zugfahrten die vielen technischen Einrichtungen, die auf oder neben den Bahngleisen verbaut sind. Sie sorgen für die Sicherheit und den reibungslosen Ablauf des Zugverkehrs. Um zu vermeiden, dass Züge aufeinander auffahren oder miteinander kollidieren, sind Gleise in Abschnitte unterteilt. Wenn ein Zug in einen Abschnitt einfährt, wird dieser so lange gesperrt, bis der Zug diesen wieder verlassen hat. Lichtsignale am Beginn und am Ende eines Abschnitts signalisieren dem Lokführer, dass ein Abschnitt belegt ist. Am Eingang eines Abschnitts registriert ein Sensor auf dem Gleis die Anzahl der darüber passierenden Wagen. Dieser sogenannte Achszähler meldet die Anzahl der Wagen ans Stellwerk. Das Stellwerk blockiert den Abschnitt dann so lange, bis ein zweiter Achszähler am Ende des Abschnitts von der gleichen Anzahl von Wagen überfahren wird.

«Dieses System ist nicht optimal, denn es benötigt viele tausend Kilometer installierte Leitungen, die darüber hinaus störungsanfällig sind, weil sie über kein Back-up verfügen.»

Prof. Hans-Joachim Gelke, Projektleiter, Institute of Embedded Systems (InES)

Viele einzelne Punkt-zu-Punkt-Verbindungen

Die Informationen der Achszähler werden über Leitungen, wie sie von normalen Telefon-Festnetzanschlüssen bekannt sind, zum Stellwerk übertragen. Dort befindet sich der Rechner für die Signalsteuerung. Anhand der Informationen der Achszähler steuert der Rechner die Lichtsignale, welche den blockierten Abschnitt signalisieren. Die Informationsübertragung vom Stellwerk zu den Lichtsignalen erfolgt ebenfalls über Telefonleitungen. «Da jede Einrichtung mit einer eigenen Leitung mit dem zentralen Stellwerk verbunden ist, spricht man von sternförmigen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen», so Prof. Hans-Joachim Gelke, der das Projekt seitens des Institute of Embedded Systems (InES) leitet. «Dieses System ist nicht optimal, denn es benötigt viele Tausend Kilometer installierte Leitungen, die darüber hinaus störungsanfällig sind, weil sie über kein Back-up verfügen.»

«Die Netzwerktechnologie ermöglicht also, dass sich mehrere Teilnehmer die Leitung zum Drucker teilen. Setzt man dieses System entlang der Bahngleise ein, spart man Leitungen und somit Kosten bei gleichzeitig geringerer Ausfallquote.»

Prof. Hans-Joachim Gelke, Projektleiter, Institute of Embedded Systems (InES)

Redundante Netzwerktechnologie

Das Projekt Sinet, welches das InES zusammen mit Siemens entwickelt, setzt statt der Punkt-zu-Punkt-Verbindungen auf eine moderne Netzwerktechnologie. «Netzwerktechnologie kennt man aus dem Büro, wenn mehrere PCs mit einem einzigen Drucker verbunden werden können, ohne dass jeder PC seine eigene Leitung zu diesem Drucker benötigt», erklärt Gelke das System. «Die Netzwerktechnologie ermöglicht also, dass sich mehrere Teilnehmer die Leitung zum Drucker teilen. Setzt man dieses System entlang der Bahngleise ein, spart man Leitungen und somit Kosten bei gleichzeitig geringerer Ausfallquote.» Mit Sinet teilen sich technische Einrichtungen entlang der Bahngleise eine einzige Leitung und sind in einer Kette miteinander verbunden. Die Kette wird am Anfang und am Ende zu einem Ring geschlossen, damit man redundante Informationen von beiden Seiten in die Kette einspeisen kann. Fällt ein Glied der Kette aus, erhalten die anderen Kettenglieder ihre Informationen über einen zweiten Weg. Zusätzlich zu den Einsparungen erhöht sich damit auch die Zuverlässigkeit.

System meistert Feldtests erfolgreich

Im Jahr 2014 soll Sinet auf der renovierten Tösstalstrecke bei Winterthur erstmals in Betrieb genommen werden. Bevor es zu dieser realen Inbetriebnahme kommt, muss das System aber noch in vielen Feldtests seine Zuverlässigkeit unter Beweis stellen. Dazu laufen seit rund einem halben Jahr reine Kommunikationstests auf der meist befahrenen Schweizer Strecke zwischen Oerlikon und Zürich-Flughafen. «Diese Tests ohne echten Zugbetrieb hat das System bislang mit grossem Erfolg gemeistert», so Gelke über die bisherigen Probeläufe. Eine erste Pilotphase mit Zugbetrieb soll im Herbst in Sevelen starten. Weitere Tests werden auch auf dem Netz der Deutschen Bahn durchgeführt.

Auf einen Blick

Beteiligte Institute und Zentren:

Projektpartner:

Finanzierung: Finanzielle Unterstützung durch KTI

Projektstatus: beendet