Category Archives: ETCS

CBT: 1000 days to go until the timetable change in December 2020

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The last section for the new railway link through the alps the Ceneri Base Tunnel (CBT). There are still 1000 days to go before the timetable changes in December 2020. What improvements will the new timetable bring? The Canton of Ticino, which has ordered the Bretella connection, will then only need 30 minutes for the travel from Locarno to Lugano. This corresponds to a halving of the travel time compared to the current journey. But the CBT will offer even more benefits for operators and train passengers.

From the 2020 timetable change, up to 216 passenger trains and 170 freight trains will pass through the Ceneri Base Tunnel every day. This will result in a considerable densification of the Ticino S-Bahn. The changes in the TILO concept from the commissioning CBT will lead to a quantum leap in public transport in Ticino. It can be assumed that additional trains will soon be running. A strong increase in passengers is expected between Sottoceneri (Lugano) and Sopraceneri (Bellinzona). In the medium term – according to the ideas of the Canton of Ticino – a ¼-h interval between Bellinzona and Locarno is to be expected.

Cross-border services will be intensified. The Ticino and Lombardia suburban railways will grow together more and more. It is therefore possible that foreign rolling stock will also be used.

Furthermore, the operator intends to achieve the biggest possible homogeneity of the travel speed of various train types in the CBT. The minimum speed required by the Federal Office of Transport (FOT) is 80 km/h. Freight trains will normally travel at a minimum speed of 100 km/h. The speed of intercity trains in CBT will normally be 200 km/h. During operation, the Vmax 250 km/h can be used to gain travel time where trains need to catch up a delay. With regard to headway times, the minimum operational headway required by the FOT applies, which is calculated using the worst braking train and will thus amount to 3 minutes between freight trains at v = 120 km/h (each l = 750 m, 1600 t).

The new interlocking system will ensure that the specified improvements are achieved. The detail planning has been completed and is currently undergoing the planning approval procedure at the FOT. The first data preparation was set up, approved by the safety-oriented testing (SIOP) and was tested in the Ceneri laboratory (CLAB) at the company location in Friesenberg.

The next project activities until summer 2018 include the integration of the traffic management system and tunnel automation system in the CLAB, system tests in the CLAB, the preparation of documentation for the cable distributors on the track, the sample installation of balises, marker boards, axle counters and point light signals at three locations.

Der Gotthard Basistunnel ist in Betrieb! (Alumni Mitteilungen 2017, Alumni ZHAW)

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Für die Alumni Mitteilungen der Alumni ZHAW habe ich untenstehenden Artikel geschrieben:

Der Gotthard Basistunnel ist in Betrieb!

Seit Dezember ist das Jahrhundertbauwerk Gotthard Basistunnel im fahrplanmässigen Betrieb der SBB. Als Testingenieur war ich von 2008 bis 2016 im Projekt für die Thales Rail Signalling Solutions AG tätig und habe für die Alumni Mitteilungen schon mehrfach aus dem Projekt berichtet. Im Jahr 2016 waren mehrere Schritte notwendig, um den Basistunnel termingerecht zum Fahrplanwechsel zur Verfügung zu stellen. Hier die Höhepunkte aus dem Jahr 2016.

Im Mai 2016 wurde die Inbetriebsetzung abgeschlossen. Dazu zählte der Testbetrieb, welcher von Oktober 2015 bis Mai 2016 stattfand. Dann wurde das Bauwerk für den Probebetrieb der SBB übergeben. Im Test- und Probebetrieb wurden Zugfahrten und Prozesstests durchgeführt. Diese dienten als Grundlage für Nachweise zur Betriebsbewilligung. Damit wurde gezeigt, dass der Betrieb mit Personen- und Güterzügen, der Personaleinsatz und die Ereignisbewältigung reibungslos funktioniert.

