Ebula

EBuLa, Elektronischer Buchfahrplan und Langsamfahrstellen, ist ein System der Deutschen Bahn AG, das von deren IT-Tochter DB Systel entwickelt, gewartet und betrieben wird. Es ersetzt den bisherigen Buchfahrplan mit den Fahrzeiten- und Geschwindigkeitsheften sowie der Übersicht der vorübergehenden Langsamfahrstellen und sonstigen Besonderheiten (La), die bisher im Führerraum der Triebfahrzeuge und Steuerwagen mitgeführt werden mussten.

Ein Teil des Buchfahrplanabfalls (1983) nach einem Planwechsel im Bw Mannheim Rbf

Ein Satz neuer Buchfahrpläne auf einem Führerstand der BR 110

Vorgeschichte

Vor der Einführung von EBuLa fielen bei der Deutschen Bundesbahn tonnenweise Altpapier in Form von gedruckten Buchfahrplänen an, die bei jedem Triebfahrzeug ausgetauscht werden mussten. Zusätzlich mussten die gedruckten Buchfahrpläne innerhalb des Fahrplanhalbjahres korrigiert und ergänzt werden. Daher fielen veraltete Buchfahrpläne bei jedem Planwechsel in jedem Bahnbetriebswerk tonnenweise an. Sie wurden in Gitterboxen gesammelt und dem Recycling zugeführt.

Mikrofiche-Karte

Im Sommer 1982 reichte ein Triebfahrzeugführer einen Verbesserungsvorschlag ein, der die Verschwendung an Papier, Kosten und Arbeitsaufwand reduzieren sollte. Das damals bekannteste Verfahren zur Speicherung umfangreicher Papiermengen war die Mikrofiche. Dieses Verfahren konnte auf einem fahrenden Triebfahrzeug jedoch nicht angewandt werden, da durch die Erschütterungen die Lesemöglichkeit bei einer mehrfach vergrößerten Ficheseite stark eingeschränkt bis nicht vorhanden war.

Die Idee war, das Problem mittels eines Computers zu lösen. Ein erster EBuLa-Musterfahrplan (inklusive der Langsamfahrstellen und Baustellen) wurde mit VC20-Sonderzeichen auf Endlospapier ausgedruckt. Die Einsparungsmöglichkeiten wurden auf über neun Millionen DM geschätzt. Mehrere Ideen wurden aufgezeigt, wie der prinzipielle Ablauf eines elektronisch zu erstellenden Buchfahrplans sein müsste (Aufteilung der Zug-Streckenabschnitte und Fahrzeiten in Dateien − heute als Geschwindigkeits- und Fahrzeitenheft üblich −, ergänzt mit einer dritten Datei der Langsamfahrstellen, welche modulweise wieder zum Buchfahrplan zusammengesetzt werden). Selbst die Übertragung von Fahrplandaten über den damals schon vorhandenen Zugbahnfunk und die Darstellung auf einem LCD-Monitor im Führerstand des Triebfahrzeugs wurde angeregt.

Verbesserungsvorschlag Elektronischer Buchfahrplan − Zwischenbescheid der Bundesbahn vom 6. September 1983

Am 24. August 1982 wurde der Verbesserungsvorschlag mit mehreren Ergänzungen beim Betrieblichen Vorschlagswesen der DB eingereicht. Das Schreiben vom 6. September 1983 bestätigte amtlich die neue Idee und wurde mit einer Priorität auf fünf Jahre geschützt. Im Januar 1986 wurde der Vorschlag als zu futuristisch eingeschätzt, aus Kostengründen als undenkbar zur Seite gelegt und verschwand in den DB-Archiven. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit selbst eines IBM PC AT schien für die anfallenden Datenmengen nicht ausreichend. Erst mit der CD-R, die 1988 der Öffentlichkeit vorgestellt wurde, gab es eine Möglichkeit, die anfallenden Fahrplandaten kostengünstig zu speichern.

