Selbstblocksignal

Der Streckenblock ist Teil eines Zugsicherungssystems von Schienenbahnen. Er kann in die Stellwerke integriert sein und sorgt dafür, dass die Züge auf der freien Strecke im Raumabstand fahren.

Strecken-Abschnittsunterteilung

Schematische Darstellung des Streckenblocksystems

Schienenfahrzeuge können wegen ihres vergleichsweise langen Bremsweges, der sich aus der geringen Reibung zwischen Rad und Schiene ergibt, nicht wie Straßenfahrzeuge ständig „auf Sicht“ fahren. Mit zunehmender Geschwindigkeit verlängern sich ihre ohnehin längeren Bremswege, sodass das Einhalten des Sicherheitsabstands zum vorausfahrenden Zug durch Einteilen der freien Strecke in einzelne Zugfolgeabschnitte, auch Blockstrecken genannt, mehr Aufwand erfordert. In einem Zugfolgeabschnitt darf sich jeweils nur ein Zug befinden. Sie werden durch Hauptsignale abgesichert, die solange in Grundstellung verbleiben, bis der vorgefahrene Zug seinen Block geräumt hat.

Die Länge einer Blockstrecke wird von der Zugdichte, der zulässigen Geschwindigkeit und der Länge der Züge bestimmt. Eine klassische Blockstrecke muss mindestens so lang sein, dass ein Zug nach der Vorankündigung des Halt zeigenden Hauptsignals durch das Vorsignal sicher anhalten kann und der vorgelegene Abschnitt sicher geräumt wird.

Zur Verdichtung der Blockstrecken steht im klassischen H/V-Signalsystem das Halbregelabstandsverfahren zur Verfügung. Auch mit Ks-Signalen ist diese Signalisierung möglich. Dabei wird ein Hauptsignal im Bremsweg angekündigt. Dieses Vorsignal wird jedoch nicht erst am unmittelbar vorherigen Hauptsignal zum ersten mal gezeigt, sondern schon früher. Darauf folgende Hauptsignale zeigen Kennlicht und dort angebrachte Vorsignale zeigen Halt erwarten mit Kennlicht zur Wiederholung.

Für die meisten Hauptbahnen in Deutschland, die mit einer Geschwindigkeit von maximal 160 km/h befahren werden, ist der Bremsweg der Strecke auf 1000 m festgesetzt.

Entwicklung

Wegen der großen Bedeutung des Fahrens im Raumabstand für die Sicherheit des Bahnbetriebes schuf man in Deutschland bereits 1928 eine in der Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (EBO) festgelegte, für alle regelspurigen Eisenbahnen des öffentlichen Verkehrs verbindliche Rechtsgrundlage. Sie fordert, dass das Signal für die Fahrt in eine Blockstrecke auf Hauptbahnen mit besonders dichter Zugfolge unter Verschluss der nächsten Blockstelle liegen muss. Bei den deutschen Eisenbahnen sind nicht nur die Hauptbahnen, sondern auch viele Nebenbahnen, auf denen Reisezüge verkehren, mit Streckenblock ausgerüstet.

Während das Fahren im Raumabstand anfangs ausschließlich durch Meldungen zwischen den beteiligten Stellwerken im so genannten Zugmeldeverfahren sichergestellt wurde, schafft der Streckenblock technische Abhängigkeiten und Zwänge, die dafür sorgen, dass sich in einer Blockstrecke immer nur ein Zug befindet. Das Hauptsignal am Anfang der Blockstrecke bleibt solange unter Blockverschluss, bis festgestellt ist, dass der vorausgefahrene Zug die Blockstrecke verlassen hat. An eingleisigen Strecken sorgt der Streckenblock außerdem dafür, dass die Blockstrecke nicht von einem Gegenzug beansprucht ist. Dazu wird eine Erlaubnis zwischen den Stellwerken zweier benachbarter Kreuzungsbahnhöfe gewechselt. Nur dort, wo sich die Erlaubnis befindet, kann das Ausfahrsignal für die Fahrt in die eingleisige Blockstrecke auf Fahrt gestellt werden.

