Eisenbahnsignal

Eisenbahnsignale (Signal von lateinisch signum ‚Zeichen‘) sind optische oder akustische Signale, die im Betrieb der Eisenbahn Informationen in Form von Signalbegriffen übermitteln. Sie dienen der Sicherung von Zug- und Rangierfahrten und der Beschleunigung des Betriebsablaufs.[1]

Österreichische Lichtsignale
Deutsches Ks-Lichtsignal
Japanische Lichtsignale
Belgische Lichtsignale
Polnische Lichtsignale
Deutsche Form-Vor- und -Hauptsignale

Im engeren Sinne sind damit die entlang einer Eisenbahnstrecke stehenden Streckensignale gemeint, die dem Führer von Eisenbahnfahrzeugen Informationen und Aufträge über oder für den Fahrweg übermitteln. Sie werden vom Fahrdienstleiter oder Wärter als Bediener eines Stellwerks gegeben. Wichtige Informationen, die mit Signalen übermittelt werden, sind unter anderem, ob und mit welcher Geschwindigkeit gefahren werden darf.

Entwicklung
Signalordnung für die Eisenbahnen Deutschlands 1885[2] (Auszug): weißes Licht: Fahrt frei, grünes Licht: langsam fahren.

In der Frühzeit der Eisenbahngeschichte, als oft nur ein oder zwei Züge auf einer Strecke verkehrten, wurden sehr einfache Methoden zur Verständigung verwandt. Die Kommunikation erfolgte mittels Pfiffen, Winken, Schwenken von Fahnen oder Laternen. Als erste Eisenbahn führte die Liverpool and Manchester Railway 1830 Signale ein, die mit Flaggen gegeben wurden: Weiß für „Halt“, Rot für „Vorsicht, langsam fahren“ und Violett für „freie Fahrt“. Andere Bahnen in Großbritannien und den USA folgten in den frühen 1840er Jahren diesem Beispiel.[3] Die Bedeutung der eingesetzten Farben variierte je nach Bahngesellschaft und Zeit. So konnte Grün auch durchaus „Halt“ bedeuten.[4]

Mit steigender Zugzahl wurde dies unpraktikabel, und es wurde zunächst ein Zeitabstand eingeführt, nach dem ein Zug einem anderen auf einer Strecke folgen durfte. Dabei wurde auch nach Zuggattung und Geschwindigkeit unterschieden, sodass ein Personenzug einem Güterzug nur mit großem Abstand folgen durfte, während er nach einem Schnellzug nur einen geringen Abstand einhalten musste. Trotz unterschiedlicher Geschwindigkeiten blieb somit immer ein ausreichender Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zügen, und im Normalfall konnte kein Zug auf einen anderen auffahren. Dieses Sicherungssystem barg allerdings Gefahren, wenn ein Zug auf der Strecke liegen blieb und der nachfolgende Zug nicht rechtzeitig informiert wurde.

Daraufhin wurde der Raumabstand eingeführt, der jedem Zug einen Streckenabschnitt freihält, in den kein anderer einfahren darf, bis der vorhergehende ihn verlassen hat. Diese Abstände wurden zunächst durch aufwendige Streckenposten realisiert, die sich auf Sicht mit Fahnen und Laternen verständigten. Später wurden dazu an Masten befestigte Scheiben, Körbe oder Arme (optischer Telegraph) benutzt, die über weitere Distanz sichtbar waren und somit den Blockabstand vergrößerten und die Anzahl der erforderlichen Streckenposten verringerte. Wesentlich vereinfacht wurde dieses Verfahren durch den erstmals 1840 eingeführten Bahntelegraphen, mit dem elektrische Signale über weite Entfernungen entlang von Bahnstrecken gegeben werden konnten.