Entwicklung

Offizielle Überlegungen für ein elektronisches System zur Bereitstellung des Buchfahrplans und weiterer für den Triebfahrzeugführer wichtiger Unterlagen gehen in das Jahr 1987 zurück. Als wesentliches Ziel galt es, die Vielzahl der auf einem Triebfahrzeug und durch einen Lokführer in Papierform vorgehaltenen Unterlagen durch eine kostengünstige, einfach zu aktualisierende elektronische Variante zu ersetzen. Zu den Unterlagen zählten Zugverzeichnisse, Fahrzeitenhefte, Geschwindigkeitshefte, Vorbemerkungen zu den Buchfahrplänen, Streckenlisten sowie Umleitungsfahrpläne. In Abhängigkeit von der Baureihe wurden je Fahrzeug etwa 150 bis 250 Unterlagen in Papierform vorgehalten; mit dem elektronischen Buchfahrplan sollte die Zahl dieser Unterlagen auf ein im Störungsfall unbedingt notwendiges Maß von etwa 20 Stück pro Fahrzeug reduziert werden. Darüber hinaus sollte die Übersichtlichkeit (und damit die Sicherheit) mithilfe der elektronischen Darstellung erhöht werden; auch die Zusammenfassung der vielfältigen Informationen auf einem Gerät, statt mehrerer Unterlagen, sollte diesem Ziel dienen. Ein weiteres Ziel war die Übermittlung von kurzfristigen Veränderungen im Störungsfall per Zugfunk (oder anderer Systeme), um ein Anhalten zur Aufnahme eines schriftlichen oder fernmündlichen Befehls zu vermeiden. Die Informationen sollten, gespeist aus einer unveränderbaren Grunddatei mit kurzfristigen Änderungen in weiteren Dateien, auf einem nachzurüstenden, im Störungsfall einfach auszutauschenden, Monitor dargestellt werden.^[1]

Schreiben von 1996 über die Einführung des EBula

Im März 1994 ^[2] wurde vom Vorstand der DB das Projekt Elektronischer Buchfahrplan beschlossen. Durch den einsetzenden Hardware-Preisverfall konnten die Kosten in überschaubare Dimensionen gebracht werden. Die Entwicklung des Systems EBuLa begann. Die Gründe hierfür waren vielfältig, Hauptgrund war jedoch die Kostensenkung. Bislang mussten die Buchfahrpläne mindestens einmal pro Jahr neu gedruckt werden. Änderungen, die sich im laufenden Jahr ergaben, mussten mühsam per Hand eingearbeitet werden. Hinzu kam eine logistische Aufgabe. Je nach Einsatzgebiet der Triebfahrzeuge mussten diese mit unterschiedlichen Plänen ausgestattet werden. Sollte ein Triebfahrzeug ausnahmsweise auf einer anderen Strecke eingesetzt werden, so mussten erst die entsprechenden Buchfahrpläne besorgt werden. All das kostete jährlich Millionen, so dass nach anderen Möglichkeiten gesucht werden musste. Das Ergebnis war der Elektronische Buchfahrplan. Ab 1998 wurden die Triebfahrzeuge und Steuerwagen nach und nach mit den EBuLa-Bordgeräten ausgestattet.

System EBuLa

EBuLa-Bordgerät auf dem Führerstand der Baureihe 185

Das System besteht aus dem Bordgerät im Führerraum mit eingebautem CD-ROM-Laufwerk, Bildschirm und Bedienteilen sowie ortsfesten Datenverteilstationen in den Lokleitungen oder Einsatzstellen. Aktuelle Fahrplanberichtigungen und Softwareupdates werden von einem zentralen Server über eine WAN-Verbindung zu den Datenverteilstationen übertragen. Bundesweit gibt es etwa 580 davon (Stand: Januar 2007). Jeder Triebfahrzeugführer besitzt außerdem eine sogenannte EBuLa-Karte. Hierbei handelt es sich um eine PCMCIA-Steckkarte mit einer Speicherkapazität von 32 MB.

Hardware

Die EBuLa-Systeme basieren auf Industrierechnern der Firmen DLoG, Gercom/Deuta und Gersys, wobei die DLog-Geräte die älteste Generation sind. Die Hardware ist zumeist proprietär. Als Prozessoren kommen bei den DLog-Geräten aufgelötete 133-MHz-AMD-CPUs zum Einsatz, die Gercom-Geräte setzen auf Slot-In CPU-Module mit integriertem BIOS von Epson. Das Betriebssystem und die EBuLa-Software wird auf 2,5"-Festplatten (Kapazität zwischen 1,0 und 20 GB) installiert. Bei den Gercom- und Gersys-Geräten ist eine CompactFlash-Speicherkarte als Blackbox und Notfall-Bootmedium eingebaut. Die Betriebssoftware kann über Slimline-CD-ROM-Laufwerke von TEAC installiert werden. Die CD wird bei jedem Fahrplanwechsel, bei Bedarf aber auch öfter, durch die Werkstatt getauscht. Die CD muss kurz vor dem Fahrplanwechsel getauscht werden. Auf der CD befinden sich dann die zur Zeit gültigen Daten und die Daten des neuen Fahrplans, so ist ein unterbrechungsfreier Übergang möglich. Aktuelle Fahrplanänderungen oder Programmupdates werden mittels der EBuLa-Karte tagesaktuell vom Lokführer eingespielt. Ein integrierter 10"-Farb-TFT von Philips sorgt für die visuelle Ausgabe. Als Betriebssystem kommen Windows 95, Windows NT oder Windows XP in angepassten Embedded-Varianten zum Einsatz. Festplatten der Größe ab 1,6 bis circa 20 GB, sowie die Embedded-Version von Windows XP kommen im Gerät der Firma Deuta mit der Bezeichnung „MFT2“ zum Einsatz.

