Cold Movement Detection

Als Cold Movement Detection (CMD) wird im europäischen Zugbeeinflussungssystem ETCS eine optionale Funktion zur Erkennung bestimmter Fahrzeugbewegungen bezeichnet.

Laut ETCS-Spezifikation soll ein mit CMD ausgerüstetes ETCS-Bordgerät über mindestens 72 Stunden in der Lage sein, nach einer Ausschaltung (Betriebsart No Power, NP) zu erkennen und aufzuzeichnen, ob das Triebfahrzeug bewegt wurde. Beim Wiedereinschalten soll es die Information über mögliche Fahrzeugbewegungen nutzen, um den Status der auf dem Fahrzeuggerät gespeicherten Informationen zu aktualisieren. Dabei handelt es sich um die Position, den Level, die Liste der unterstützten Level der Infrastruktur, die Kennung (ID) bzw. Telefonnummer des RBCs sowie die End of Loop Marker-Information der Euroloop.

Bei einem Wechsel in NP werden alle fünf Informationen als ungültig (invalid) gesetzt. Beim Wechsel in eine andere Betriebsart werden sie auf gültig (valid) gesetzt, wenn keine Fahrzeugbewegung erfolgte. Die Überwachung auf Fahrzeugbewegungen ist dabei eine (optionale) von zwei Aufgaben, die dem Fahrzeuggerät in der Betriebsart NP zufällt.

Informationen über etwaige Bewegungen gelten als nicht verfügbar, wenn die CMD-Funktion auf dem Fahrzeuggerät nicht vorhanden ist oder sie während der stromlosen Phase (Betriebsart NP) einen Zustand erkennt, der der Nutzung vorhandener Informationen entgegensteht, beispielsweise ein leerer Akku der CMD.

Nutzen

Ein wesentlicher Nutzen von CMD liegt im Aufstarten, beispielsweise beim Beginn einer Zugfahrt oder einer Weiterfahrt, wenn das Fahrzeuggerät zuvor stromlos war – beispielsweise aufgrund eines Resets in Folge einer ETCS-Störung (durch den Triebfahrzeugführer oder nach einer durch vom System selbst erkannten Störung, die zu einem Wechsel in die Betriebsart System Failure führte).

Ohne CMD muss das Fahrzeuggerät in einer solchen Situation annehmen, dass das Triebfahrzeug während der stromlosen Phase bewegt wurde. Daher hat es gemäß ETCS-Spezifikation die letzte Positionsinformation als nicht gültig (nicht vertrauenswürdig) anzusehen. Im Betrieb mit ETCS Level 2 bzw. 3 wird das RBC anhand dieser, per Position Report gemeldeten Position, dem Fahrzeuggerät daher zunächst in die Betriebsart Staff Responsible oder On Sight kommandieren – mit eingeschränkter Überwachung und reduzierter Geschwindigkeit. Erst wenn wenigstens zwei verkettete Balisen befahren wurden, ist (anhand Odometrie und LRBG) eine eindeutige Bestimmung von Position und Richtung möglich. Erst auf dieser Grundlage wird das RBC eine Fahrterlaubnis in Full Supervision (FS) erteilen. Mit CMD verfügt das Fahrzeuggerät hingegen bereits beim Aufstarten im Stillstand wieder über eine gültige Position, die ID/Telefonnummer des zuständigen RBC und weitere Daten. Es kann nicht nur schneller aufstarten, sondern schneller und lückenlos überwacht abfahren. Damit kann beispielsweise der ETCS-Betrieb in großen Bahnhöfen verbessert werden.

Betriebsarten bei einem Fahrtrichtungswechsel unter ETCS Level 2

Auch bei einem Fahrtrichtungswechsel wird die CMD-Information in der Regel nicht benötigt, da das dem nach dem Fahrtrichtungswechsel führenden Führerstand zugeordnete ETCS-Fahrzeuggerät in der Regel bereits zuvor (in Betriebsart Sleeping) Balisen mitgelesen hat, nicht stromlos war und daher bereits im Stand über eine gültige Position verfügt.

Auf einem lediglich abgerüstet abgestellten Triebfahrzeug ist die ETCS-Ausrüstung, je nach Einbindung, in der Regel nicht völlig stromlos und verfügt mitunter auch beim Aufrüsten und dem Aufstarten in ETCS (Start of Mission) noch immer über eine gültige Position.

