Beleuchtung und Steuerung |
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Sowohl die
Beleuchtung,
als auch die Steuerung sind bei einem Fahrzeug wichtige Bereiche. Die
früher erforderlichen aufwendigen Schaltungen in diesem Bereich, wurden
mit der neuen Technik komplett neu aufgebaut. Sämtliche Funktionen der
Steuerung, aber auch von der Beleuchtung wurden von einem Computer
übernommen und auch durch diesen kontrolliert.
Durch die Anwendung von Rechnern, war die Gestaltung der
elektrischen Versorgung deutlich wichtiger geworden, als das früher der
Fall war. Jedoch blieb hier ein Grundsatz, denn auch jetzt musste dieser
Bereich mit einer von der
Fahrleitung
unabhängigen Quelle versorgt werden. Zudem sollte auch noch eine
Speicherung der Energie erfolgen, damit auch längere Zeit ohne
Fahrleitungsspannung
gearbeitet werden konnte. Der Umfang dieser Anforderungen erhöhte sich bei einem Neigezug zusätzlich, so dass es sehr wichtig wurde, die Steuerung mit optimalen Schnittstellen und einer guten Versorgung zu versehen.
Schliesslich hatte hier die Steuerung nicht nur den Fahrbetrieb zu
garantieren, sondern sie musste auch die
Kastenneigung
der einzelnen Wagen unab-hängig regeln. Bei all der Technik, war die Dienstbeleuchtung des Triebzuges nicht gross verändert worden. Wie bei der Lokomotive Re 460 wurden in diesem Bereich neuartige Halogenlampen verwendet.
Diese wurden in der
Front
so angeordnet, dass da-raus ein A entstand. Unten konnten zudem noch
Scheinwerfer
aufgeblendet werden, so dass eine moderne
Beleuchtung
entstand. Bei jeder Lampe war auch eine mit rotem Glas vor-handen. Somit konnte der Triebzug sämtliche erfor-derlichen Bilder zeigen. In der Regel war das vorne dreimal weiss und hinten zweimal rot.
Andere Bilder konnten vom
Lokomotivpersonal
ma-nuell eingestellt werden. Dabei wurde das Warnsig-nal sogar automatisch
an beiden Enden des Zuges signalisiert. Eine Neuerung, die der Sicherheit
dienen sollte.
Sowohl die
Beleuchtung,
als auch die Steuerung waren an einem eigens dazu vorgesehenen
Bordnetz
angeschlossen worden. Aktiviert wurden beide Bereiche mit dem öffnen der
Hauptluftbehälterhähne.
Damit war der Zug in einer Grundfunktion und die Versorgung der Rechner
musste nun sichergestellt sein, denn sonst würde hier nichts mehr
funktionieren. Daher war auch hier das Bordnetz der Steuerung mit Batterien gestützt worden. Diese Blei-batterien, die den üblichen SBB-Batterien entsprachen, wurden in jedem Wagen montiert und dort von einem eigenen Ladegerät geladen.
Dieses
Batterieladegerät
übernahm zudem die Versorgung der Steuerung bei eingeschal-tetem
Triebzug.
Ein Punkt, der schon immer so gelöst worden war.
Eingebaut wurden die schweren
Batterien
in einem am unteren Rand des Kastens vorhan-denen Kasten. Dieser
Batteriekasten,
war so ausgelegt worden, dass die schweren Ele-mente mit der Hilfe von
eingebauten Gleitbahnen und Hebewerkzeugen ausgewechselt werden konnten.
Gerade hier war die Kompatibilität mit den vorhandenen Einrichtungen
besonders wichtig. Da die Batterien und somit das Bordnetz der Steuerung einer Hälfte über eine Leitung mit-einander verbunden waren, war das Bordnetz mit nicht weniger als drei Ladegeräten ge-stützt worden.
Wobei die hintere Hälfte jetzt noch auf den Wagen vier
zurückgreifen konnte und es so in diesem Teil des
Bordnetzes
ein zusätzliches
Batterieladegerät
gab. Ein Totalausfall, war daher nahezu unmöglich.
Der Ausfall einer oder zwei
Batterien
hätte zu keinen grossen Einschränkungen geführt, denn die verbliebenen
Batterien hätten die fehlenden Elemente puffern können. Trotzdem war es
von der Handhabung her einfacher, wenn man die schweren Batterien nach den
Normen der Bahnen gestaltete. So waren Ersatzteile nahezu an jedem
Bahnhof
vorhanden, wo schnell ein Wechsel durchgeführt werden konnte. Die Leittechnik des Zuges übernahm sämtliche Aufgaben der Kontrollen, die Aufträge und die Anzeigen. Dabei drückte sich bei diesem Fahrzeug die Leittechnik mit dunkel, blinkend und leuchtend aus.