Nachträglich installiertes EBuLa-Bordgerät im Führerstand der Baureihe 628

Hardware-Probleme ergaben sich, als die Systeme ihren ersten Winter erlebten – Lokomotiven werden nachts meist im Freien abgestellt und sind nicht geheizt, so dass die Bordrechner Kälteschäden davontrugen oder Kurzschlüsse durch Kondenswasserbildung entstanden. Im Sommer stiegen die Temperaturen im Gehäuse teilweise so stark, dass selbst die genügsamen 486er-Systeme den Dienst quittierten. Man versuchte dies durch Einbau einer kombinierten Geräte-Heizung und -Lüftung zu beheben, die das Gerät vor dem Einschalten auf eine Temperatur im spezifizierten Bereich (0–55 °C) bringt und diese Temperatur während des Betriebes hält. Auf einigen Lokomotiven konnten die Geräte nicht in den Führertisch integriert werden, sondern mussten teilweise freischwebend aufgehängt werden, was in Verbindung mit dem Laufverhalten bestimmter Nachkriegs-Loks (z. B. Baureihe 110, 140) zu so starken Vibrationen des Monitors führte, dass nicht nur der Lokführer die Anzeigen des Gerätes nicht mehr lesen konnte, sondern auch Hardware-Komponenten Schaden nahmen. Auch die PCMCIA-Steckplätze erwiesen sich als problematisch, da die Kontakte durch häufige Steckvorgänge verbogen werden konnten. Aus diesem Grund wurden alle Karten gegen Neue getauscht und das Problem damit behoben.

Software

Die Fahrpläne befinden sich auf einer CD-ROM. Auf Software-Seite erwiesen sich die zugrunde liegenden Microsoft-Betriebssysteme als recht zuverlässig, da sie im EBuLa-Gerät nur einen beschränkten Aufgabenbereich erfüllen müssen. Die Probleme lagen hier in einem ganz anderen Bereich: Zum Startzeitpunkt des ersten Großversuchs waren die Fahrplandaten und die Gerätesoftware nicht rechtzeitig fertig geworden, die Geräte mussten jedoch aus Gründen der Garantie betrieben werden und zeigten in dieser Zeit ein Testbild an, das eine Uhr zeigte. Nach der Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (EBO) müssen auf Triebfahrzeugen eingesetzte Geräte und Systeme gewisse Sicherheitsanforderungen erfüllen und vom Eisenbahnbundesamt (EBA) abgenommen werden, da sich der Lokführer beispielsweise auf die Korrektheit der angezeigten Geschwindigkeiten verlassen muss. Dies gilt selbstverständlich auch für die EBuLa-Bordgerätesoftware. Diese Voraussetzung war bei den ersten beiden Probeläufen des EBuLa-Systems nicht gegeben. Der Triebfahrzeugführer durfte zwar mit einem EBuLa-Fahrplan fahren, musste jedoch weiterhin auf eine Papierversion zurückgreifen können. Seit dem flächendeckenden Einsatz von EBuLa wird die Bordgerätesoftware mit jedem Release vom EBA abgenommen. Das Mitführen von gedruckten Buchfahrplänen ist nicht mehr notwendig.

Datenstation (DaSt)

Eine Datenstation ist ein PC mit Microsoft Windows NT als Betriebssystem und einem eingebauten PCMCIA-Steckplatz. Auf den Rechnern ist eine Windows-Anwendung installiert, die automatisch die tagesaktuellen Fahrplandaten auf eine EBuLa-Karte kopiert, sobald diese in den PCMCIA-Slot gesteckt wird. Es existieren sowohl durch Personal besetzte (z. B. in Betriebsleitungen) als auch unbesetzte Datenstationen (beispielsweise in Aufenthaltsräumen).

Bedienung

Der Lokführer aktualisiert bei Dienstbeginn seine EBuLa-Karte an der Datenstation (DaSt) mit aktuellen Fahrplanberichtigungen und/oder Softwareupdates. Im Führerraum steckt er die Karte in das Bordgerät, gibt seine Zugnummer an und bekommt die Fahrzeiten und zulässigen Geschwindigkeiten für seinen Zug während der Fahrt angezeigt. Da die Daten von der EBuLa-Karte ausgelesen und im EBuLa-Bordgerät gespeichert werden, muss diese nur einmal pro Tag gesteckt werden. Die Daten haben eine Gültigkeit von zwei Tagen.

