Güterbahnen, September 2006

Am Anfang einer Entwicklung steht die Vision. In Ihrer Definition noch etwas nebulös, aber in Ihrem Ergebnis klar umrissen. So, oder so ähnlich, wird es den meisten Entwicklungen gegangen sein. Die „neu“ Entwicklung einer Elektrisch Ortsgestellte Weiche von HANNING & KAHL macht da keine Ausnahme. Im Zuge eines Modernisierungsvorhabens bei der TWE, der Teutoburger Wald Eisenbahn AG in Gütersloh, fand sich ein Partner mit tiefgehenden praktischen Erfahrungen im täglichen Umgang mit der Materie.

Die mehrheitlich private Teutoburger Wald-Eisenbahn (TWE) ist seit mehr als 100 Jahren Rückgrat des Schienengüterverkehrs zwischen Ibbenbüren, Gütersloh und Hövelhof vor den Toren Paderborns. Die TWE gehört zur heutigen Veolia Cargo Deutschland GmbH, der ehemaligen Connex Cargo Logistics GmbH. Mit der seit Jahresbeginn 2006 in Stufen erfolgten Umbenennung will die Gruppe den Zusammenhang der verschiedenen Unternehmenssparten deutlicher als bisher machen: So ist Veolia Wasser im Bereich Wasserversorgung und Abwasserentsorgung tätig; Veolia Umweltservices (ehemals Sarp-Onyx) befasst sich mit Abfallentsorgung, und Veolia Energie (Dalkia) betreibt Fernwärmenetze und Kraftwerke.

Die Personenverkehrsaktivitäten in Deutschland firmieren seit Mai 2006 unter Veolia Verkehr, während die Güterverkehrssparte seither unter der Dachmarke Veolia Cargo Deutschland auftritt. Mit diesem Portfolio ist die Veolia-Gruppe in der Lage, ihren Industriekunden Rundum-Pakete für alle Tätigkeiten zu schnüren, die nicht zu ihren Kernaktivitäten gehören.

Im Schienengüterverkehr fungiert die Veolia Cargo Deutschland als Holdinggesellschaft für acht operative Eisenbahnunternehmen. Darüber hinaus ist die Veolia-Güterverkehrssparte mit eigenen Ländergesellschaften in den Niederlanden und Frankreich tätig. Dem Wachstum und der Internationalisierung der Güterströme entsprechend befinden sich weitere nationale Gesellschaften in der Vorbereitung. Daneben besteht ein weitreichendes Netzwerk internationaler Partnerschaften.

Als privates Eisenbahnunternehmen ist die Teutoburger Wald-Eisenbahn (TWE) – ein Unternehmen unter dem Dach der Veolia Cargo Deutschland – stets darauf bedacht, effiziente und kostenoptimierte Lösungen für ihre rund 100 km Streckenlänge umfassende Gleisinfrastruktur zu finden. Deswegen nahm sie im Sommer 2005 gern die Anregung des ostwestfälischen Herstellers von Eisenbahnsicherungstechnik HANNING & KAHL auf, die Entwicklung einer neuen Bauform der elektrisch ortsgestellten Weiche (EOW) zu begleiten.

Bei dem anstehenden Modernisierungsprojekt lag der Schwerpunkt auf der Verbesserung der Arbeitssicherheit und einer weiteren Optimierung des Automatisierungsgrades. Schwerpunkte im Bereich Arbeitssicherheit waren dabei eine zu verbessernde Beleuchtung des Rangierbereiches sowie die Entlastung des Personales im Arbeitsalltag. So sollte häufiges Auf- und Absteigen bzw. ein  „Gewichte stemmen“, wie es beim manuellen Umlegen von Handumstellweichen notwendig ist, reduziert werden bzw. entfallen. Im Bereich der Automatisierung bot sich daher der Einsatz von weiteren Elektrisch Ortsgestellten Weichen an.

Diese sollten einerseits in Teilbereichen als Insellösungen installiert werden, sich aber auch zukünftig in einer Komplettlösung zusammenfassen lassen. Die Idee eines Baukastensystems mit konsequenter Kombinierbarkeit der Komponenten war geboren. Als Anforderungsklasse wurde eine Zulassung nach SIL2 definiert, sowie eine spätere Zulassung durch das EBA gefordert. Eine autarke programmierbare Mikroprozessor-Steuerung sollte auf zukünftige Änderungen in der Spezifikationen reagieren können. Auf Komponenten zum Temperaturausgleich im Schaltschrank, wie Schaltschrankheizungen usw., ist zu verzichten. Der Arbeitsbereich der zu verwendeten Komponenten ist von –25 Grad bis 70 Grad definiert. Die Konfiguration einer EOW Anlage muss vor Ort durch Software - Parametrierung auf die unterschiedlichen Anforderungen hin möglich sein. Eine erneute Abnahme der Software ist durch geeignete Maßnahmen zu unterbinden. Alle Ereignisse an der EOW Anlage sind mittels eines Ereignisspeichers aufzuzeichnen und zur späteren Auswertung in einer graphisch unterstützten Software zu visualisieren. Mögliche Kommunikationswege der EOW Anlage: Modem, Ethernet usw. eine Netzwerkintegration ist vorzusehen. Ein Zugriff auf die Anlage via Ferndiagnose ist notwendig.

