Zugsicherung auf Schmalspurbahnen in der Schweiz

ZST-90 in Nidau bei der ASm, Blick gegen die Fahrtrichtung. Vorne die Permanentmagnete, hinten der Elektromagnet.

Die ZST-90 und ihr Vorgänger "Zugstop" in Relaistechnik ist das einfachste System. Es ist daran erkennbar, dass die Magnete in Gleismitte hintereinander angeordnet sind (einkanalige Zugsicherung). Die Magnetabfolge Nordpol – Südpol führt zu einer Schnellbremsung. Wird hingegen zuerst ein Südpol überfahren, gilt dies als Signalbegriff "Fahrt". Bei jedem Hauptsignal werden (in einem länglichen Gehäuse) zwei Permanentmagnete angebracht und zwar in Fahrtrichtung, in der das Signal gilt, ein Nordpol und dahinter ein Südpol. In dieser Grundkonstellation wird in Fahrtrichtung der Begriff Halt (N-S) übertragen, in der Gegenrichtung Fahrt (S-N). Zeigt das Signal Fahrt, muss zusätzlich ein davor liegender Elektromagnet als Südpol geschaltet werden. Daraus ergibt sich der Begriff Fahrt (S-N-S).

ZST-90 der CJ, hier im Gegensatz zu anderen Bahnen 20 cm links der Gleisachse angeordnet. Elektromagnet Süd und Permanentmagnet Nord

Eine abweichende Ausführung des ZST-90 wurde bei der CJ eingebaut. Da in Gleisachse die Magnetempfänger für die Ansteuerung der Sicherungsanlagen waren, wurden die Magnete aussermittig angeordnet und zwar 20 cm links der Gleisachse. Die Zugsicherung ist somit immer noch einkanalig, aber richtungsgetrennt. Dadurch können mehr Begriffe realisiert werden, da der jeweils rückwärts gelesene Begriff nicht mitberücksichtigt werden muss. Die CJ hat dadurch auch den Begriff Warnung realisieren können. Es gibt folgende Begriffe:

• S = Halt
• N = Warnung
• N-S = Fahrt

ZSI-90 in Realp bei der MGB

Die ZSI-90 (abgeleitet von ZugSicherung Induktiv), später (hinsichtlich Fahrzeugausrüstung) ZSI-E sowie ihr Relaistechnik-Vorgänger ISR hat wesentlich mehr Funktionen, ist aber ebenfalls auf punktförmig angeordnete Magnete aufgebaut. Hier liegen aber die Magnete nebeneinander (zweikanalige Zugsicherung). Grundsätzlich hat ein Vorsignal in Fahrtrichtung rechts einen Permanentmagneten Nordpol, ein Hauptsignal Südpol. Ein einzelner Magnet auf der linken Seite hat keine Wirkung (Gegenrichtung). Mit einem zusätzlichen Elektromagneten auf der linken Seite können die verschiedenen Begriffe erzeugt werden:

• −/N = Warnung
• S/N = Fahrt (Vorsignal)
• N/S = Warnung (Hauptsignal)
• S/S = Fahrt (Hauptsignal)
• −/S = Halt

Ein Ausfall des Elektromagneten (stromlos = "−") führt also immer zum restriktivsten Begriff für das betreffende Signal.

Eine wesentliche Zusatzfunktion von ZSI-90 ist die Geschwindigkeitsüberwachung. Ein Nordpol rechts löst immer eine Zeitüberwachung aus. Wird innerhalb der definierten Zeit (180 ms) der Südpol überfahren, ist der Zug zu schnell und eine Schnellbremsung wird eingeleitet. Ist das Zeitintervall abgelaufen, wird der Empfang für eine gewisse Zeit unterdrückt.

Mit einem zusätzlichen Elektromagneten links lässt sich eine bedingte Überwachung aufbauen:

• −/N vor −/S = Warnung und Geschwindigkeitsprüfung (z. B. Fahrt auf Ablenkung)
• S/N vor S/S = Fahrt

Eine besondere Funktionalität ist die so genannte Betriebsartenüberwachung (BA), die bei Zahnstangenein- und -ausfahrten kontrolliert, ob der Lokomotivführer den Regimewechsel Adhäsion/Zahnrad oder umgekehrt auf dem Führertisch richtig umgestellt hat. Mit der Betriebsartenumschaltung werden auf dem Triebfahrzeug umfangreiche, zum Teil sicherheitsrelevante Funktionsänderungen vorgenommen.[1] Die Betriebsartenüberwachung wurde an verschiedenen Orten mit denselben Komponenten realisiert, aber mit dem Unterschied, dass die Magnete aussen am Gleis angeordnet wurden.