Am 1. Juni 2016 fand die offizielle Eröffnung statt, welche sich internationalem Renommees erfreute. Am 2. Juni wurden die Mitarbeiter eingeladen, die den Tunnel erbaut haben. Höhepunkt war die Rede von Bundesrätin Doris Leuthard, die den Dank den Erbauern ausgesprochen hat – in einer sympathischen und emotionalen Weise, wie ich es selten erlebt habe. Das Eröffnungsfest schloss mit dem zweitägigen Volksfest, bei dem an den Bahnhöfen Erstfeld und Biasca, sowie den Tunnelportalen Rynächt und Pollegio grosse Festplätze aufgebaut waren. Dort konnten Züge und weitere Exponate besichtigt werden.

Ein weiterer Höhepunkt hat am 11. Dezember 2016 stattgefunden – die erste fahrplanmässige Zugfahrt von Zürich nach Lugano. Die SBB hat zum Festanlass geladen – einmal mehr hat die Schweiz Eisenbahngeschichte geschrieben und ein weiteres Symbol für die Schweizer Innovation, Präzision und Zuverlässigkeit in Betrieb genommen. Mit dem Fahrplanwechsel sind sich die Deutschschweiz und das Tessin rund 30 Minuten näher gerückt.

Ausstehend war die Betriebsbewilligung vom Bundesamt für Verkehr (BAV) für die “Aufnahme des Kommerziellen fahrplanmässigen Betriebs”. Diese wurde vom BAV für den Betreiber SBB Anfang Dezember erteilt. So stand dem bereits breit kommunizierten Termin, der fahrplanmässigen Erstfahrt, am 11. Dezember 2016, nichts mehr im Wege.

Die Gäste der SBB versammelten sich kurz vor 6 Uhr auf dem Perron des Gleis 7 im Züricher Hauptbahnhof. Es stand etwas Erstmaliges bevor. Wie schon Hesse sagte: “Jedem Anfang wohnt ein Zauber inne”, und genau das spürte man: alle Leute lächelten. Neben den geladenen Gästen waren auch reguläre Passagiere unterwegs ins Tessin. Um 06:09 fuhr der Zug EC11 mit dem Ziel “Milano Centrale” los. Andreas Meyer (CEO SBB) hat per Durchsage im Zug die Reisenden begrüsst und erläuterte die geschichtsträchtige Fahrt. Er kündete ein Frühstück an und wies auch gleich verschmitzt darauf hin, dieses rasch einzunehmen, denn man sei schneller in Lugano als bisher. Rund 5’000 Probefahrten wurden durchgeführt und ca. 4’000 Personen wurden ausgebildet, um den Betrieb am Gotthard Basistunnel zu gewährleisten.

Auf der Fahrt unterhielten sich die Fahrgäste und erzählten von ihren ersten Erfahrungen mit dem Gotthard, sei dies die erste Autofahrt über den Pass oder Geschichten um das “Chileli von Wassen”. Die eigentliche Tunneldurchfahrt erfolgte problemlos. Das Tessin empfing uns mit einem wunderschönen Morgenrot. Um 08:17 fuhr der Zug in Lugano ein, die SBB-Kapelle spielte. Als nächster Zug traf ein Güterzug mit wertvoller Fracht aus Basel ein. Basler Läckerli wurden entladen, Panettone eingeladen und der Zug sogleich wieder nach Basel zurückgeschickt. Es folgte der offizielle Akt der Bahnhofseinweihung, bei welchem die Herren A. Meyer SBB, P. Füglistaler BAV sowie die Landammänner der Kantone Uri und Tessin sprachen. Danach wurde auch noch die Funicolare Lugano eingeweiht. Diese Standseilbahn wurde modernisiert und verbindet die SBB-Station mit der tieferliegenden Stadt.

Die mediale Begleitung des Tages war gross, so wurden am Abend in Tagesschau und 10vor10 Berichte zum Fahrplanwechsel und Interviews mit A. Meyer gesendet. Über Gebühr wurde ein Vorfall ausgeschlachtet, bei dem ein Güterzug im Gotthard Basistunnel ein Problem hatte, und abgeschleppt werden musste. Schuld war eine fehlerhafter Rechner auf der Lok des Güterzuges.