Mit der Fortentwicklung der Stellwerkstechnik vom mechanischen bis hin zum elektronischen Stellwerk in Verbindung mit den noch im Aufbau befindlichen Betriebszentralen der Deutschen Bahn AG entwickelte man auch den Streckenblock ständig weiter. Im Wesentlichen sind in Deutschland auch heute noch zwei Grundbauformen des Streckenblocks, jedoch in einer Vielzahl unterschiedlicher Varianten, im Einsatz:

• Nichtselbsttätiger Streckenblock als mechanischer Felderblock in mechanischen- und elektromechanischen Stellwerken, handbedienter Relaisblock oder zugbedienter Relaisblock in elektromechanischen Stellwerken, teilweise auch in Relaisstellwerken und elektronischen Stellwerken, sowie Trägerfrequenzblock.
• Selbsttätiger Streckenblock meist in Relais- und elektronischen Stellwerken.

Praktisch lässt sich jeder Streckenblock an jede Stellwerksbauart anpassen. Entscheidend ist nur, was wirtschaftlich vernünftig und der Streckenbelegung angemessen ist.

Funktionsweise

Nicht-selbsttätiger Streckenblock

An Eisenbahnstrecken mit mechanischem Felderblock und mit handbedientem Relaisblock wird der Zug nach der Fahrt in eine Blockstrecke manuell vorgeblockt. Dieser Vorgang sperrt das Ausfahrsignal oder Blocksignal am Anfang der Blockstrecke. Nach Räumung der Blockstrecke wird das Blocksignal oder Einfahrsignal des nächsten Bahnhofs am Ende der Blockstrecke auf Halt zurückgestellt und der Zug dort manuell zurückgeblockt. Die Haltstellung des Folgesignals ist technische Voraussetzung für das Zurückblocken, weil der Zug nur unter der „Deckung“ dieses Signals vor einem nachfolgenden Zug geschützt ist. Das Zurückblocken hebt die Sperrung des Signals am Anfang der Blockstrecke wieder auf.

Beim halbautomatischem Relaisblock blockt der Zug selbsttätig vor, muss aber manuell zurückgeblockt werden. Wenn eine Streckengleisfreimeldeanlage vorhanden oder die Vollständigkeit der Züge auf andere Weise sicher festgestellt werden kann, ist, ist es möglich, auch den selbsttätigen Rückblock (automatisierter Relaisblock) einzurichten.

Beim Felder- und dem Relaisblock wird die zur Auslösung des Blockvorgangs im Nachbarstellwerk benötigte Energie vollständig über die Blockadern (die meist zusammen mit den Fernmeldeleitungen über Freileitungen geführt wurden) übertragen. Die Energieverluste auf diesen Leitungen schränken den Maximalabstand zwischen zwei Stellwerken ein, was besonders in den 70er Jahren zum Problem wurde, als die Deutsche Bundesbahn immer mehr Bahnhöfe zu Haltepunkten zurückbaute und somit die Blockstrecken immer länger wurden. Außerdem benötigt der Felder- bzw. Relaisblock für eingleisige Strecken bis zu neun Adern zwischen den Bahnhöfen.

In den 70er Jahren ereigneten sich auf Nebenstrecken ohne Streckenblock mehrere schwere Unfälle (Warngau/Schaftlach und Radevormwald/Dahlerau), die die damalige Bundesbahn zur Nachrüstung von Streckenblock auf diesen Strecken zwang. Die eingesetzten mechanischen Stellwerke wären jedoch nur mit großem Aufwand mit Felderblock nachrüstbar gewesen.

All diese Gründe führten zur Entwicklung des Trägerfrequenzblocks, der ähnlich wie der Felder- oder Relaisblock arbeiten. Die Blockvorgänge laufen jedoch elektronisch ab, indem die auf einem Fernmeldeadernpaar gesendete Trägerfrequenz je nach Aktion (Vor- oder Rückblock) moduliert wurde und auf der Empfangsseite ausgewertet wurde. Mittels Relaisschaltungen wurde die elektronisch empfangene Information in Sperrinformationen für das Stellwerk umgesetzt. Am Prinzip des Vor- und Zurückblockens hat sich jedoch nichts geändert.

Bei allen Varianten des nichtselbsttätigen Streckenblocks muss sich der Bediener des Streckenblocks davon überzeugen, dass ein Zug mit Zugschlusssignal an der örtlich festgelegten Zugschlussstelle vorbeigefahren ist, bevor der Zug zurückgeblockt werden darf. Nur dann steht fest, dass er vollständig angekommen ist und die Blockstrecke geräumt hat. Für dieses relativ umständliche Verfahren gibt es an Eisenbahnstrecken mit mechanischem Felderblock und manuell bedientem Relaisblock auch heute noch keine Alternative. Im Gegensatz zum Selbsttätigen Streckenblock werden die Bedingungen für die Zulassung der nächsten Zugfahrt also nur punktuell (zum Zeitpunkt des Rückblockens) geprüft.

