Risikoanalyse Stellwerk-Ersatz Hafenbahn CH

Safety in Transportation, 16.11.2015, Braunschweig

Dr. Sonja-Lara Bepperling, Ernst Basler + Partner AG

Artikel in Signal + Draht

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Hafenbahn Schweiz

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Bildquelle: Google Maps

Schalterstellwerke

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Bildquelle: Bruno Huber, Projekthaus Herisau

Ausschreibung neuer ESTW

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-Fuerth.jp

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Risikoanalyse für neue ESTW

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Bildquelle: EN 50129:2003

Vorgehen

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VDE V 0831 - 103

BP - Risk

Systemdefinition + Gefährdungsidentifikation

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Systemdefinition

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Bildquelle: V

DE V

0831 -103

VDE V – Fkt.

Fahrwegsicherung

Zusätzliche Fkt. für

Hafenbahn

+

Funktionen ESTW Hafenbahn

VDE V - Fahrwegsicherung:

• Fahrstrasse sichern

• Schutz gegen Folgefahrten sicherstellen

• Schutz gegen Gegenfahrten sicherstellen

• Schutz gegen Flankenfahrten sicherstellen

• Befahrbarkeitssperren verwalten

Spezifisch für Hafenbahn:

• Ablaufbetrieb freigeben (über Schlüsselschalter)

• Bahnübergang sichern

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Gefährdungsidentifikation

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Funktion Ausfallsart Szenario Nr.

Fahrstrasse sichern

Fahrwegelement nicht verschlossen

oder überwacht;

Fahrwegelement vorzeitig aufgelöst

(G2)1)

a) Zugfahrstrasse

b) Rangierfahrstrasse

G1a

G1b

- G2

Schutz gegen Folgefahrten /

Gegenfahrten / Flankenfahrten

sicherstellen

Folgefahrt (G3) / Gegenfahrt (G4)2) /

Flankenfahrt (G5) nicht

ausgeschlossen

a) Zugfahrstrasse G3a

b) Rangierfahrstrasse G3b

Befahrbarkeitssperre verwalten Befahrbarkeitssperre nicht wirksam - G6

Ablaufbetrieb freigeben

Schlüssel nicht ordnungsgemäss

verschlossen

- G7

Ablaufbetrieb frühzeitig freigegeben - G8

Bahnübergang sichern

Bahnübergang ist unerkannt nicht

gesichert

- G9

Schranke schliesst ohne

Ankündigung

- G10

1) Die Gefährdung G2 wird nur für Birsfelden untersucht

2) Die Gefährdung G3, G4 und G5 werden zusammen analysiert.

Ausfallart = Gefährdung aus

Vornorm VDE V

BP - Risk

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Parameter für RA Hafenbahn (Kleinhüningen)

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T = 3 Güterzug als Zuggattung;

M = variabel je nach Szenario

max. Geschwindigkeit Güterzug

(Anzahl Personen)

RoLa Kleinhüningen

(Anzahl Personen)

Betriebsdichte

Zugfahrt 40 km/h (Kleinhüningen)

30km/h (Birsfelden)

1 Triebfahrzeugführer (Tf) max. 28 Personen + 1 Tf

= max. 29 Personen

B = 1,

da 26 Züge pro Tag

fahren (geringe Dichte)

Rangierfahrt 30 km/h 1 Tf + 2 Rangierbegleiter

je Einheit = max. 6

Personen

Max. 28 Personen + 3

Rangierbegleiter = max.

31 Personen

B = 2,

da von 200

Rangierfahrten pro Tag

ausgegangen wird

(normale Dichte)

Ablauf

Lade- und

Anschlussgleise

15 km/h

10 km/h

Personen im

Ablaufbetrieb

(Rangierleiter, Entkuppler,

Hemmschuhleger,

Lokführer)

- B = 1,

da von weniger Abläufen

ausgegangen wird als

Rangierfahrten

Verwendete

Parameter

V = 1 (

Beispiel für Kleinhüningen

Gefährdung G1: Fahrwegelement nicht verschlossen oder überwacht

Szenario G1a: Zugfahrstrasse (v = 40km/h)

Auswirkungen:

• Entgleisung (Güterzug oder RoLa) durch fehlenden Umstellschutz an

beweglichen Fahrwegelementen

• Zusammenstoss mit anderen Fahrzeugen durch fehlenden

Umstellschutz und resultierender Fahrt in falschen Fahrweg oder

fehlender direkter Flankenschutz

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Beispiel für G1a

Gefahrenabwehr G = B + M

B = Betriebliche Randbedingungen

M = Menschliche Gefahrenabwehr

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B Betriebsdichte Beispiele

1 gering unter Netzdurchschnitt (20-50 Züge / Tag)

2 normal Netzdurchschnitt (80-200 Züge / Tag)

3 erhöht über Netzdurchschnitt (120–240 Züge / Tag)

M1) Gefahrenabwehr Beschreibung

1 häufig möglich Fertigkeits-basierende Handlung unter ungünstigen Umständen

3 selten möglich Regel-basierende Handlungen unter ungünstigen Umständen

5 fast nie möglich Zufälliges Eingreifen des Menschen

1) Bei den Skalenwerten dürfen begründet auch ganzzahlige Zwischenwerte verwendet werden, z.B. für M die Werte 2 oder 4.