Anders als beim klassischen Buchfahrplan ist bei EBuLa die Leserichtung des Fahrplans entsprechend dem räumlichen Eindruck bei der Fahrt von unten nach oben. Die aktuelle Position wird durch einen Ortsmarker angezeigt. Das Gerät scrollt den auf dem Bildschirm angezeigten Fahrplanausschnitt standardmäßig automatisch weiter.

Die Impulse dazu kommen entweder von einer Zeitsteuerung, die vom Triebfahrzeugführer bei Abfahrt an der Startbetriebsstelle in Gang gesetzt wird, oder von einer Ortungssteuerung, die über Radsatzgeber oder GPS die momentane Position des Zuges mitverfolgt. Der Vorteil der Ortungssteuerung ist, dass sie bei Verspätungen nicht manuell nachgestellt werden muss. Zur Zeit (Stand: Ende 2006) verfügen nur die ICE-Triebzüge der Baureihen 401-403 sowie versuchsweise einige Triebfahrzeuge der Baureihen 111 und 143 über Ortungssteuerung. Die Ortungssteuerung ist Voraussetzung für den Einsatz der Zusatzfunktion der Energiesparenden Fahrweise. Alternativ lässt sich der Ortsmarker manuell steuern.

Verhalten bei Störungen

Ein elektronisches System hat immer den Nachteil, dass es durch eine Störung ausfallen kann. Für diesen Fall gibt es mehrere Rückfallebenen.

Fällt das EBuLa-Bordgerät vor Fahrtbeginn aus und ist eine Reparatur nicht möglich, so muss ein neues Fahrzeug gestellt werden oder es wird ein Fahrplan ausgedruckt und dem Lokführer zur Verfügung gestellt. Das Ausdrucken erfolgt über die Intranet-Rückfallebene (EBuLa-IRE), die von jedem PC im Intranet der Deutschen Bahn sowie seit Herbst 2006 alternativ über das Internet ausgeführt werden kann. Fällt das EBuLa-Bordgerät während der Fahrt aus, so ist der Zug anzuhalten. Liegt kein gedruckter Ersatzfahrplan vor, erteilt die Betriebszentrale eine Fahrplan-Mitteilung (Fahrplananordnung). Liegt beides nicht vor, fährt der Zug mit maximal 40 km/h weiter. Kann die EBuLa-Karte nicht beschrieben werden, so ist die zuständige Stelle zu verständigen. Es besteht dann die Möglichkeit eine Ersatzkarte zu benutzen, alternativ wird ein Fahrplan ausgedruckt oder der Triebfahrzeugführer bekommt eine Fahrplan-Mitteilung, die eine Weiterfahrt ohne gültige EBuLa-Karte genehmigt.

Internet/Intranet-Rückfallebene (EBuLa-IRE)

EBuLa-IRE ist eine Webanwendung in klassischer Thin-Client/Server-Architektur, die das Anzeigen und Ausdrucken von Buchfahrplänen ermöglicht. Das Backend-System der IRE ist als Mehrstrang-Lösung ausgelegt, so dass eine hohe Ausfallsicherheit gegeben ist.

Erweiterungen

Neben der Anzeige des Buchfahrplans durch das EBuLa-Bordgerät existieren noch weitere Komponenten.

Energieverbrauchsanzeige

Bei einigen Baureihen ist das EBuLa-Bordgerät an den elektronischen Energiezähler, die sogenannte TEMA-Box (Traktions-Energie Messung und Abrechnung) angeschlossen. Die TEMA-Box ermittelt den Energieverbrauch des Triebfahrzeugs und übermittelt diesen Wert an das EBuLa-Bordgerät. Dort kann der Lokführer ablesen, wie viel Energie er für die Zugfahrt verbraucht hat und wie viel Energie gegebenenfalls zurückgespeist wurde.

Energiesparende Fahrweise (ESF)

Um möglichst energieeffizient zu fahren, wurde ESF entwickelt. Anhand der im EBuLa-Bordgerät gespeicherten Daten wird mittels ESF der optimale Zeitpunkt zum Abschalten der Leistung ermittelt und angezeigt. Schaltet der Triebfahrzeugführer auf Empfehlung des Bordgerätes die Energiezufuhr aus, rollt der Zug ohne Leistung bis zum nächsten Bahnhof und kommt bei flüssigem Betriebsablauf pünktlich dort an. ESF funktioniert derzeit nur bei Fahrzeugen mit Ortungssteuerung.