Geschichte

Mitte der 2000er Jahre war Cold Movement Detection eine von 41 Fehlern und „offenen Punkten“ der SRS 2.2.2, die vorrangig in die Baseline 3 aufgenommen werden sollten, die möglichst Ende 2005 verabschiedet werden sollte. CMD wurde mittels des Change Requests 514 zur ETCS-Spezifikation in die Baseline 3 (SRS 3.0.0) aufgenommen. Ein Entwurf der Baseline 3 (SRS 3.0.0) wurde im Dezember 2008 veröffentlicht.

In den 2000er Jahren wurde auch untersucht, CMD mittels des Satellitennavigationsystems Galileo umzusetzen.

Als Produkt sind Cold Movement Detectors gemäß Baseline 3 seit 2014 verfügbar.

Eine nationale Regel (NTR) über eine Verpflichtung für eine Ausrüstung mit CMD ab 2021 lehnte die Europäische Eisenbahnagentur Ende der 2010er Jahre ab.

Cold Movement Detection wird teils als integrierte Funktion von Achsgebern angeboten. Ebenso verfügbar ist kontakt- und batterielose, magnetische CMD.

Ausrüstung

CMD wird im Rahmen der ETCS-Einführung in Norwegen umgesetzt.

Auf 333 Triebzügen, die für den Digitalen Knoten Stuttgart mit ETCS und weiteren Techniken ausgerüstet werden, soll CMD entsprechend einer Förderrichtlinie umgesetzt werden. Damit soll nicht nur ein schnelleres Aufstarten ermöglicht werden, sondern potenziell auch weniger Balisen erforderlich sein, beispielsweise solche zum Aufstarten sowie zur Herabsetzung der Geschwindigkeit in der Rückfallebene (Staff Responsible). Die vorangegangene S-Bahn-ETCS-Untersuchung empfahl eine Fahrzeugausrüstung mit CMD, um mit zuvor abgerüsteten Fahrzeugen im Teilblock einem vorausfahrenden Zug möglichst dicht nachfahren zu können. Ferner soll CMD zu einem stabilen Hochleistungsbetrieb im Knoten beitragen. Die pilothafte Förderung der Fahrzeugausrüstung für den DKS macht die Ausrüstung mit CMD zur Bedingung. CMD zählt dabei zu einer Reihe von Techniken und Funktionen, die gegenüber einen möglichst einfachen ETCS-Ausrüstung in Summe zu Mehrkosten von etwa zehn Prozent in der Serienausrüstung geführt haben. (Ein Großteil jener zehn Prozent entfällt auf ATO. Die Kosten der Serienausrüstung werden damit mit insgesamt etwa 350.000 Euro je Triebzug beziffert.)

Auch der neue TGV M soll mit CMD ausgerüstet werden.

Weblinks

• ETCS-Spezifikation auf der Homepage der Europäischen Eisenbahnagentur (ERA)