Eine
Sprachausgabe,
war wegen den unterschiedlichen Sprachen in der Schweiz nicht sinn-voll.
Zudem waren diese Systeme noch nicht weit verbreitet und daher auch nicht
aus-reichend erprobt. Leuchtete eine Taste oder Lampe, war sie eingeschaltet worden, oder die Steuerung ver-langte nach Aufmerksamkeit. Eine dunkle Lampe zeigte keine Aktivierung, oder befand sich im Normalzustand.
Blinkte die Taste, war der Zustand unbekannt. Im Letzten Fall
musste das
Lokomotivperso-nal
eine Handlung vornehmen um einen klaren Zustand zu erreichen. Der Triebzug wurde mit der Leittechnik Mitrac ausgerüstet, die in den Jahren immer weiterentwickelt wurde und die sehr Leistungsfähig war.
Viele Merkmale, die hier verwendet wurden, stammten von der
Lokomotive
Re 460. Dort wurde die
Steuerung auch auf ähnliche Weise bedient, es waren hier jedoch wegen der
Neigetechnik
zusätzliche Funktionen vorhanden.
Die Steuerung arbeitete mit zwei autonomen
Fahrzeugdatenbussen
MVB (Multi-Vehicle-Bus), an welchen alle Rechner eines Halbzuges
angeschlossen wurden. Sie haben richtig gelesen, auch hier war nur der
halbe Zug vorhanden. Jedoch bedeutend war die Zweiteilung der
Datenleitungen für die Traktions- und die Wagensteuerung innerhalb jeder
Hälfte. Gegenseitig benötigte Daten wurden über eine MVB-Brücke zwischen den beiden Leitungen übermittelt. Der MVB-Bus arbeite dabei bei kur-zen Distanzen mit Kabeln und elektrischen Signalen.
Diese waren bekannt, erprobt und bei der Anschaffung billig.
Jedoch galten diese Kabel nicht als besonders Leistungsfähig und auf
längeren Abschnitten gab es grosse Verluste. Bei längeren Leitungen wurden deshalb Lichtwellenleiter und Licht ver-wendet. Der Vorteil lag bei den sehr geringen Verlusten, die bei Lichtwellenleitern entstehen und deren Unempfindlichkeit gegen elek-trische Störfelder.
Die Geschwindigkeit der einzelnen Signale war dabei nur
unwesentlich schneller. Jedoch waren die Kosten hier deutlich höher. Fremdgeräte wurden an diesen Fahrzeugdatenbus über spezielle Prints angeschlossen. Der Lokführer bediente daher nicht einmal eine Zugsicherung direkt.
Auch hier wurden die Signale dem Datenbus übermittelt und der gab
die Signale und Quittungen weiter. Daher war wirklich alles an dieser
Leit-technik
angeschlossen worden, wobei wir aber immer noch einen hal-ben Zug haben.
Die Datenübertragung zwischen den beiden Halbzügen übernahm der
WTB-Bus (Wired-Train-Bus). Über diesen Bus erfolgte die Traktionssteuerung
beider Halbzüge vom besetzten
Führerstand
aus. Diese Lösung hatte den Vorteil, dass bei Ausfall der
Leittechnik
in einem Halbzug, die restliche Hälfte noch benutzt werden konnte. Der Zug
konnte sich so auch jetzt in einen
Bahnhof
retten. Bedienungshinweise, Zustands- und Störungsanzeigen wurden dem Personal über Farbbildschirme ausgegeben. Der Informationsgehalt dieser Bildschirme war auf die Bedürfnisse des Benutzers zugeschnitten worden.
Zug- und
Lokomotivpersonal
erhielten so nicht immer die gleichen Meldungen, sondern nur für sie
speziell zugeschnittenen Informationen. Dieses Diagnosesystem war daher sehr umfangreich ausgeführt worden. Eine Störung am WC wurde zum Beispiel dem Zugführer ausgegeben. So konnte er die ersten Handlungen und Kontrollen ausführen.
Der Lokführer konnte während dieser Zeit eine Störung an einem
Strom-richter
erhalten und diese behandeln. Weder der
Zugführer,
noch der Lok-führer wurden mit den Störungen des anderen belästigt. In der Werkstatt konnten jedoch alle Störungen mit einem Notebook über die vorhandenen Schnittstellen ausgelesen werden. Dort befanden sich schliesslich auch die detaillierten Informationen zum Zustand, als die Störung eintrat und zum betroffenen Bauteil.