Diese Merkmale sind  nur ein kleiner Auszug aus dem Anforderungskatalog. Viele der aufgeführten Anforderungen stammen dabei aus den Erkenntnissen und Bedürfnissen jahrelang gesammelter praktischer Erfahrungen. Für Systemlieferanten wie HANNING & KAHL stellt das  eine Herausforderung dar, der man sich nur schwer entziehen kann.

Um das Rad nicht immer wieder neu zu erfinden, wurden bereits bestehende EOW Konzepte untersucht und analysiert. Gerade in dieser Phase sind die praktischen Erkenntnisse des Betreibers aus dem Tagesgeschäft gefragt, da sie die spätere Grundlage des „neuen“ erweiterten Konzeptes bilden.

Das HN-EOW Konzept

Die lokale Steuerung
Die HN-EOW, als dezentrales Konzept entwickelt, verwendet eine weltweit tausendfach im Einsatz befindliche zweikanalige HANNIG & KAHL Mikroprozessorsteuerung HN-P. Diese ist nach SIL3 zugelassen und besitzt ein Steuerprogramm, das sich in einen generischen und anwenderspezifischen Teil gliedert. Um nicht bei jede HN-EOW Anlage die Softwarefunktionalität auf ein neues prüfen zu müssen, sind bereits alle notwendigen Grundfunktionen in ihrer kompletten Funktionalität enthalten und geprüft. Die für jede Applikation spezifischen Anforderungen werden jetzt lediglich über Parameter im anwenderspezifischen Teil vor Ort aktiviert. Durch die enthaltenen praktischen Anlagenkonzeptionen lassen sich HN-EOW Inbetriebnahmen somit extrem verkürzen.

Zur Kontrolle aller HN-EOW Funktionen findet auf einer Interfacekarte ein ständiges protokollieren aller relevanten Anlagenzustände statt. Weiterhin wird hier die Möglichkeit einer Kommunikation zu einem Netzwerk, zu weiteren HN-EOW Anlagen oder zu einem Ferndiagnosesystem geboten. Ein Verbund mehrer HN-EOW zu einem Gesamtkonzept ist somit gegeben.

Gleisschaltmittel
Gegen ein Umstellen zur Unzeit sind Gleisschaltmitte wie Doppelschienenschalter vorgesehen. Die Wirkungsweise beruht hierbei auf dem Erkennen von Radreifen und deren Laufrichtung. An einem gemeinsamen Zählpunkt angeschlossen werden die zu sichernden Gleise über Doppelschienenschalter überwacht. Einlaufende Radreifen werden dabei addiert, auslaufende Radreifen subtrahiert. Bei einem Zählerstand ungleich Null wird der Bereich als belegt gekennzeichnet, ein Umstellen der Weiche wird nicht mehr zugelassen.

Der Weichenlagemelder
Ein zukunftsweisendes Konzept muss wartungsarm und leicht in seinem Handling sein. Für HN-EOW Komponenten wie z.B. einem Weichenlagemelder heißt dieses konsequenter Einsatz moderner Bauelemente.  

Zur Visualisierung werden lichtstarke LEDs eingesetzt, die wartungsarm, stärker im Kontrast und daher deutlich besser erkennbar sind. Die Signale lassen sich mehrfarbig gestalten, so ist auch eine Kombination mit blauen LEDs unter anderem möglich.

Lokale Bedienelemente
Die einfachste Alternative einer Bedienstelle ist der Schlagschalter. Dieser besteht in seiner Konstruktion aus zwei Komponenten. Dem Fuß mit der integrierten ersten Bedienebene und einem Aufsatz der bei Bedarf den Mast um zwei weitere Bedienebenen erweitert. Über die enthaltene Interfacekarte der lokalen Steuerung lassen sich auch komfortablere Bedienelemente wie z.B. Fahrwegstelltafeln anbinden. Hier stand bei der Entwicklung eine intuitive Bedienbarkeit im Vordergrund, die mit selbsterklärenden Displaydialogen auch das Einstellen einer bzw. mehrerer Fahrbeziehungen vereinfacht.

Mit einer Laufzeit von 2 Jahren, neigt sich das Projekt HN-EOW nun mit der bevorstehenden EBA Zulassung dem Ende zu. Aus einer gemeinsamen ersten angedachten Vision wurde Realität. Die praktische Erprobungsphase der HN-EOW auf dem Betriebsgelände der TWE startete im August 2005.

Ein beauftragtes Gutachten zum Sicherheitsnachweis der HN-EOW liegt durch einen DB zertifizierten Gutachter vom TÜV SÜD Rail GmbH vor und kommt zu dem Ergebnis: „...das alle Anforderungen gemäß Sicherheitsintigritätsstufe SIL2 erfüllt sind“