Selbsttätiger Streckenblock

Schematische Darstellung der Funktionsweise des Streckenblocks

Ein Blocksignal an einer Eisenbahnstrecke mit selbsttätigem Streckenblock heißt selbsttätiges Blocksignal.

Bei selbsttätigem Streckenblock werden durch die Technik folgende Bedingungen sichergestellt, bevor das Blocksignal auf Fahrt gehen kann:

• Die Streckengleisfreimeldeanlage meldet das Freisein der Blockstrecke,
• Das folgende Hauptsignal, das die folgende Blockstrecke schützt, ist in Haltstellung

Man unterscheidet zwischen zwei Varianten des selbsttätigen Streckenblocks.

Selbstblock

Hier wird ein Zug nicht mehr vor- und zurückgeblockt. Statt dessen registriert die Streckengleisfreimeldeanlage kontinuierlich das Freisein und das Besetztsein der Blockstrecke. Registriert sie eine Besetzung der Blockstrecke, kommt das schützende Hauptsignal selbsttätig in die Haltstellung und bleibt danach zunächst gesperrt. Das geschieht auch, wenn die Besetztmeldung Folge einer technischen Störung ist. Eine Störung wirkt sich also immer nach der sicheren Seite aus. Im Gegensatz zum Nichtselbsttätigen Streckenblock werden die Voraussetzungen zur Zulassung einer Zugfahrt kontinuierlich, also besonders direkt vor der Fahrtstellung des Signals, geprüft.

Selbstblocksignale zeigen bei freier Blockstrecke in der Grundstellung „Fahrt“ (ausgenommen wenn sie Bahnübergänge decken). Sie wechseln bei besetzter Blockstrecke selbsttätig in die Haltstellung. Nach Räumung der Blockstrecke gehen sie wieder in die Grundstellung (Fahrt).

Zentralblock

In Relaisstellwerken und Elektronischen Stellwerken (ESTWs) ist der Streckenblock häufig zentral aus dem Stellwerk gesteuert. Dabei ist ein Teil oder die gesamte freie Strecke zwischen zwei Bahnhöfen einem Stellwerk zugeordnet. Die Signale sind in Grundstellung auf Halt. Bei der Einstellung einer Fahrstraße in ein Streckengleis werden die Blocksignale "angestoßen", d.h. wenn der Zugfolgeabschnitt frei ist und eine "Anrückmeldung" erfolgt, geht das Signal auf Fahrt. Ist er belegt, wird der Anstoß gespeichert und geht später auf Fahrt ("Nachlaufen"). Somit folgen sich die Züge automatisch im kürzestmöglichen Blockabstand. Zusätzlich können Bahnübergangs-Abhängigkeiten gegeben sein, d.h. die Blocksignale schützen auch die Bahnübergänge und gehen nur bei gesicherter Bahnübergangsanlage auf Fahrt. Die Prüfung kann manuell oder technikbasiert (mit oder ohne Radarscanner) erfolgen. Um Bahnübergangsschließzeiten so gering wie möglich zu halten, kommen diese Signale erst kurz vor dem Passieren des Vorsignals durch den Zug in Fahrt. In ESTWs gibt es zwischen zwei Hauptsignalen, wobei mindestens eines ein Blocksignal ist, sogenannte Blockfahrstraßen, die ähnlich zu Bahnhofsfahrstraßen sind.

Hochleistungsblock

Als Hochleistungsblock (HLB) wird eine Blockeinrichtung bezeichnet, die einen Stellanreiz über einen Blockabschnitt durchschaltet und die Einstellung des übernächsten Blockabschnitts ermöglicht. HLB wurde mit Relaisgruppen und für ESTW realisiert.

Stichstreckenblock

Dieser Begriff bezeichnet eine Blocksicherung einer Stichstrecke: Der Block wird gesperrt (vorgeblockt) für einen in die Stichstrecke einfahrenden Zug und wird nach Ausfahrt des Zuges wieder entblockt (rückgeblockt), sperrt also vom Zeitpunkt der Vorblockung bis nach der Rückblockung die ganze Stichstrecke gegen Einfahrt eines zweiten Zuges.