Die Werkstatt sah welcher
Thyristor
von der Störung betroffen war. Das
Loko-motivpersonal
erkannte nur den
Stromrichter.
Einen eigenen Bereich stellte der Neigerechner dar. Er wurde für
die
Kastenneigung
benötigt und regelte die Neigungen der einzelnen Kasten. Dabei sendete er
die Signale über die vorher erwähnten Bussysteme weiter. Doch sehen wir
uns diesen Rechner genauer an, denn es war das Geheimnis der
Neigezüge
und der darin verbauten
Neigetechnik. Der Verlauf der Strecke wurde über das jeweils am vordersten Fahrwerk des Zuges montierte Sensorpaket detektiert und direkt an den Neigerechner des Zuges im besetzten Führerstand gelei-tet.
Dieser befand sich bekanntlich an der Spitze und kannte so die
Reihenfolge. Der Rechner hatte so seine Aufgabe bekommen und berechnete
nun die erforderliche
Kastenneigung. Dieser Rechner errechnete anhand der aktuellen Fahrgeschwin-digkeit und den Kräften im Gleis den Sollneigewinkel des ge-samten Zuges und meldete diese Werte an die einzelnen Wagen.
Somit fühlte der Zug die
Kurve
und löste anhand dieser Info, die Handlung für den ganzen Zug aus. Die
restlichen Wagen neigten sich anhand ihrer Position im Zug. Umfangreiche Datenbanken mit Strecken, mussten daher nicht hinterlegt werden. Die Neigetechnik war daher auch aktiv, wenn der Neigezug eine ablenkende Weiche befuhr.
Daher konnte beobachtet werden, wie sich die Kasten beim Befahren
eines
Spurwechsels
leicht neigten. Damit konnte auch hier der
Fahrkomfort
für die Reisenden erhöht werden. Auf Strecken, die nicht für Neigezüge hergerichtet wurden, ar-beite die Neigetechnik des Triebzuges normal weiter. Da nun hier jedoch der Überschuss bei der Fliehkraft nicht überbrückt werden musste, neigte sich der Kasten nur leicht Eventuell
bewegten sich die
Neigeantriebe
auch gar nicht. Der Reisende bemerkte das durch eine angenehme Fahrt, weil
die einzelnen
Kurven
und Bögen wegen der geringen Querbeschleunigung
nicht bemerkt wurde.
Die Technik war damit auch in der Lage S-Kurven zu befahren, dabei
hatten die Wagenrechner während dem Befahren unterschiedliche
Informationen, was dazu führte, dass sich die einzelnen Wagen
unterschiedlich neigen konnten. Ein Punkt, der bei sich schnell folgenden
Kurven
sehr wichtig war und der andere
Neigezüge
stark gefordert hatte. Hier ging es mit den Rechnern sehr einfach.
Meldete eine Störung den Ausfall eines Neigerechners, oder dieser
eine fehlerhafte Information, wurde der Lokführer unverzüglich über den
Ausfall der
Neigetechnik
informiert. Damit erfuhr der Lokführer unverzüglich, dass er die
Kurve
grundsätzlich zu schnell befuhr und den Zug abbremsen musste. Er konnte
danach versuchen, diese Störung mit dem
Diagnosesystem
zu beheben.
Notfalls konnte die Fahrt auch mit funktionslosem
Neigesystem
fortgesetzt werden. Der Zug verkehrte dann jedoch nach der
Zugreihe R.
Wobei jetzt nicht mehr die vollen
Bremskräfte
abgerufen werden konnten und berechnet werden durften. Es war daher eine
deutliche Reduktion bei der Geschwindigkeit zu erwarten. In gewissen
Bereichen des Netzes musste sogar auf die
Zugreihe A
verzögert werden. Damit die Neigezüge der Kapazität angepasst wer-den konnten, wurden sie mit einer Vielfach-steuerung ausgerüstet. Diese Vielfachsteuerung be-wirkte, dass auch ein Zugbus vorhanden war.
Dieser übertrug die Informationen von zwei Zügen über die
Kupplung.
