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Hardwarelösung auf der Basis eines DEC-Systems mit drei Rechnerkanälen:


28.11.1986 - 

SEL-Elektronikstellwerk geht in Betrieb

STUTTGART - Am Bahnhof Renningen bei Stuttgart werden in Zukunft die Weichen von dem SEL-System ESTW L90 gestellt. Diese erste Testanlage läuft parallel zu einem bestehenden Relaissystem, wobei sich durch eine Umschalteinrichtung der Betrieb versuchsweise von der Relaistechnik oder von der Elektronik steuern läßt. Als Rechner verwendet SEL die LSI-11-Mikrocomputer von DEC.

Drei Firmen entwickeln elektronische Stellwerke für die Deutsche Bundesbahn: AEG, SEL und Siemens. Mit allzu großer Begeisterung haben sie 1982 die Anregung der Bundesbahn, Lösungen für elektronische Stellwerke auszuarbeiten, nicht aufgenommen, denn diese Entwicklung ist besonders von der Softwareseite her sehr kostenintensiv. Rund 30 Millionen Mark habe man bei SEL seit 1982 dafür ausgegeben, berichtet der Entwicklungsleiter Bahntechnik, Wolfgang Jakob. Der Löwenanteil sei in die Programmerstellung gesteckt worden. Der Zuschuß des BMFT falle da kaum ins Gewicht. Da das Stiche Investitionsvolumen der Bundesbahn für Stellwerke in Höhe von 120 Millionen Mark nicht allzu üppig ist, läßt sich auch die anfängliche Zurückhaltung der Hersteller begreifen.

Als Vorteile ihres neuen Stellwerks nennt SEL unter anderem den geringen Raumbedarf, die größere Reichweite (bisher nur 6,5 Kilometer), geringere Kabelkosten, weniger Aufwendungen für die Instandhaltung, Fernbedienung und vor allem einen bedienerfreundlicheren Arbeitsplatz gegenüber den bisher eingesetzten Stelltischen mit viel Lampen und Drucktasten. Jetzt wird der Stellwerksbereich auf einem Farbmonitor übersichtlich dargestellt, die Meldungen sind auf das Wesentliche beschränkt. Über ein Grafiktablett erteilt der Fahrdienstleiter die Stellbefehle; umständliche Tastatureingaben entfallen.

Totalausfall nur alle 100 Jahre

Die hohen Entwicklungskosten entstehen durch die Sicherheitsbestimmungen der Deutschen Bundesbahn. Sie fordert, daß ein Totalausfall bei Stellwerken nur alle 100 Jahre vorkommen darf. Dabei gilt es schon als Totalausfall, wenn sich mehr als ein Element (zum Beispiel eine Weiche) nicht mehr steuern läßt.

In Fragen der Betriebszuverlässigkeit von Eisenbahnanlagen hat SEL bereits einschlägige Erfahrungen. So installierte das Unternehmen 1976 ein sogenanntes "2-aus-3"-Rechnersystem für die Linienzugbeeinflussung auf der Strecke Hamburg-Bremen. Es war die erste derartige Anlage, die die Sicherheitszulassung der Bundesbahn erhielt. Auch bei ihrem elektronischen Stellwerk EWST L90 setzt SEL auf die "2-aus-3"-Konzeption, während Siemens nur zwei Rechner verwendet. "2 aus 3" bedeutet, daß von drei gleichberechtigten Rechnerkanälen jeweils zwei zur Ausgabe herangezogen werden. Der dritte dient als "Hot-Stand-by", auf den im Störungsfall ohne Betriebsbehinderung umgeschaltet werden kam. Bei der neuen Lösung gibt es keinerlei gemeinsame Teile mehr. In jedem der drei Rechner laufen unabhängig voneinander ständig CPU-, Speicher- und Schnittstellen-Prüfprogramme ab, deren Ergebnisse verglichen werden.

Auch die Schaltersteuerung für die Ausgabe der Signale und die Vergleichseinrichtung (die Ergebnisse der beiden im Wirkbetrieb befindlichen Rechner müssen übereinstimmen) sind redundant. Das System enthält hierfür insgesamt sechs Software-Vergleicher. Als Rechner verwendet SEL die LSI- 11 -Computer von DEC, also handelsübliche Modelle. Bundesbahnpräsident Reiner Gohlke begrüßte diese Lösung ausdrücklich, denn so könnten Stellwerke flexibler und vor allem kostengünstiger werden. Die Kompatibilität zu neuen Rechnergenerationen oder, wenn höhere Leistung erforderlich, der Übergang auf 32-Bit-Rechner von DEC, ist durch die Verwendung der Programmiersprache Micropower-Pascal gewährleistet.

Ebenso wichtig wie die Hardware-Sicherheit ist die Zuverlässigkeit der Software. Schon bei der Programmentwicklung galten strenge Vorschriften wie strukturierte Programmierung, reduzierter Befehlssatz, maximale Lösungen für Unterprogramme, keine Sprünge. Nur ein einziger Interrupt ist zugelassen: für das Abfragen der Leitungen. Sind diese Daten abgearbeitet, wird wieder auf dem normalen Programm aufgesetzt.

Die Rechner des ESTW L90 arbeiten mit einer Ablaufsteuerung nach festem Zeitplan, nicht mit einem Betriebssystem. Ein nicht ganz einfaches Problem war es nach Jakob, die drei Rechner im "Makrosynchronismus" zu betreiben. Das gilt für das Umschalten bei einem Ausfall ebenso wie für das Anschalten eines reparierten Rechners, bis er wieder synchron mit den anderen läuft.

Das Stellwerk von SEL unterscheidet sich von Mitbewerberlösungen durch die dezentrale Konzeption. Die in der Zentrale ermittelten Stellbefehle werden an Fernsteuerstationen weitergegeben, die über eine dezentrale Stromversorgung für das Betätigen von Weichen und Signalen verfügen. Auch die Unterstationen haben ein "2-aus-3"-System, jedoch mit kleineren Mikrorechnern. "Weichen, Signale und Gleisfreimeldungen werden zyklisch im 200-Millisekunden-Takt abgefragt, so daß beispielsweise auch ein Sabotageakt rechtzeitig erkannt werden wurde.

Das Stellwerk in Renningen steuert und überwacht den 10 Kilometer entfernten Bahnhof Magstadt. In einer Testphase mit angeschalteten Außenanlagen sollen betriebliche Erfahrungen gesammelt werden, beispielsweise, ob das elektronische Stellwerk die gleichen Funktionen erfüllt wie das bisherige Relaisstellwerk. Ein Simulationsprogramm simuliert eine verkehrsreiche Strecke mit viel Zügen. Auf diese Weise kann das System auf Herz und Nieren geprüft werden, ohne den normalen Zugbetrieb zu beeinflussen.

Nach diesem ersten Test mit dem Prototyp wird ein in der Konzeption gleiches Teststellwerk (für 120 Weichen) in Neufahrn (Niederbayern) an der Strecke München-Regensburg aufgebaut und in einer zunächst einjährigen Testphase ebenfalls parallel zu dem vorhandenen Stellwerk betrieben werden. Während dieser Testphase überprüft die Bundesbahn die Sicherheits- und Funktionstüchtigkeit und entscheidet danach über die endgültige Inbetriebnahme.

*Kristin Mierzowski ist freie Fachjournalistin in Leonberg.