In der ersten Betriebswoche mit dem neuen Fahrplan wurden folgende Anzahl Verspätungsminuten durch die Sicherungsanlage generiert: 0.

Das nächste grosse Eisenbahnprojekt in der Schweiz ist der Ceneri Basistunnel, der südlich vom Gotthard liegt und die Stationen Bellinzona und Lugano verbindet. Mit 15,4km ist dieser Tunnel deutlich kürzer als der Gotthard Basistunnel. Das Projekt läuft ebenfalls bei der AlpTransit Gotthard AG und ist in die Lose Fahrbahn, Rohbau, Bahntechnik und Sicherungsanlage unterteilt. Am Nordportal in Camorino wird ein Installationsplatz aufgebaut. Schon länger sichtbar ist das Viadukt zum Nordportal. Dieses Projekt wird mich persönlich auch wieder beschäftigen, neu in der Rolle als Teilprojektleiter für ETCS und Stellwerk. Die Inbetriebnahme ist für das Jahr 2020 geplant.

Gotthard Base Tunnel – The very first ride and the results of the experiment operation

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I work as a test lead for the automatic train protection system in the Gotthard Base Tunnel. The company is called Thales Rail Signalling Solutions AG. Thales is in a consortium of Transtec Gotthard, which, on behalf of AlpTransit Gotthard AG equips the Gotthard Base Tunnel with technology. Since December 2013 tests take place. I have led several tests with test drives. Below you find my review of experiment operation Faido-Bodio-West.

On the day before the first electric drive our team travelled to Biasca. The connection between a locomotive and the Radio Block Centre RBC in Bodio we had tested a few days earlier from Zurich. So, we knew that the connection would basically work. Some uncertainties were still there; we would use another locomotive and another radio cell as pretested in Zurich. Since the tests in Lötschberg Base Tunnel in 2007, I did not do any field testing, this is why I was a bit nervous. We arrived early at the briefing, where we did a walkthrough of the planned tests.

First, the electric engine had to be pushed in the tunnel by a diesel locomotive. This is because outside of the tunnel is no catenary available.
Then an orientation tour is planned so that we all can make us familiar with the test track Faido-Bodio-West. Then would take place some tests in which the field data points, also called balises, are approached; This is in order to calibrate the locomotives odometer and also to see the signals in form of marker boards.

At speeds above 160km/h the signals are transmitted by radio to the cab. To supervise the distance to the red signal, the odometer counts down the distance. This test is called “conformity check”; it reveals, whether field elements match the plan and indoor equipment.

The briefing was led by the dispatcher from Bellinzona. After the attendance check he calls me. I should explain the script in detail. Somewhat surprised, I explained the conformity check step by step. Then the roles of all participants are discussed. It is announced which role speaks with whom and who not, to improve safety at the maximum.

After the briefing we go to the train, the dispatcher and the colleagues go to the new “operations center south” of the SBB. The little train, consisting of locomotive and the diesel are made ready to drive. The train driver asks the operations center for setting the points, so that we can drive to the portal of the tunnel. The atmosphere on the locomotive is friendly, but a little tense, because no one knows whether the checks will work.

We’re disconnected a few hundred meters after the portal. The diesel drives away, we move the pantograph up. Previously, no electric locomotive used the power here. In fact, the voltmeter shows 15’000V voltage. We can drive! The dispatcher gives his confirmation and we move slowly but delighted in front of the first marker board. Then I ask that the dispatcher to set routes for the orientation drive. We now turn the onboard unit with the train protection ETCS on.

When the train starts up again, it connects directly to the RBC. After 10 seconds, the connection to the RBC is hung up. I’ve a presentiment. Presumably, the locomotive connects to the last selected RBC – and that can really only be the RBC of Mattstetten-Rothrist in Olten. We check the stored telephone number of the RBC, and it is actually the telephone number of RBC in Olten stored.

We’re changing this to the number of the RBC Gotthard. The onboard unit connects again, now the connection remains stable. The Gotthard RBC likes us better. The dispatcher gives his conformation to drive and we go in the Mode StaffResponsible, where the train driver bears the responsibility for the safety of the train.