Dabei wurden alle Störungen auf beiden Zügen angezeigt. Das Personal hatte
jedoch nun die Anzeige, dass die Störung auf dem Fahr-zeug zwei
aufgetreten war. Um die Vielfachsteuerung einrichten zu können, musste ein Zug mit deaktiviertem Führerstand abge-stellt werden. Dabei spielte es keine Rolle, ob er ausgeschaltet war, oder ob die Parkstellung einge-schaltet wurde.
Dabei lassen wir nun die Aufgaben, die wegen den Klappen und wegen
der
automatischen Kupplung
vorgenommen werden mussten, weg. Es geht hier nur um die Lösungen der
Leittechnik.
Mit dem zweiten Zug, wurde nun mit langsamer Fahrt an den ersten
Zug angefahren. Die
Kupp-lungen
wurden mechanisch verriegelt und auch die pneumatischen Systeme wurden
verbunden. In einem zweiten Schritt wurden die elektrischen Leitungen
gekuppelt. Die dazu in der
Kupplung
erforderlichen Schritte wurden durch diese selber geregelt, so dass keine
Beeinflussung vom Fahrzeug erfolgen musste.
Im eingeschalteten Zug wurde nun eine
Fahrsperre
eingerichtet, weil der mittlere
Führerstand
eingerichtet war. Aus diesen war eine Bedienung jedoch unmöglich, so dass
man eine Fahrsperre vorsah. Damit war die Vielfachsteuerung
der beiden Züge bereits eingerichtet. Man konnte nun auch den zweiten Zug
in die
Parkstellung
verbringen.
Die
Leittechnik
überprüfte nun den Zustand der beiden Züge. Waren diese nicht gleich,
wurde jener Zug, der im tieferen Level arbeitete, auf den höheren Zustand
des zweiten Zuges angehoben. So konnte es passieren, dass ein zweiter Zug
den
Stromabnehmer
automatisch hob, ohne dass das Personal eine Handlung ausführen musste.
Soweit hätten wir nun die wichtigsten Funktionen der Steuerung und
der
Leittechnik
kennen gelernt. Damit wäre es dem Zug problemlos möglich zu fahren. Jedoch
fehlen noch Einrichtungen, die eingebaut werden mussten, die jedoch nur
indirekt mit dem
Fahrzeugdatenbus
verbunden wurden. Es waren Baugruppen, die zum Teil mit den erwähnten
Prints angeschlossen wurden.
Ein seit vielen Jahren wichtiger Punkt, war die Kontrolle der
Einsatzfähigkeit des Lokführers. Diese Einrichtungen stellen sicher, dass
der Zug auch angehalten wird, wenn der Lokführer nicht mehr reaktionsfähig
ist. Diese
Sicherheitseinrichtungen
mussten daher auch hier vorgesehen werden und es kam die in der Schweiz
übliche Lösung mit
Sicherheitssteuerung
zur Anwendung. Die eingerichtete Sicherheitssteuerung arbeitete, wie jene der Lokomotive Re 460, im tieferen Geschwindigkeitsbereich mit Hilfe einer Wegmessung. Bei höheren Geschwindigkeiten wech-selte sie dann für den Lokführer unbemerkt auf eine zeit-bestimmte Messung.
Es wurde so berücksichtigt, dass mit reiner Wegmessung die
Reaktionszeit bei Geschwindigkeiten über 160 km/h zu kurz ge-worden wäre. Auch die Bedienung mit dem Pedal und den beidem Funktionen «Schnellgang» und «Langsamgang» wurde nicht verändert. Die Distanzen entsprachen den üblichen Werten. Auch
sonst, gab es eigentlich für das auf der
Lokomotive
Re 460 geschulte Personal
bei der Bedienung der Einrichtung keinen Unterschied. Das galt auch für
den Knopf, der das
Pedal
ersetzen konnte. Bediente der Lokführer die Einrichtung nicht korrekt, wurde zu-erst eine akustische Warnung ausgegeben. Blieb die erwartete Reaktion jedoch aus, wurde durch die Leittechnik eine Fahr-sperre erzeugt und die Hauptleitung entleert.
Der
Neigezug
wurde somit mit einer
Zwangsbremsung
verzögert und kam letztlich zum Stehen. Auch hier war eine Rückstellung
jederzeit möglich.
Dank der
Fahrsperre
konnte der
Hauptschalter
eingeschaltet belassen werden. Dieser Punkt erlaubte, dass die
Zwangsbremsung
zu einem grossen Teil mit der
elektrischen
Bremse umgesetzt wurde. Der im
Triebzug
verbaute
Bremsrechner
besorgte dabei die Regelung zusammen mit der pneumatischen
Bremse
auf den nicht angetriebenen Fahrzeugen. Die Zugsicherungseinrichtungen waren auf die Anforderungen der Schweizerischen Bundes-bahnen SBB ausgelegt worden und umfassten die für die Strecken der Staatsbahnen notwendigen Systeme ZUB 121 und Integra-Signum.