Magnetempfänger der CJ, angedordnet in Gleisachse

Für die Steuerung von Bahnübergangssicherungen, Aktivierung von anderen Abläufen der Sicherungsanlagen, Signalrückstellung und ähnliches werden oft ebenfalls Magnete verwendet. Diese sind aber auf den Fahrzeugen montiert, die Empfänger zwischen den Gleisen. Auf den Fahrzeugen können wahlweise Permanentmagnete oder Elektromagnete montiert sein. Permanentmagnete haben den Nachteil, dass sie auch in Doppeltraktion oder bei geschleppten Triebfahrzeugen aktiv sind, bei Elektromagneten kann sichergestellt werden, dass immer nur der bediente Führerstand einen Elektromagneten aktiviert.

Die CJ hat diese Empfänger seit der Elektrifikation in Gleisachse angeordnet. Deshalb konnte die Zugsicherung ZST-90 nicht ebenfalls in Gleisachse montiert werden.

Linienleiterkabel der ZSL-90 in Worblaufen, RBS

Da die punktförmige Überwachung der ZSI-90 weder eine Bremskurvenüberwachung noch eine Abfahrverhinderung noch einen gesicherten Rangierbetrieb erlaubte, musste für dicht befahrene Vorortsbahnen eine umfassendere Lösung gefunden werden. Dies wurde mit einem teilweisen Linienleiter erreicht, der im Bremswegabstand zu sämtlichen Gefahrenpunkten eingebaut wird, was zusammen mit den Streckendaten im Fahrzeuggerät eine kontinuierliche Geschwindigkeitsüberwachung erlaubt. Die ZSL-90 verwendet die Magnete der ZSI-90 zur Ortung und zur Auswertung der Zugsicherungsbegriffe der bisherigen Zugsicherung (Rückfallebene). Das System wird grundsätzlich nicht mehr weiterentwickelt und seine Anwendung bleibt auf die drei Bahnen Regionalverkehr Bern–Solothurn, Wynental- und Suhrentalbahn, Forchbahn und Flughafenbahn Kuala Lumpur ERL beschränkt. In diesem Rahmen werden Systemunterhalt und Anpassungen weitergeführt.

Eurobalisen für die ZSI-127 in Interlaken Ost am BOB-Ausfahrsignal Richtung Wilderswil

Da die rein punktförmige Überwachung den Anforderungen eines modernen Betriebes immer weniger genügt, auf der anderen Seite aber eine kontinuierliche Geschwindigkeitsüberwachung mit ZSL-90 eine ziemlich teure Lösung ist, deren Komponenten zudem bereits wieder veraltet sind, wurde mit dem ZSI-127 auf der Basis von ETCS-Hardware[2] (insbesondere Eurobalisen und Euroloops sowie ETCS-Fahrzeuggerät) eine neue Zugsicherung entwickelt, die gegenüber ZSI-90 folgende Funktionserweiterungen hat:

• Bremskurvenüberwachung
• Abfahrverhinderung
• beschränkte Überwachung von Rangierfahrten
• Übertragung von Streckeninformationen auf den Zug
• Betriebsartenüberwachung für den Zahnradbetrieb

Der Datenaustausch mit dem Fahrzeug wird komplett über Paket 44 («Data used by applications outside the ERTMS/ETCS system»)[3] abgewickelt, damit ist eine vollständige Kompatibilität zu ETCS Level 1 gewährleistet.[4]

Das erste mit ZSI-127 ausgerüstete Netz waren 2003 die Strecken der Zentralbahn (ZB, damals noch SBB Brünigbahn und LSE) und Berner Oberland-Bahn (BOB). Wegen des Zahnradbetriebs müssen die Balisen aussermittig angeordnet werden (nach ETCS-Standard auf der Normalspur sind sie auf der Gleisachse).

Eine Vorgängerversion der ZSI-127 mit dem Namen ZSI-27 und nur basierend auf Eurobalisen (keine Euroloops) wurde bei den Ferrocarrils de la Generalitat Valenciana (FGV) in Spanien eingebaut.

