Lange Nacht der Wissenschaften: Ist das Gleis frei?

Wann immer in Berlin ein Zug in einen Bahnhof ein- oder ausfährt, das Gleis wechselt, durch ein rotes Signal zum Bremsen gezwungen wird oder einfach nur geradeaus fährt, wird dies durch ein Stellwerk geregelt. Der Fahrgast bekommt davon kaum etwas mit – dabei kennt wohl jeder die zwei- bis dreigeschossigen Stellwerksgebäude, die sich meist in der Nähe der Bahnhöfe in Gleisnähe befinden. Einige wurden vor Jahren aufgegeben, andere sind bis heute in Betrieb.

Um die Eisenbahnlehre an der Technischen Universität (TU) Berlin zu verbessern, wurde 1963 ein sogenanntes Lehrstellwerk errichtet. Das heute Eisenbahn-Betriebs- und Experimentierfeld, kurz EBuEf, genannte Labor feiert in diesem Jahr also seinen 50. Geburtstag. Modellzüge aus den Anfangsjahren gibt es nicht mehr, aber Teile der Gleisinfrastruktur – und vor allem das Herz der Anlage, die Stellwerktechnik – sind bis heute aktuell und in Betrieb.

„Viele Besucher, die zum ersten Mal den Raum betreten, haben den Eindruck, in einem Museum gelandet zu sein“, sagt Christian Blome vom Fachgebiet Schienenfahrwege und Bahnbetrieb der TU. Tatsächlich sehen einige der Stellwerksanlagen so aus, als entstammten sie dem 19. Jahrhundert. Ganz falsch ist dieser Eindruck auch nicht, sagt Blome. Mühsam von Hand zu bedienende mechanische Stellwerke wurden zwar schon um 1870 herum gebaut, sind aber bis heute in großer Zahl im Einsatz.

Früher mechanisch, heute elektronisch

In der Reihenfolge ihrer Entwicklung stehen im zentralen Raum des EBuEf die verschiedenen Stellwerkstypen nebeneinander. Nach den mechanischen gab es elektromechanische und Relaisstellwerke. Heute sind die Stellwerke elektronisch. Konnte früher nur ein Bahnhof oder ein kurzer Streckenabschnitt von wenigen Kilometern Länge kontrolliert und bedient werden, verfügen die heutigen großen Betriebszentralen wie die in Berlin-Pankow mit ihren zentral gesteuerten elektronischen Stellwerken über Reichweiten von teils mehreren Hundert Kilometern.

Das Gleisfeld an der TU sieht auf den ersten Blick aus wie eine große Modelleisenbahnanlage. „Mit Märklin-Romantik hat das aber nichts zu tun“, versichert Blome. „Die Anlage dient einzig dem Ziel, den Studenten die grundlegenden Funktionen des Eisenbahnbetriebs näherzubringen.“ Eigentlich könnte man auf die Gleise und die Züge sogar ganz verzichten. Der Lerneffekt ist an der Anlage aber viel größer als an einer Rechnersimulation. „Dort kann man es einem Studenten fünfmal erklären, und er versteht es vielleicht immer noch nicht. Wenn er dann aber an unserer Anlage einen Zug in ein schon besetztes Gleis einfahren lässt, macht er das nur einmal und nie wieder“, sagt Blome.

Dass Züge zusammenstoßen, kommt aber nur selten vor. Wie in der Realität verfügen die Stellwerke im Betriebsfeld über ein hohes Sicherheitslevel, das Fehlerquellen minimiert. Gleisfreimeldeanlagen verhindern Zugeinfahrten in besetzte Streckenabschnitte. „Und wenn doch einmal etwas passiert, kostet uns das eine Modelllok und keine Menschenleben“, sagt Blome.

Auf Landschaftsgestaltung wurde völlig verzichtet. Bäume, Miniaturmenschen oder kleine Dörfer sucht man darum vergebens. Nur die Stellwerksgebäude selbst sind vorhanden. Es wird erzählt, dass EBuEf-Gründer Ewald Graßmann anstelle der Modellzüge am liebsten „rollende Briketts“ auf den Gleisen gesehen hätte, um die Studenten nicht von ihrer eigentlichen Aufgabe abzulenken. Schließlich wurden doch Miniatur-Züge angeschafft. Knapp 50 Züge stehen zur Verfügung, bis zu 32 können gleichzeitig eingesetzt werden.