Einzelnachweise

1. ETCS-Spezifikation, Subset 026, Version 3.6.0, Abschnitt 3.15.8.
2. ETCS-Spezifikation, Subset 026, Version 3.6.0, Abschnitt 4.11.
3. ETCS-Spezifikation, Subset 026, Version 3.6.0, Abschnitt 4.4.4.3.
4. Patrick Zoetard, Vincent Blateau, Francois Hausmann, Felix Spranger: ETCS Level 2 für große Bahnhöfe. In: Signal + Draht. Band 112, Nr. 12, Dezember 2020, ISSN 0037-4997, S. 22–28. 
5. ERTMS development reaches the CRITICAL point. In: Railway Gazette International. Nr. 1, Januar 2005, ISSN 0373-5346, S. 29–32. 
6. A. Hougardy: Definition of Baseline 3 functional CR solutions. (doc) (Nicht mehr online verfügbar.) In: era.europa.eu. Europäische Eisenbahnagentur, archiviert vom Original am 25. Juli 2018; abgerufen am 13. Februar 2022 (englisch, ZIP-komprimiertes Word-Dokument). 
7. M. Meyer zu Hörste, K. Lemmer, A. Urech, M. Jose: The GRAIL project: Galileo Localisation for the European Train Control System. (PDF) In: elib.dlr.de. 3. April 2008, S. 2, 5, 11, abgerufen am 13. Februar 2022 (englisch). 
8. Cold Movement Detection And Train Awakening FMEA Report. (PDF) In: euspa.europa.eu. 8. August 2007, abgerufen am 13. Februar 2022 (englisch). 
9. Weltpremiere auf der InnoTrans: Cold Movement Detector für ETCS Baseline 3. In: thalesgroup.com. Thales Group, 26. September 2014, abgerufen am 13. Februar 2022. 
10. Hans Bierlein: ERTMS linked national rules. (PDF) In: era.europa.eu. Europäische Eisenbahnagentur, 16. Oktober 2019, S. 8, abgerufen am 16. Februar 2022 (englisch). 
11. Erhöhte Streckenauslastung dank Cold-Movement-Detection. In: lenord.de. Lenord+Bauer, 11. Dezember 2020, abgerufen am 13. Februar 2022. 
12. Baumer releases world’s first cold movement detector for train’s control systems. Abgerufen am 13. Februar 2022 (englisch). 
13. Stefan Göbel: ERTMS für ein ganzes Land: Norwegen eröffnet Campus Nyland. In: Stadtverkehr. Band 64, Nr. 12, Dezember 2019, ISSN 0038-9013, ZDB-ID 242252-9, S. 16–19. 
14. Gratza: Bekanntmachung der Richtlinie zur Förderung der Ausrüstung von Schienenfahrzeugen mit Komponenten des Europäischen Zugsicherungssystems ERTMS (European Rail Traffic Management System) und des automatisierten Bahnbetriebs (ATO) im Rahmen der infrastrukturseitigen Einführung von ERTMS im „Digitalen Knoten Stuttgart“. In: Bundesministerium der Justiz und für Verbraucherschutz (Hrsg.): Bundesanzeiger, amtlicher Teil. Bundesanzeiger Verlag, 5. Februar 2021, ISSN 0344-7634, S. 6 (PDF [abgerufen am 5. Februar 2021] Fundstelle BAnz AT 05.02.2021 B2). 
15. Frank Dietrich, Marco Meyer, Rene Neuhäuser, Florian Rohr, Thomas Vogel, Norman Wenkel: Fahrzeugnachrüstung für den Digitalen Knoten Stuttgart. In: Der Eisenbahningenieur. Band 72, Nr. 9, September 2021, ISSN 0013-2810, S. 39–45 (PDF). 
16. Nicolas Bucht, Peter Reinhart, Thomas Vogel: Digitaler Knoten Stuttgart: Wechselwirkungen zwischen Fahrzeugausrüstung, Infrastruktur und Betrieb. (PDF) In: bahnprojekt-stuttgart-ulm.de. Deutsche Bahn, Ministerium für Verkehr Baden-Württemberg, 1. Dezember 2022, S. 22, abgerufen am 23. Dezember 2022. 
17. Peter Reinhart: Vorgehen zur nationalen Umrüstung von Fahrzeugflotten (Teil 2). (PDF) DB Netz, 9. November 2023, S. 5, abgerufen am 12. November 2023. 
18. Untersuchung zur Einführung von ETCS im Kernnetz der S-Bahn Stuttgart. (PDF) Abschlussbericht. WSP Infrastructure Engineering, NEXTRAIL, quattron management consulting, VIA Consulting & Development GmbH, Railistics, 30. Januar 2019, S. 247, abgerufen am 13. Februar 2022. 
19. Mladen Bojic, Hassan El-Hajj-Sleiman, Markus Flieger, Roman Lies, Jörg Osburg, Martin Retzmann, Thomas Vogel: ETCS in großen Bahnhöfen am Beispiel des Stuttgarter Hauptbahnhofs. In: Signal + Draht. Band 113, Nr. 4, April 2021, ISSN 0037-4997, S. 21–29 (PDF). 
20. Frank Dietrich, Jan Erdmann, Matthias Jost, Fabian Raichle, Nilesh Sane, Thomas Vogel, Philipp Wagner: Nachrüstung von 333 Triebzügen für den Digitalen Knoten Stuttgart. In: ZEVrail, Glasers Annalen. Band 146, Nr. 5, Mai 2022, ISSN 1618-8330, ZDB-ID 2072587-5, S. 170–181 (online). 
21. Frank Dietrich, Lynn Molterer, Frank Philippsen, Peter Reinhart, Christian Schunke-Mau, Thomas Vogel, Hubertus Wester-Ebbinghaus: Digitaler Knoten Stuttgart: Förderung der DSD-Fahrzeugausrüstung. In: Der Eisenbahningenieur. Band 74, Nr. 4, April 2023, ISSN 0013-2810, S. 54–58 (online). 
22. Eduardo Monteiro: Feuille de route EQS. In: Revue générale des chemins de fer. Nr. 307, September 2020, ZDB-ID 2042624-0, S. 33–37.