Beide erwähnten Einrichtungen waren mittlerweile zum Standard
geworden und gehörten in der Schweiz auf normalspurigen Bahnen zum
Standard. Die Funktionen der Einrichtungen waren dem Lokomotivpersonal bekannt, so dass hier keine Schulung erfolgen musste. So wusste dieses auch, wie eine von den Systemen erzeugte Fahrsperre und Zwangsbremsung wieder gelöst werden konnte.
Wobei jetzt die Diagnose des
Triebzuges
hilfreich war, denn diese meldete parallel dazu, welches System die
Fahrsperre
verursachte.
Die vorher erwähnten
Zugsicherungen
funktionierten nur mit entlang der Strecke aufgestellten Signalen. Diese
Anlagen waren jedoch nicht, oder nur bedingt, für Geschwindigkeiten über
160 km/h geeignet. Da der
Triebzug
jedoch planmässig mit bis zu 200 km/h verkehren sollte, wurde dem
Neigezug
eine weitere Einrichtung eingebaut, die für solche Geschwindigkeiten
ausgelegt wurde.
Es handelte sich dabei um eine neue Technologie, die auf den
Regeln von
ERTMS aufbaute.
Dieses korrekt als
ETCS
bezeichnete
Zugsicherungssystem
wurde auf der Neubaustrecke
vorgesehen und musste daher auch beim
Triebzug
eingebaut werden. Dabei gab es jedoch wegen der sehr neuen Technologie
einen kleinen Unterschied zwischen den Triebzügen.
Bei der Ablieferung der ersten 24 Züge war dieses System jedoch
noch nicht bereit, so dass diese
Neigezüge
noch nicht damit ausgerüstet waren. Das war kein Fehler der
Triebzüge, denn die Geräte waren noch nicht
bereit und so konnten die Züge bereits verkehren. Sie wurden nach der
Auslieferung der Teile mit den mittlerweile erhältlichen Geräten
nachgerüstet. Die für Geschwindigkeiten über 160 km/h geeignete Lösung mit dem Level 2 von ETCS signalisierte die für die Fahrt benötigten Daten direkt in den Führerstand. Damit wurden entlang der Strecke keine Lichtsignale mehr benötigt.
Für die korrekte Bestimmung der Position wurden im
Gleis
in regel-mässigen Abständen
Balisen
benötigt. Die entsprechenden Empfänger montierte man natürlich auch am
Triebzug. Um die Fahrinformationen auf das Fahrzeug zu übertragen, wurden Funksignale benötigt. Daher wurde der Triebzug damit ausgerüstet und auch die Lösung für den mittlerweile landesweit eingeführten Sprach-funk baute man ein.
Dabei wurden jedoch unterschiedliche Technologien benötigt, so
dass wir den
Funk
etwas genauer ansehen müssen. Beim Funk wurde der analoge Zugfunk 88 und der VZFK-90 eingebaut. Diese Funksysteme waren zur Zeit der Auslieferung auf den Strecken der Schweizerischen Bundesbahnen SBB für den Sprachfunk verwendet wor-den. Sie
wurden auch bei den neuen
Neigezügen
eingebaut. Wobei auch hier nicht alle Züge gleich ausgerüstet waren. Nur
die erste Serie hatte beide Systeme.
Mit der zweiten Serie stand die Technik für
ETCS
Level 2
bereit. Daher wurde dort ein
Funkgerät
eingebaut, das auch den benötigten
Datenfunk
erzeugen konnte. Dazu wurde die Lösung nach
GSM-R
benötigt, welche auch für den Sprachfunk benutzt werden konnte. Jedoch war
das Streckennetz noch nicht damit ausgerüstet worden, was dazu führte,
dass in diesem Gerät auch der analoge
Funk
ermöglicht werden musste.
Daher konnte der Sprachfunk hier auf den
VZFK-90
umgestellt werden. Jedoch war es nicht möglich auch die komplexen Lösungen
für den
ZFK 88
zu modulieren. Aus diesem Grund wurde auf diese nur im Raum Zürich
umgesetzte Technik verzichtet. Daher hatten diese
Triebzüge nicht mehr alle analogen
Funksysteme zur Verfügung, was aber wegen der anstehenden Umstellung kein
Problem war.
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