100 meters in front of us we find the first data stones, also called balises. On the balises the RBC gives us, via radio, a movement authority in the mode full supervision! The Joy is huge. It works! After asking back the dispatcher it is confirmed that the signals are green. This means, then, that a route is set and the RBC is in full responsibility for the train protection. With 40km/h we travel the 15-kilometer route. At the end, we get out of the locomotive. Meanwhile, all have taken off their jackets. On the Portal, it was windy 2°C, here we can walk around in the T-Shirts. Screaming of joy and clapping echoed through the tunnel. All tension is gone, the mood is relaxed. There are souvenir photos shot on this memorable first trip, in which the system has worked flawlessly. The return trip we drive with a speed of 80km/h.

For the outward journey I check the tunnel-mounted marker boards. It’s all set up properly, the balieses work – we do not get an emergency brake. So I know of the laboratory that the following checks are going to work, as well as the numerous drives planned in the next few weeks. This is a big relief, because the four years of preparation in the laboratory in Zurich have yet fully paid out. After a short pause we proceeded with the conformity check, more data points to be examined. The eight hours pass by quickly. Then we have to order the diesel to pick us up near the portal. Back at the debriefing will be warmly welcomed. We shake all the Hands. At the same time, a first electric drive and a first trip with RBC – and yet successful – has never been done before.

Summary of the experiment operation
On 13.06.2014 the six-month experiment operation ended in the southern part of the West tube between Faido and Bodio. The different tests could reach their goals. At the level of the technical requirements, it should have been shown that all installed systems basically work together. From a perspective of rail operations, the new, for the Gotthard defined processes, particularly in the incident management, were demonstrated. With a view to the final commissioning in 2016, should be demonstrated that the sections approach, to design and test, is fit to the overall system. For Thales, it was particularly also about showing that the lab results are transferable to the field.

To achieve these objectives we tested for 78 days 7109 km in 664 single trips. Thales had 10 days to test exclusively, which resulted in 142 runs. These numbers could give a picture of the drives we’ve done but never would explain how intense the software testing was.

In retrospect, the testing was very intensive and in the end, also successful. All parties have gained a lot of experience and knowledge. The delivered train protection system has met the expectations. We were able to show that the software behaved in the field the same as we knew it from the lab. The basic functions were all available and could be shown in the operational processes.

It was interesting for us to make experiences together with the operator SBB. The processes on the locomotive, manoeuvre of the vehicle between the two tests, the exact position of the vehicle to start the test and how the vehicle got there – all of this has an impact on the subsequent test drive, we learned.
Extremely helpful were the many contacts and insights into the work of the other teams from Alp Transit Gotthard, the SBB, as well as the monitoring of the Federal Office of Transport FOT. Finally, there was a broad interest of Public, visitors from politics and the media, as well as various contributions in Television programs and magazines.
The experiment operation has helped to expand the horizon on a complex system as a whole, with a variety of stakeholders with different expectations and perspectives. This complements our laboratory tests in Zurich. It also helps us planning and optimizing the further commissioning installation sections. It shows that we are well prepared for the test operation that starts in October 2015.

Die erste elektrische Fahrt, gleichzeitig die erste ETCS L2 Fahrt im Gotthard Basis Tunnel

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Am Vorabend sind Bertold, Thomas und ich nach Biasca gereist. Dem RBC mussten noch neue Krypto-Schlüssel geladen werden, damit sich die Lok auch mit dem RBC verbinden kann. Vorgängig hatten wir an zwei Tagen versucht eine Lok aus Zürich mit dem RBC vom Gotthard zu verbinden. Am ersten Tag kam keine Verbindung zustande, am zweiten Tag erst am Nachmittag, nachdem die Schlüssel erneut eingespielt wurden.

Wir wussten also, dass die Verbindung “Lok in Zürich – RBC Gotthard” funktionieren würde. Einige Unsicherheiten gab es aber immer noch. Wir würden eine andere Lok verwenden und im Gotthard wird eine andere Funkzelle verwendet als in Zürich.