Ergänzende Systeme

An Schnellfahrstrecken, die mit mehr als 160 km/h befahren werden, ergeben sich Bremswege von mehreren Kilometern Länge; beispielsweise benötigt der deutsche ICE 1 für eine Betriebsbremsung aus 250 km/h einen Bremsweg von 4820 m, bei einer Schnellbremsung sind es immer noch etwa 2300 m.

Bei diesen hohen Geschwindigkeiten mit den extrem langen Bremswegen kann der Triebfahrzeugführer optische Signalaufträge nicht mehr sicher wahrnehmen und zeitgerecht umsetzen. Hochgeschwindigkeitszüge werden daher nicht mehr nach den Signalen an der Strecke, sondern mit Führerstandssignalisierung gefahren (in Deutschland beispielsweise mit der Linienzugbeeinflussung (LZB)). Das LZB-System ergänzt den Streckenblock und gewährleistet das Fahren im Raumabstand auch bei sehr hohen Geschwindigkeiten und kann Anrückmeldungen für den Blockbetrieb früher liefern als feste Anrückmeldekontakte. LZB-geführte Züge werden per Funk mit Hilfe der im Gleis verlegten Linienleiter und des LZB-Anzeige- und Steuergerätes im Führerraum kontinuierlich mit Informationen über den Abstand zur nächsten Geschwindigkeitsänderung versorgt; das Fahrzeuggerät berechnet den benötigten Bremsweg. Reicht der Bremsweg bei geringer werdendem Abstand nicht mehr aus, wird der Zug, falls der Triebfahrzeugführer nicht rechtzeitig reagiert, zwangsgebremst.

Eine Ausrüstung des Triebfahrzeugs mit der Automatischen Fahr- und Bremssteuerung (AFB) erlaubt es dem Triebfahrzeugführer auch, den Zug selbsttätig fahren zu lassen. Im Zusammenspiel mit der LZB wird der Zug dann unter Berücksichtigung der für die einzelnen Streckenabschnitte festgesetzten Geschwindigkeitsgrenzen selbsttätig beschleunigt und abgebremst bzw. vor einem LZB-Halt angehalten; einzig Zielbremsungen (wie etwa zum Halt an Bahnsteigen) und Maßnahmen zum energiesparenden Fahren müssen manuell durchgeführt werden. Insoweit ist die AFB kombiniert mit der LZB am ehesten mit dem Autopiloten eines Flugzeuges vergleichbar.

Technische Unregelmäßigkeiten

Besondere Aufmerksamkeit gilt dem Streckenblock bei Fahrten von Nebenfahrzeugen, die die Anlagen fehlerhaft beeinflussen oder anderen Unregelmäßigkeiten, wie technischen Störfällen. Hierbei arbeiten die Fahrdienstleiter nach einem dezidierten Regelwerk, um die Betriebssicherheit auch unabhängig von technischer Absicherung aufrecht zu erhalten.

Anwendung des Prinzips bei Achterbahnen

Anders als die meisten anderen Schienenfahrzeuge besitzen die Wagen von Achterbahnen in der Regel kein eigenes Antriebs- oder Bremssystem (Ausnahmen: Powered Coaster, „angetriebene Achterbahnen“) und einige alte Holzachterbahnen (Scenic-railways). Deshalb kommen bei Achterbahnen an oder neben der Strecke montierte Brems- und Antriebssysteme zum Einsatz.

Auf Anlagen mit langer Strecke oder mit Fahrzeugen für wenige Personen fahren zur Steigerung der Fahrgast-Kapazität meist mehrere Fahrzeuge gleichzeitig. Um Kollisionen dabei zu vermeiden, ist die Strecke dann je nach Anzahl der Fahrzeuge in mehrere Blockabschnitte aufgeteilt. Diese werden durch Streckenelemente, die einen definierten Halt ermöglichen (Bremsen oder Antriebselemente), voneinander abgetrennt. Ein Fahrzeug wird so lange festgehalten, bis das vorausfahrende Fahrzeug den nachfolgenden Blockabschnitt wieder verlassen hat. Um dies zu kontrollieren, sind an der Strecke Sensoren angebracht, die der zentralen Steuerung der Achterbahn dies mitteilen. Sobald der Block frei ist, wird die Bremse geöffnet beziehungsweise das Transportsystem läuft wieder an.

Als Blockbremsen kommen bei den meisten Achterbahnen pneumatische Klotzbremsen zum Einsatz.

Siehe auch

Der Artikel Electric Tablet System beschreibt britische Blocksicherungstechnik.