EBuLa-Funk

Bei EBuLa-Funk werden die Fahrpläne nicht mehr mit der EBuLa-Karte, sondern über eine GSM-Funkverbindung aktualisiert. Voraussetzung hierfür ist GSM-R. Nach Eingabe der Zugnummer auf dem EBuLa-Bordgerät erfolgt automatisch der Rufaufbau über das GSM-R-Zugfunkgerät und das GSM-R-Netz zum EBuLa-Funkserver. Dieser bestätigt entweder die aktuelle Gültigkeit der im Bordgerät bereits vorhanden Fahrplandaten oder sendet die erforderlichen Änderungen per Funk zurück. Die Entwicklung von EBuLa-Funk wurde Ende 2003 abgeschlossen. Danach erfolgte in verschiedenen Regionen die Praxiserprobung. Die sukzessive Einführung von EBuLa-Funk startete am 1. August 2006. Zunächst erfolgt noch ein Parallelbetrieb mit der herkömmlichen Karte und EBuLa-Funk. Dabei wird auf funkfähigen Bordgeräten erst versucht, die Daten per Funk abzurufen. Schlägt dies fehl, wird auf die auf der Karte gespeicherten Fahrplandaten zurückgegriffen. Ein Verzicht auf die Karte ist erst möglich, wenn alle EBuLa-Bordgeräte auf EBuLa-Funk umgerüstet sind und EBuLa-Funk - mittels Roaming - überall funktioniert. Bis Ende 2006 wurden etwa 6.000 der insgesamt circa 8.000 Triebfahrzeuge der DB AG auf Funk umgerüstet.

Zum Fahrplanwechsel im Dezember 2008 wurde die EBuLa-Datenübertragung für alle Züge der Deutschen Bahn auf EBuLa-Funk umgestellt. Das bisherige Kartenverfahren wurde eingestellt. Nach Angaben der Deutschen Bahn sank damit die Zeit, bis Fahrplanänderungen auf das Bordgerät übertragen waren von bislang 72 auf unter fünf Stunden. Pro Jahr könnten damit 2,5 Millionen Euro eingespart werden.^[3]

Gegenwärtige Situation

Im Dezember 2002 wurde EBuLa als Regelverfahren bei der DB AG eingeführt und läuft seit dem stabil auf allen Triebfahrzeug-Baureihen. Es sind noch nicht alle Züge auf den CDs; es finden zudem tagtäglich zahlreiche kurzfristig eingelegte Zugfahrten, z. B. zur Überführung von Fahrzeugen, statt. Hierfür und als Ersatz bei technischen Ausfällen befinden sich immer noch Buchfahrpläne auf den Loks der DB AG. Auch fehlt bislang die Integration der La-Daten, so dass auf die gedruckte La noch nicht verzichtet werden kann.

Zum Jahreswechsel 2008/2009 wurden die Datenstationen (DaSt) zum Laden der EBuLa-Karte außer Betrieb genommen. Das Laden der tagesaktuellen Daten erfolgt nur noch über EBuLa-Funk.

Quellen

• Richtlinien der DB AG, http://www.db.de/site/bahn/de/geschaefte/infrastruktur__schiene/netz/netzzugang/snb2008/regelwerke__snb__2008.html
  • Ril 408.0341A01 Erläuterungen zur Führerraumanzeige des Fahrplans
  • Ril 420.0105A02 Rückfallebene EBuLa
  • Ril 497.01 Elektronischer Buchfahrplan und La
• Deine Bahn 10/95; dito 11/95
• Ebula-Nachrichten Juli '98
• EI - Eisenbahningenieur 1/96
• BahnPraxis 12-2003 (Allgemein)
• BahnPraxis 01-2004 (Rückfallebene)
• Die Anfänge des elektronischen Buchfahrplanes und seine Weiterentwicklung

Einzelnachweise

1. ↑ Rainer Hankel, Wolf-Rüdiger Junge, Michael Seemann, Thomas Siefer: Der elektronische Buchfahrplan. In: Eisenbahntechnische Rundschau, Jahrgang 38 (1989), Heft 7/8, S. 481–485
2. ↑ Deine Bahn 10/95
3. ↑ Weltpremiere in 16.000 Führerräumen. In: DB Welt, Ausgabe März 2009, S. 10

Weblinks

• DLoG GmbH, Gercom/Deuta und Gersys GmbH – Hersteller der EBuLa-Hardware
• Bordanzeigegerät BC4300 – technische Details eines EBuLA-Bordrechners vom Hersteller Gersys