G1a:

B = 0

Geringe Netzdichte (26 Z/d);

Fahrwegelement zeitnah benötigt

G1a:

M = 5

Flankenfahrt,

Falsche Weichenstellung

Beispiel für G1a

Schadensausmass S = T + V + A

T = Masse (Zuggattung)

V = Geschwindigkeit

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T Zuggattung Beispiele

1 SPNV Regionalbahn, S-Bahn Züge

2 SPFV + HGV Triebzüge, bespannte Personenverkehrszüge, Nachtzüge, Autoreisezüge

3 SGV Güterzüge (auch Schnellgüterzüge)

G1a:

T = 3

Güterzüge

G1a:

V = 1

vereinfacht

Beispiel für G1a

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A = Anzahl betroffene Personen

A Anzahl Betroffene Typische Ereignisarten

- Kein Personenschaden Aufprall einer Rangierfahrt

1 Ein Leichtverletzter Aufprall eines Reisezuges auf Gegenstand, Entgleisung einer

Rangierfahrt, Zusammenstoss von Rangierfahrten,

2

Mehrere Leichtverletzte Aufprall eines Reisezuges auf Gleisabschluss, Entgleisung eines

Reisezuges, Entgleisung eines Güterzuges, Zusammenstoss zwischen

Güterzügen, Zusammenprall mit nicht führendem Eisenbahn-Fzg.

Ein Schwerverletzter oder

viele Leichtverletzte

Zusammenstoss mit einem Reisezug, Zusammenprall mit führendem

Eisenbahnfahrzeug

3

Ein Todesopfer oder

mehrere Schwerverletzte

Ereignisse bei mittlerer und hoher Geschwindigkeit sowie

Personenunfall in einer Arbeitsstelle

G1a:

A = 2

Entgleisung eines

Reisezuges oder

Güterzuges,

Zusammenstoss

zwischen Güterzügen

oder mit Reisezug

THR Zuordnung für G1a

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G+S THR Beschreibung

8 1 x 10-4/h Einmal im Jahr

9 3 x 10-5/h Einmal in 3 Jahren

10 1 x 10-5/h Einmal in 10 Jahren

11 3 x 10-6/h Einmal in 30 Jahren

12 1x 10-6/h Einmal in 100 Jahren

13 3 x 10-7/h Einmal in 300 Jahren

14 1 x 10-7/h Einmal in 1.000 Jahren

15 3 x 10-8/h Einmal in 3.000 Jahren

G1a:

G = B + M = 0 + 5 = 5

S = T + V + A = 3 + 1 + 2 = 6

G + S = 11

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Ergebnisse

Ergebnis und Fazit

• Auf dieser Grundlage beabsichtigt die Hafenbahn Schweiz AG, das Stellwerk

gemäß SIL 2 auszuschreiben.

• Die Festlegung lässt Handlungsspielraum offen; damit kann eine für die

Hafenbahn adäquate Lösung erreicht werden.

• Das Ergebnis ist eine für die Hafenbahn angemessene THR bzw. SIL, die

risikobasiert begründet ist.

• Die Hafenbahn in Kleinhüningen und Birsfelden weisen charakteristische

Eigenheiten auf, die sich deutlich auf die Sicherheitsanforderungen auswirken.

• Mit BP-Risk konnten diese Eigenheiten abgebildet werden.

• Die Nutzung der Vornorm sparte Aufwand und lieferte gute Grundlagen.

• Es hat sich gezeigt, dass BP-Risk universell einsetzbar ist und zu belastbaren

Lösungen führt.

• Die Risikoanalyse mit BP-Risk wurde inzwischen auch vom Bundesamt für

Verkehr akzeptiert.

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Quellen

Bepperling, S-L.

(2008)

Dissertation: "Validierung eines semi-quantitativen

Ansatzes zur Risikobeurteilung in der Eisenbahntechnik",

Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrssicherung, TU

Braunschweig, 2008.

21

Bepperling, S.-L.;

Fermaud, C. (2015)

Risikoanalyse für den Stellwerksersatz der Hafenbahn

Schweiz AG; Signal + Draht; Heft 7+8/2015; S. 18-21.

VDE V 0831-103 Elektrische Bahn-Signalanlagen – Teil 103: Ermittlung von

Sicherheitsanforderungen an technische Funktionen in

der Eisenbahnsignaltechnik, November 2014.

EN 50129:2003 Bahnanwendungen: Telekommunikationstechnik,

Signaltechnik und Datenverarbeitungssysteme.

Sicherheitsrelevante elektronische Systeme für

Signaltechnik, Dezember 2003.