Die ZSI-127 ist mit dem vom Bundesamt für Verkehr (BAV) festgelegten Standard für die Zugbeeinflussung für Meter- und Spezialspur (ZBMS) kompatibel, der einen schrittweisen Übergang von den älteren Systemen ZSI-90 oder ZST-90 mit induktiv übertragenen Begriffen auf die ZSI-127 erlaubt. Sobald alle Fahrzeuge auf einer Strecke dieses Fahrzeuggerät aufweisen, können ZSI-90 und ZSI-127 parallel angewendet werden.

Die ZSI-127 wurde bei folgenden Bahnen eingeführt:

• ZB (vorher keine Zugsicherung)
• BOB (vorher keine Zugsicherung)
• BDWM (übergang von ZSI-90 auf ZSI-127 mit der Einführung der Diamant-Züge im Jahre 2010)
• RhB (Parallelbetrieb von ZSI-90 und ZSI-127. Erste ausgerüstete Strecke Malans–Küblis seit 2015 mit ZSI-127 ausgerüstet, ab 2016 bis Klosters verlängert. Bis 2025 soll das ganze Stammnetz mit ZSI-127 ausgerüstet sein.)
• Matterhorn-Gotthard-Bahn
• FW (Parallelbetrieb von ZSI-90 und ZSI-127 auf der Strecke Wil–Wängi seit 2014, restliche Strecke nur ZSI-90)[5]
• AB (Strecken der ehemaligen SGA und TB ab 2018)[6]
• TRAVYS (ab 2018)
• MOB (ab 2018)
• TPF (ab 2018 oder 2019)

*) Eine Sortierung nach Spurweite und Geografie (zusammenhängende Netze)

• integra signum: Punktförmige Zugsicherungen ZST-90 – ZSI-90, Informationsbroschüre Nr. HTS 9018/191
• Presseunterlagen der Siemens Schweiz AG zur Medienorientierung vom 19. Oktober 2000, "Das ZSL 90 im Vergleich zu anderen Systemen in der Schweiz".

1. Werner Hubacher, Othmar Wilhelm: Die Serieausführung der Brünigbahn-Lokomotiven HGe 4/4 101 961–968. In: Schweizer Eisenbahn-Revue. Nr. 10. Minirex, 1989, S. 231–239.
2. Alex Brühwiler, Hans Schlunegger: Kompaktes Zugsicherungssystem auf ETCS-Basis. In: Signal + Draht. Band 97, Nr. 3, 2005, ISSN 0037-4997, S. 12–16.
3. nach ETCS Subset-026, Chapter 7
4. Trainguard ZSI 127. (PDF 1,3 MB) ETCS-basiertes Zugbeeinflussungssystem. Siemens Schweiz AG, Juni 2012, archiviert vom Original am 14. Februar 2016; abgerufen am 14. Februar 2016.
5. 2017 überall bequem einsteigen. In: St.Galler Tagblatt Online. 2013 (tagblatt.ch [abgerufen am 18. Dezember 2016]).
6. Christian Saxer: Leistungskatalog Infrastruktur 2016. (PDF) 8. April 2016, S. 14, abgerufen am 18. Dezember 2016.
7. Theo Stolz, Ausbau der Sicherungsanlagen und Kreuzungsstationen bei den Chemins de fer du Jura, in: Schweizer Eisenbahn-Revue 4/1988, S. 149–151
8. Peter Maurer: Die technische Sanierung der Furka - Oberalp-Bahn im Zusammenhang mit der Eröffnung des Furka-Basistunnels, in: Schweizer Eisenbahn-Revue 3/1982, Minirex, Luzern, ISSN 1022-7113.
9. Rhätische Bahn, Geschäftsbericht 1987
10. Das Verzeichnis des Rollmaterials der Schweizerischen Privatbahnen 1962, herausgegeben vom Eidgenössischen Amt für Verkehr, weist für die 1958 gelieferten Ge 6/6 701–02 eine «automatische Zugsicherung Integra» aus. Dasselbe Verzeichnis von 1966 (der letzten Publikation dieser Art) erwähnt diese Ausrüstung bei Ge 4/6 353–55, Ge 6/6 401–12, Ge 4/4 601–610 und den Ge 6/6 701–07
11. Rhätische Bahn, Geschäftsbericht 2014
12. Schweizer Eisenbahn-Revue 4/2014, Seite 201