Bei den verschiedenen Bahngesellschaften entwickelte sich eine Vielzahl von Signaltafeln und Masten mit beweglichen Elementen, die vom Stellwerk entsprechend dem Stand der Technik zur Zeit ihrer Einführung über Drahtzugleitungen, elektromechanisch oder auf andere Weise bewegt wurden. Diese mechanischen Formsignale stellen einen Signalbegriff durch bewegliche Elemente – meist Tafeln oder Flügel – dar. Die in der Folge zunehmend gebräuchliche Bauform ist das Lichtsignal, bei dem die Signallampen die Signalbegriffe durch ihre Farbe und Anordnung darstellen. Diese entstanden aus den Nachtzeichen der Formsignale, die schon früh mit der Ausdehnung des Bahnbetriebes in die Dunkelheit erforderlich wurden. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts war es in Deutschland[5] und Großbritannien[6] üblich, die Fahrtfreigabe durch ein weißes Licht anzuzeigen. Trotz der dadurch bestehenden Gefahr von Verwechslungen wurde das erst Ende des 19. Jahrhunderts zugunsten eines grünen Lichts aufgegeben. Dem Vorbild des damals führenden Eisenbahnlandes folgten auch die deutsche Eisenbahnen: Bis 1907 wurde in Deutschland an den Haupt- und Vorsignalen „Fahrt“ bzw. „Fahrt erwarten“ nachts mit einem weißen Licht signalisiert. Bei den Königlich Bayerischen Staatseisenbahnen wurde dies auch weit über diesen Zeitpunkt hinaus beibehalten, da sie die Kosten der Umrüstung scheuten.[7] Das führte dann unter anderem zum Eisenbahnunfall von Nannhofen 1917.

Viele Signalaufträge werden auch heute noch von Hand unter Zuhilfenahme von Signalfahnen und mit Lichtzeichen gegeben, so beispielsweise beim Rangieren oder zum Erteilen des Abfahrauftrages für einen Zug.

Klassifizierung von Signalen

Signalbegriff

Eisenbahnsignale wurden im Wesentlichen zur Übertragung folgender Informationen entwickelt:

  • Fahrerlaubnis
  • Geschwindigkeit
  • Richtung (Fahrweg)
  • betriebliche Zusatzinformationen
  • fahrzeugabhängige Zusatzinformationen
  • streckenseitige Zusatzinformationen

Die jeweils dafür verwendeten Signalbegriffe (Signalbedeutungen) und die Signalbilder, die die Begriffe darstellen, definiert das gültige Signalbuch.

Schutzziele von Eisenbahnsignalen

Bei Fehlen eines Schutzzieles befindet sich das Signal in Grundstellung, die je nach Signalsystem auf Fahrt oder Halt festgelegt sein kann.

Andernfalls wirken unter anderem folgende Schutzziele...

...in Fahrtstellung:

  • Geschwindigkeitsänderung
  • besondere betriebliche Hinweise

...in Haltstellung:

  • Ende der Fahrerlaubnis
  • Schutz anderer Fahrstraßen
  • Schutz vor Bahnübergängen und beweglichen Elementen (z. B. Hubbrücken, Wehrkammertore)
  • Nothalt im Ereignisfall
  • besondere betriebliche Hinweise

...im Störungsfall:

  • betriebliche Hinweise zum weiteren Verfahren (z. B. Fahren auf Sicht)
  • besondere betriebliche Hinweise

Signalisierungsprinzip

Die Fahrerlaubnis kann einer Zugeinheit alleine (in der Bedeutung mit Streckenhöchstgeschwindigkeit) oder mit Zusatzinformation über Fahrweg (mit Kennbuchstaben zur Auswahl unter alternativen Fahrmöglichkeiten) oder mit der zulässigen Geschwindigkeit signalisiert werden:

  • Fahrerlaubnissignalisierung (Signalisierung von „Halt“ und „Fahrt“; Signal steht am Beginn der Zugfahrten)
  • Fahrerlaubnissignalisierung mit impliziter Wegsignalisierung (ursprünglich britische Philosophie; Signalbegriffe geradeaus, links oder rechts abzweigend)
  • Fahrerlaubnissignalisierung mit impliziter Geschwindigkeitssignalisierung (ursprünglich mitteleuropäische Philosophie; Signalbegriffe geradeaus oder abzweigend ohne Seitenangabe)
  • Fahrerlaubnissignalisierung mit kombinierter Weg- und Geschwindigkeitssignalisierung (nordamerikanische, osteuropäische und Philosophie moderner Signalsysteme)

Für eine Signalisierung des Fahrwegs oder der Geschwindigkeitwechsels können Anzeiger (zum Beispiel Richtungsanzeiger, Beginn einer Geschwindigkeitsreduzierung) auch ohne Hauptsignale alleine stehen.