Frühmorgens sind wir aufgestanden – auf der Fahrt zum Briefing haben wir noch Sandwiches gekauft. Seit 2007 hatte ich keine Feldtests mehr geleitet und war darum etwas nervös. Wir waren früh am Briefing, so konnte ich das gesammte Programm nochmals kurz durchgehen. Zuerst musste die Elektro-Lok gemäss einer Handlungsanweisung per Diesel in den Tunnel geführt werden. Dies weil ausserhalb keine Fahrleitung vorhanden ist. Danach sind ein paar Orientierungsfahrten vorgesehen, damit sich alle mit der Teststrecke Faido-Bodio-West vertraut machen können. Dann gibt es Tests bei denen alle Datenpunkte angefahren werden, dies sind Balisen zur Eichung der Odometrie und Signale(Merktafeln). Diese Prüfung wird “Übereinstimmungsprüfung” genannt, dabei stellt sich heraus, ob Plan und Bauwerk übereinstimmen.

Das Briefing wird von Giuseppe geführt, er ist Fahrdienstleiter aus Bellinzona und eigentlich italienisch Sprachig. Nach der Anwesenheitskontrolle übergibt er mir das Wort. Ich solle das Programm detailliert erklären. Etwas erstaunt gehe ich zuerst auf die Handlungsanweisung ein, es ist ja das erste Mal, da diese angewandt wird. Danach auf die Übereinstimmungsprüfung. Dann werden die Rollen durchgesprochen. Giuseppe ist der Versuchsleiter, der Oberlokführer ist der operative Probeleiter und ich bin der technische Versuchsleiter. Ausserdem wird bekanntgegeben welche Rolle mit wem sprechen darf und wer mit wem nicht. Damit werde ich wohl etwas Mühe haben…

Nach Abschluss des Briefings gehen wir zum Zug, Giuseppe und die Kollegen gehen ins Stellwerk. Der kleine Zug bestehend aus Lok und Diesellok wird fahrbereit gemacht. Bei der Leitstelle verlangt der Lokführer die Weicheneinstellung, sodass wir zum Portal des Tunnels fahren können. Die Stimmung auf der Lok ist freundschaftlich, aber etwas angespannt, denn niemand weiss, ob die Versuche funktionieren werden.

Gemäss Handlungsanweisung werden wir im Abschnitt 7735 abgestellt und abgekoppelt. Die Diesellok fährt zurück und wir fahren den Stromabnehmer hoch. Zuvor hat noch keine Elektro-Lok hier Strom bezogen, und tatsächlich, das Voltmeter zeigt Spannung. Wir können also Fahren. Giuseppe gibt seine Zustimmung und wir bewegen uns langsam, aber höchst erfreut in den Abschnitt 7733. Dann verlange ich, der technische Versuchsleiter, beim operativen Probeleiter, dass vom Versuchsleiter Notzugfahrstrassen eingestellt werden. Bei diesen Notzugfahrstrassen darf nur mit “Fahrt auf Sicht” gefahren werden – genau das wollen wir für die Orientierungsfahrt.

Im Abschnitt 7733 schalten wir das ETCS ein. Es wird Level 0 gemeldet, wir wechseln manuell nach Level 2. Das Fahrzeug erhält eine Schnellbremsung/Trip – im Stillstand. Erwartet hätten wird, dass eine Verbindung zum RBC aufgebaut wird, dies passiert jedoch nicht. Wir setzen die Schnellbremsung zurück – leicht erstaunt prüfen wir die Möglichkeiten das Gotthard RBC anzuwählen. Die Menüs sind alle grau, wir können nichts bedienen. Dann schlage ich vor, die Lok nochmals neu zu starten. Der Hauptlufthahn wird geschlossen, damit erfolgt ein Komplet-Reset. Als der Zug wieder Aufstartet, verbindet er sich direkt mit dem RBC. Nach 10 Sekunden bricht die Verbindung aber wieder ab. Ich habe da so eine Vorahnung. Vermutlich hat sich die Lok zum zuletzt angewählten RBC verbunden – und das kann eigentlich nur das NBS RBC in Olten sein. Wir sind etwas enttäuscht, lassen uns aber nicht entmutigen.