Energie einsparen

Um die verschiedenen Lehr- und Forschungsvorhaben realitätsnah zu gestalten, gibt es – wie im echten Bahnverkehr – unterschiedliche Zugtypen im H0-Maßstab. Wirklich schnell sind die aber nicht unterwegs. „Da die Anlage einem Längenverhältnis von 1 zu 250 entspricht, die Züge aber dem Maßstab 1 zu 87, lassen wir sie zwecks Realitätssimulation mit maßstäblich gedrosseltem Tempo fahren“, sagt Blome.

Die Anlage dient vor allem der Schulung von Studenten. Hin und wieder nutzen auch Ingenieurbüros, Softwarefirmen oder die Deutsche Bahn das Betriebsfeld zur Weiterbildung. Gelehrt werden hier Dinge, die im realen Bahnbetrieb nicht möglich sind, oder für die ganze Gleisabschnitte aufwendig gesperrt werden müssten.

In der Lehre gibt es zwei Level. Zum einen den Regelbetrieb, bei dem es darum geht, ein Stellwerk nach normalem Fahrplan zu bedienen. Idealerweise besetzt je ein Student eines der Stellwerke, von denen jedes einen oder mehrere Bahnhöfe bedient. Macht jeder seine Arbeit gut, fahren die Züge nach Plan. Macht jemand einen Fehler oder ist zu langsam, bleiben einzelne Züge stehen. Schlimmstenfalls entsteht ein Stau, der den Betrieb auf der ganzen Anlage beeinflusst.

Darüber hinaus wird Störbetrieb simuliert: Was muss gemacht werden, wenn ein Zug liegen bleibt und die Strecke blockiert? Wie lassen sich möglichst schnell Umleitungen einrichten? Und wie bekommt man den Zug von der Strecke?

Die TU-Forscher beschäftigen sich auch damit, Reaktionszeiten und Bremswege zu simulieren. Denn Züge fahren selten sofort los, wenn ein Signal auf Grün schaltet. Für gewöhnlich brauchen die Lokführer ein Weilchen, bevor sie ihre Züge langsam in Bewegung setzen.

Möglich sind auch Forschungen zum Energieverbrauch, denn vorausschauendes Fahren kann im Zugverkehr viel Energie einsparen. Informiert man den Lokführer frühzeitig über ein rotes Signal auf der Strecke, kann er den Zug langsam ausrollen lassen. Das Problem: Der Zug wird langsamer und blockiert möglicherweise das Gleis für andere nachfolgende Züge länger als nötig.

Tests für überlange Güterzüge

„Leider ist die Anlage in den 80er-Jahren in einen Dornröschenschlaf gefallen, aus dem sie erst 2006 wieder geweckt wurde. Seitdem haben wir viel investiert und befinden uns jetzt wieder auf dem Stand der Technik“, berichtet Blome. Viele Forschungsvorhaben laufen darum gerade erst an. Dazu zählen Forschungsprojekte aus dem Güterschienenverkehr. Derzeit gibt es etwa Überlegungen, überlange Güterzüge, wie man sie aus den USA kennt, auch durch Deutschland fahren zu lassen. Blome: „Dabei müssen aber viele Faktoren einberechnet werden. Die Züge sind für die Ausweichgleise möglicherweise zu lang, sodass sie über die Weichen hinausragen und nicht überholt werden können. Wir können diese Zugfahrten simulieren.“

Auch Forschung zum sogenannten Einzelwagenverkehr wird am Fachgebiet Schienenfahrwege und Bahnbetrieb der TU betrieben. Bei diesem Transporttyp werden einzelne Wagen bei den Kunden abgeholt, gesammelt und in einer bestimmten Reihenfolge sortiert. Anschließend rollt der Zug durch das Land, um die Fracht am Ende an unterschiedliche Kunden zu verteilen. Blome: „Das System arbeitet häufig defizitär, aber gerade darum ist die Forschung so wichtig. Einzelwagenverkehr ist zum Beispiel die sinnvollste Möglichkeit, beschädigte Waggons zu sammeln und in die Werkstätten zu transportieren.“

Wer sorgt für den sicheren Eisenbahnbetrieb? Vorträge, Demonstrationen, Führungen und Mitmachexperimente am Eisenbahn-Betriebs- und Experimentierfeld der TU. Haus der Eisenbahn.

Ab 10 Jahren, nicht barrierefrei.