Signalisierungszweck

Eisenbahnsignale dienen unterschiedlichen Zwecken, die nachfolgend dargestellt sind:

Signalisierung der Gültigkeit von Signalen
Ein Vor- und Hauptsignal (Blocksignal 731) an der Abzweigstelle Kaiserbrücke West in der Nähe der Haltestelle Mainz Nord, die mit einem weißen Kreuz mit schwarzem Rand als ungültig gekennzeichnet sind.
  • Ungültige Signale werden meist mit Hilfe eines weißen Kreuzes – zum Beispiel am neu errichteten, noch nicht gültigen Signal – gekennzeichnet.
  • Steht ein Signal an einem Standort abweichend von der Regel, trägt es eine Zuordnungstafel oder ein anderes zusätzliches Hinweisschild.

Signalisierung der Fahrerlaubnis und des Fahrwegs
  • Signalisierung der Fahrerlaubnis
  • Signalisierung der Richtung des Fahrwegs

Signalisierung der Höchstgeschwindigkeit
  • Signalisierung zulässiger Höchstgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Trassierung auf freier Strecke
  • Signalisierung zulässiger Höchstgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Fahrstraße bei mehreren Fahrmöglichkeiten, zum Beispiel im Bahnhof
  • Signalisierung zulässiger Höchstgeschwindigkeiten für Züge mit bestimmten Bremssystemen
  • Signalisierung zulässiger Höchstgeschwindigkeiten für Neigezüge
  • Signalisierung zulässiger Höchstgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von anderen Kriterien (zum Beispiel nachgeschobenen Zügen)

Signalisierung des Bahnbetriebs

Signalisierung im Gefahrenfall

Signalisierung von Systemen zur Sicherung von Zugfahrten und anderer Fahrten

Besondere Eigenschaften der Eisenbahninfrastruktur

Signalisierung zur Energieversorgung (Traktion)

Signalisierung für bestimmte Eigenschaften der Zugeinheit

Schienenfahrzeugseitige Signalisierung
  • Signalisierung der Zugspitze und des Zugschlusses
  • Signalisierung von Zügen mit bestimmten Eigenschaften

Gruppierung von Signalen

Zur visuellen Darstellung des Signalbegriffs dienen verschiedene Gruppierungen von Signalen, die nach ihrer betrieblichen Funktion unterschieden werden:

  • Hauptsignal (kann auch ein Mehrabschnittssignal sein)
  • Vorsignal
  • Wiederholungssignal
  • Rangiersignal
  • Gruppensignal für mehrere Gleise (zum Beispiel Gruppenausfahrsignal)
  • Spezialsignale zur Ankündigung und Darstellung anderer Informationen
  • Mastschilder an Signalen zu Verfahren im Störungsfall dieser Signale
  • fahrzeugseitige Signale (Zugsignale)
  • Zusatzsignal
  • weitere Signale

Signalstellungen

Je nach Anzahl der darzustellenden Informationen und der Möglichkeit, Signalbegriffe nicht zu zeigen, können Signale so eingeteilt werden:

  • nicht stellbar (festes Signal, Kennzeichen)
  • stellbar in eine von mehreren Stellungen
  • beliebig programmierbar (etwa Freitextanzeige)

Übertragungsbereich

Signale können nicht nur an einzelnen Standorten, sondern auch abschnittsweise oder kontinuierlich auf die Züge übertragen werden. Dabei kann man unterscheiden:

Übertragungsart

Die Signale können auf verschiedene Weise übertragen werden:

  • mündlich
  • schriftlich
  • Flaggen und Objekte (zum Beispiel Ballone)
  • optisch als Formsignal (in der Regel über die Position von Signalarmen und Signalscheiben)
  • optisch als Lichtsignal (in der Regel über die Farbe und Anordnung von Leuchtmitteln)
  • Akustiksignal (zum Beispiel Pfeifen oder Knallkapseln)
  • Führerstandssignalisierung mit elektromagnetischer Übertragung (Balisen, Elektromagnete, Induktionsspulen, Dauermagnete, Schienenlinienleiter, Kabellinienleiter, Funkleiter)
  • sonstige Übertragungsarten (zum Beispiel Versuche mit Lichtübertragung)

Bei Führerstandssignalisierung nutzen Signalisierung und Zugbeeinflussung häufig eine gemeinsame Übertragungsart.

