ETCS: Level 

ETCS ist nicht gleich ETCS. Es gibt im Prinzip fünf verschiedene Betriebsarten, Level genannt:

Level STM/NTC 

Genau genommen ist dies kein ETCS-Level, da das ETCS-Fahrzeuggerät hierbei keine Überwachungsaufgaben wahrnimmt. STM steht für Specific Transmission Module. Ein STM stellt die Anpassung an eine klassische Zugbeeinflussung zur Verfügung. So kann z. B. ein Fahrzeug mit ETCS-Fahrzeuggerät bei Vorhandensein eines STM "PZB90" auf normalen deutschen Strecken fahren. Da das STM neben der eigentlichen Schnittstelle auch die gesamte Auswertung umfasst, wurde der Name in der neuen ETCS-Version ( 3) auf NTC National Train Control geändert. Das STM greift lediglich auf einige Komponenten von ETCS zurück, z. B. auf das , also die Bedien- und Anzeigeoberfläche.

In Level NTC wird das Fahrzeug also typisch auf eine Höchstgeschwindigkeit und auf das Beachten der Signalbegriffe überwacht. In welchem Rahmen dies erfolgt, hängt naturgemäß vom genutzten STM ab. Ein Fahrzeug kann durchaus über mehrere STM verfügen, beispielsweise über PZB (Deutschland, Österreich) und ATB (Niederlande). PZB90/LZB ist übrigens ein STM, weil LZB eine Ergänzung zu PZB ist. Es gibt aber auch STM INDUSI.

Level 0 

Level 0 ist nun einerseits zwar ein echter ETCS-Level, weil das ETCS-Fahrzeuggerät hierbei alle Überwachungsaufgaben bewältigt. Andererseits aber wird außer einer fahrzeugbedingten Höchstgeschwindigkeit fast nichts überwacht, so dass man hierbei nur sehr bedingt von einer Zugbeeinflussung sprechen kann. Immerhin liest das Fahrzeug temporäre Langsamfahrstellen (TSR) von Balisen.

Prinzipskizze Level 0

Level 1 

Hier sind wir bei der "untersten" Stufe der echten Zugbeeinflussung angelangt. In diesem Level wird lediglich unidirektionale Kommunikation genutzt, d. h. das Fahrzeug bekommt Daten von der Strecke, kann auf diese aber nicht antworten (mit einer gibt es zwangsläufig Verkehr in beide Richtungen, allerdings nicht mit Nutzdaten). Die Strecke "weiß" nichts von einem Fahrzeug (außer indirekt über die Gleisfreimeldung). Das macht die streckenseitige Implementierung einerseits einfacher, erlaubt aber kein Eingehen auf die spezifischen Belange eines Zuges. Zwar kann das auf konventionellem Wege, also über die Gleisfreimeldung und eine Zugnummernmeldeanlage, weitgehend ersetzt werden, die Zugnummernmeldung ist jedoch nicht sicher, und der Aufwand wäre im Vergleich zum Gewinn zu hoch. Einige Packets können zwar Datensätze für verschiedene Zugkategorien gleichzeitig enthalten, aufgrund der begrenzten Kapazität von Balisen ist dem allerdings in der Praxis eine Grenze gesetzt.

Im Regelfall bekommt das Fahrzeug in Level 1 seine Daten an . Aus der Beschreibung zur wird klar, dass ein flüssiger Betrieb und der Verzicht auf Signale in Level 1 nur mit Loop Infill oder Radio Infill möglich ist. Gut, das stimmt nicht ganz, aber den Bereich vor dem Signal mit zu pflastern ist keine wirtschaftliche Alternative. Level 1 kann allerdings ein geeignetes Mittel sein, um einen Zug schon einmal durch ETCS gesichert fahren zu lassen, bevor dieser in aufgenommen wird.

Im Prinzip läuft L1 ohne Infill so: Der Fahrzeugführer sieht vor sich ein Signal aufleuchten. Das kann ein richtiges Signal sein oder lediglich eine weiße Lampe, die sagt "Fahre über die , dann bekommst Du eine Fahrerlaubnis." Die oder hat derweil die erforderlichen Daten in die geschrieben, so dass der Zug sie beim Passieren lesen kann. Der Zug hat damit seine Fahrerlaubnis samt den Streckendaten und rechnet diese in eine Bremskurve um, die dem Fahrer angezeigt wird. Dieser kann dann fahren. Nur wenn er zu schnell fährt bzw. nicht rechtzeitig bremst, bekommt er am eine Warnung. Wenn er dann immer noch nicht reagiert, reagiert die mit einem Bremseingriff.

Bei vielen anderen Zugbeeinflussungssystemen wird regelmäßig eine Bestätigung des Fahrzeugführers angefordert. Beispielsweise muss bei der PZB90 quasi ständig die Wachsamkeitstaste gedrückt werden, wenn ein Zug direkt auf einen anderen folgt (immer "Halt erwarten"). ETCS ist weniger aufdringlich und bleibt oft komplett still, wenn der Fahrzeugführer innerhalb der Bremskurve bleibt.

Prinzipskizze Level 1

Prinzipskizze Level 1 mit Loop-Infill

Prinzipskizze Level 1 mit Radio-Infill

Level 2 

Level 2 ist nun das, was im Regelfall unter ETCS verstanden wird. In Level 2 bekommt der Zug die weitaus meisten Informationen per . werden normalerweise bis auf wenige Ausnahmen nur noch als Referenzen für die Ortsangaben genutzt. Auch die meisten dieser Ausnahmen begnügen sich mit . Es sind einige Sonderfälle denkbar, in denen in Level 2 eingesetzt werden, mir ist aber nur ein konkreter Einsatzzweck bei der DB bekannt.

Das Prinzip von ETCS Level 2 ist simpel: Der Zug ruft beim an und meldet seine Position und Richtung. Das prüft anhand der vom Stellwerk gemeldeten Daten (Signalbegriffe und Weichenlagen), ob und wie weit der Zug fahren kann. Diese Information wird noch um die Streckendaten erweitert und geht dann per "SMS" an den Zug, der die Daten wie in aufbereitet. Eine "SMS" nennt sich hierbei Message. Sie besteht aus einem oder mehreren Packets.

An sich ist das nicht anders als in . Probleme gibt es in Level 2 vor allem bei der Zuordnung zwischen Fahrtbegriff und Zug. Wenn der Zug z. B. 40 m vor dem Signal steht, kann der Fahrtbegriff für diesen oder eine dem vielleicht unbekannte Lok dazwischen gelten. Dazu gibt es verschiedene Lösungsmöglichkeiten. Eine ist, den Fahrzeugführer bestätigen zu lassen, dass vor dem Zug bis zum Signal (bzw. bis zum Haltfallabschnitt) alles frei ist. Das fragt hierzu "" (Strecke voraus frei?) Wenn der Fahrzeugführer bestätigt, bekommt sein Zug die Fahrerlaubnis erteilt.

Umgekehrt weiß das auch nicht genau, wo der Zug ist, wenn ein Signal in Halt fällt. Sofern das Stellwerk keinen Haltfallgrund meldet, ist also unklar, ob der Zug gebremst werden muss. Das kann der Zug am besten selbst entscheiden. Dazu schickt das ihm . Bekommt der Zug sie, wenn er die entsprechende Position schon passiert hat, so meldet er "abgelehnt" zurück. Anderenfalls kürzt er seine Fahrerlaubnis auf die angegebene Position. Das Verfahren birgt sowohl die Möglichkeit, dass der Zug unberechtigt zwangsgebremst wird als auch umgekehrt ein gewisses Zeitfenster, in dem ein irregulärer Haltfall ignoriert wird.

Durch die theoretisch kontinuierliche Verbindung kann das auch flexibel auf neue Situationen reagieren und beispielsweise die Fahrerlaubnis des Zuges aufgrund einer Überwachungsstörung verlängern oder kürzen. Es gibt sogar eine , mit der der Zug sofort in eine Schnellbremsung gezwungen wird.

Sowohl in als auch in Level 2 gibt es grundsätzlich ein Stellwerk, das anhand von Fahrstraßen Signale in Fahrt stellt (auch wenn die Signale virtuell sein können) und das die Fahrstraßen zugbewirkt mit Hilfe der Gleisfreimeldung auflöst. Das ist lediglich eine Ergänzung, in der Regel wird das Stellwerk auch ohne funktionieren.

Prinzipskizze Level 2

Level 3 

Level 3 ist gewissermaßen die Königsdisziplin von ETCS. Dabei ist der Unterschied zu auf den ersten Blick marginal. Dieser liegt eher im Stellwerk bzw. an der Strecke als im . Es gibt nämlich keine Gleisfreimeldung mehr, sondern die Freimeldung erfolgt über die Positionsmeldungen des Zuges. Damit kann streckenseitig auf Gleiskreise und Achszähler verzichtet werden, und feste Blockabstände sind auch nicht mehr erforderlich ("Moving block").

Leider hat dieser an sich so einfach scheinende Punkt einige Stolpersteine:

In Summe sind es vermutlich all diese Faktoren zusammen, die dafür sorgen, dass es bis heute keinen Betrieb in Level 3 gibt und ein solcher auch nicht absehbar ist. Immerhin gibt es entsprechende Ansätze mit Funkfahrbetrieb in Österreich und ERTMS Regional in Schweden. Beide Implementierungen betreffen allerdings relativ homogene Systeme.

Prinzipskizze Level 3

Rundweg
Rundweg (Modes)

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