Signalansteuerung

Die Ansteuerung der Signale kann nach unterschiedlichen Kriterien erfolgen und unterschiedlich ausgelöst werden:

Signalsysteme

In den verschiedenen Ländern haben sich bei den Eisenbahnunternehmen teilweise sehr unterschiedliche Signalsysteme herausgebildet. Das Regelwerk dazu ist wegen seiner betriebssicherheitlichen Bedeutung meist Teil des nationalen Eisenbahnrechts.

Führerstandsignalisierung

Auf Schnellfahrstrecken wird zusätzlich eine direkte elektronische Signalübertragung an das Triebfahrzeug eingesetzt, da herkömmliche optische Signalbegriffe mittels Lampen oder Formzeichen vom Triebfahrzeugführer wegen der hohen Geschwindigkeiten nicht mehr sicher wahrgenommen werden können. Außerdem kann so ein Bordcomputer Unterstützung geben und die Signalaufträge gegebenenfalls ohne Mitwirkung des Triebfahrzeugführers direkt umsetzen.

Die für den Triebfahrzeugführer nötigen Informationen werden dabei im Führerstand des Fahrzeugs über verschiedene Anzeigeinstrumente dargestellt.

Das deutsche Eisenbahn-Bundesamt verlangt, dass ein Triebfahrzeugführer ein vor ihm liegendes Signal wenigstens fünf Sekunden lang sehen muss, bevor er davon eine Handlung ableitet. (Bei 160 km/h legt er dabei etwa 220 m zurück). Bei höherer Geschwindigkeit werden deswegen Zugbeeinflussungssysteme eingesetzt, die Signalinformationen auf das Fahrzeug übertragen. In Deutschland wird beispielsweise die linienförmige Zugbeeinflussung (LZB)[8] eingesetzt. Europaweit sind hier mehrere unterschiedliche Systeme im Einsatz, die künftig in Form des European Train Control System durch ein funkbasiertes elektronisches System vereinheitlicht werden sollen.

Auch in U- sowie Stadtbahnnetzen wird Führerstandsignalisierung eingesetzt, um Züge zu steuern. Dazu sind verwandte Zugbeeinflussungssysteme im Einsatz, die teilweise auch einen fahrerlosen Betrieb ermöglichen.

Signale für das Eisenbahnpersonal
Beilage zur Signalordnung der SBB vom 7. September 1874 mit graphischer Darstellung der zu nutzenden Signaltöne und -instrumente

In den meisten Ländern sind für Lokomotiven Pfeifen oder vergleichbare Einrichtungen zur Abgabe akustischer Signale vorgeschrieben. In Deutschland ist für Triebfahrzeuge eine Dampfpfeife oder eine vergleichbare Einrichtung wie ein Makrofon zur Generierung der akustischen Signale durch die Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (EBO) vorgeschrieben.[9] Als noch nicht an allen Zügen durchgehende Bremsen vorhanden waren, wurden damit Signale zum Anziehen oder Lösen der Wagenbremsen an das Zugpersonal gegeben. Heute dienen akustische Signale der Abgabe von Zugpersonalsignalen sowie für die Verständigung von örtlichem Personal.

Zugsignale

Zugsignale sind Spitzensignale und Schlusssignale. In Deutschland besteht das Spitzensignal für Züge (Zg 1) aus drei A-förmig angeordneten weißen Lampen an Triebfahrzeugen und Steuerwagen oder zwei waagerechten weißen Lampen an einem geschobenen Wagen. Dieses Signal wird sowohl tags als auch nachts geführt. Das deutsche Zugschlusssignal (Zg 2) besteht aus ein oder zwei rot-weißen oder rot-gelben Tafeln und zwei waagerechten roten Lampen (Fahrzeugbeleuchtung) als Tageszeichen und zwei waagerechten roten Lampen oder rückstrahlenden Tafeln des Tageszeichens als Nachtzeichen. Das Nachtzeichen mit rotem Licht darf blinken. Die von der klassischen deutschen Zugschlusssignalisierung mit rot-weißen Schlussscheiben und roten, ständig leuchtenden Lampen abweichenden Varianten wurden zugelassen, um den grenzüberschreitenden Eisenbahnbetrieb zu beschleunigen und vereinfachen.

Trivia

Die akustischen Signale dienten auch als Inspiration für Komponisten, so z. B. für den Kopenhagener Eisenbahn-Dampf-Galopp, den Hans Christian Lumbye zur Einweihung der ersten Bahnlinie zwischen Roskilde und Kopenhagen 1847 komponierte.[10] In diesem setzt er u. a. Zugglocke und Trillerpfeife ein.[11][12] Im Jazz nutzte z. B. Daniel Lavoie auf seiner Langspielplatte Nirvana Bleu für den Titel Saint-Côme Express eine Eisenbahnpfeife.

Siehe auch

Literatur
  • Michael Dostal (Hrsg.): Signale der deutschen Eisenbahnen. GeraMond, München, 2. Auflage 2002, ISBN 3-932785-14-2
Commons: Eisenbahnsignal – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Eisenbahnsignal – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise
  1. EUROPA LEHRMITTEL: Grundwissen Bahnberufe. Haan-Gruiten, 2001, Seite 28. ISBN 3-8085-7401-1
  2. Signalordnung für die Eisenbahnen Deutschlands (1885). In: Großherzoglich Hessisches Regierungsblatt Nr. 1 vom 20. Januar 1886, S. 26ff.
  3. Simon Garfield: The Last Journey of William Huskisson. Faber and Faber, 2002. ISBN 0-571-21048-1, S. 135.
  4. Lionel Thomas Caswell Rolt: Red for Danger. Auflage: London 1978. ISBN 0-330-25555-X, S. 126, für die Great Western Railway 1865; Bekanntmachung Nr. 514 (Rechtzeitiges Halten der Züge), S. 420. In: Eisenbahndirektion Mainz (Hg.): Sammlung der herausgegebenen Amtsblätter 7 (1903). Mainz 1904. Amtsblatt vom 5. September 1903. Nr. 45.
  5. Signalordnung für die Eisenbahnen Deutschlands (1885). In: Großherzoglich Hessisches Regierungsblatt Nr. 1 vom 20. Januar 1886, S. 26f.
  6. Lionel Thomas Caswell Rolt: Red for Danger. Auflage: London 1978. ISBN 0-330-25555-X, S. 120.
  7. Hans-Joachim Ritzau: Von Siegelsdorf nach Aitrang. Die Eisenbahnkatastrophe als Symptom – eine verkehrsgeschichtliche Studie. Landsberg 1972, S. 105.
  8. EUROPA LEHRMITTEL: Grundwissen Bahnberufe. Haan-Gruiten, 1. Auflage 2001, Seite 384 ff. ISBN 3-8085-7401-1
  9. Signalbuch (SB) DV 301 der Deutschen Reichsbahn Gesellschaft (Memento vom 7. September 2014 im Internet Archive) Nummern 161-164
  10. kurze Werkbeschreibung des Kopenhagener Eisenbahn-Dampf-Galopps auf www.printmusic.at, abgerufen am 12. Mai 2023
  11. ein Aufführungsbeispiel des Kopenhagener Eisenbahn-Dampf-Galopps, in dem der Dirigent die Signale spielt auf YouTube, abgerufen am 12. Mai 2023
  12. akustische Dokumentation der Aufführung des Kopenhagener Eisenbahn-Dampf-Galopps auf YouTube, hier im Jahr 2015 durch die Wiener Philharmoniker, dirigiert von Herbert von Karajan, abgerufen am 12. Mai 2023
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