Wir prüfen die Telefonnummer des RBC, und siehe da, es ist tatsächlich die Telefonnummer vom RBC in Olten eingetragen. Wir ändern auf die Gotthard-Nummer. Der Zug verbindet sich erneut, die Verbindung bleibt bestehen. Das Gotthard-RBC mag uns mehr. Freude herrscht!

Nun gibt der Fahrdienstleiter seine “Zustimmung zur Fahrt” und wir fahren ab im Modus StaffResponsible. 100 Meter vor uns liegen die ersten Balisen. Auf den Balisen erhalten wir TAF, das bestätigen wird. Dann erteilt uns das RBC eine Fahrerlaubnis für FullSupervision! Die Freude ist riesig und das Erstaunen auch, hatten wir ja eine Notzugfahrstrasse für eine “Fahrt auf Sicht” verlangt. Nach Rückfrage im Stellwerk wird uns mitgeteilt, dass das Signal grün sein, das heisst also es ist eine normale Zugfahrstrasse eingestellt, was dann auch FullSupervision entspricht. Giuseppe und das Italienisch scheinen hier etwas mitzuspielen… Mit 40km/h fahren wir bis in den Abschnitt 7707, wechseln dort nach “Fahrt auf Sicht”, und fahren so in den letzten Abschnitt 7705 der Teststrecke ein.

Am Ziel steigen wir aus der Lok aus. Inzwischen haben alle die Jacken ausgezogen. Am Portal waren es noch windige 2°C, hier im 7705 können wir ohne Weiteres im T-Shirt herumlaufen. Freundenjuchzen und Klatschen hallen durchs Tunnel. Alle Anspannung ist verflogen, die Stimmung ist gelöst. Es werden Erinnerungsfotos geschossen von dieser denkwürdigen ersten Fahrt, bei das System praktisch auf Anhieb fehlerfrei funktioniert hat.

Die Rückfahrt machen wir mit normalen Zugfahrstrassen und einer Geschwindigkeit von 80km/h. Wie bei der Hinfahrt kontrolliere ich die Tafeln. Es ist alles richtig aufgestellt, auch die Balisen funktionieren – wir erhalten nirgends eine Schnellbremsung. Somit weiss ich, dass die nachfolgenden Tests funktionieren werden, ebenso die in den nächsten Wochen geplanten Fahrten. Dies ist sehr erleichternd, da haben sich die 4 Jahre Vorbereitung im Labor doch voll ausbezahlt.

Vor der Übereinstimmungsprüfung machen wir Pause im Querschlag 173. Der operative Probeleiter, der auch auf der Lok ist, nimmt sein Koffer von der Lok mit dorthin. Er packt Wasser, diverse Tassen, Beutelsuppe, sowie eine Nespresso-Maschine inklusive Kapselarsenal aus. Alle grinsen ab dieser Ausrüstung und genehmigen sich hocherfreut solch eine kleine Mahlzeit.

Nach der Pause wird die Übereinstimmungsprüfung durchgeführt und es werden noch weitere Datenpunkte bezüglich L0/ZUB geprüft. Dann bestellen wir auch schon die Diesellok, die uns im Abschnitt 7735 abholen kommt. Einige Fahren mit dem kleinen Zug zurück, ich nehme den am Portal bereitgestellten Bus.

Zurück beim Debriefing werden wir mit einer Flasche Champagner und Schokolade empfangen. Wir schütteln uns alle die Hände. Historisch! Gleichzeitig eine erste elektrische Fahrt und die erste ETCS L2 Fahrt zu machen – und das erst noch erfolgreich. Ich kenne kein Projekt, bei dem das so geplant wurde. Im Gegenteil, alle erste ETCS L2 Fahrten, die ich bisher kenne gingen schief. Diese Inbetriebnahme ist also sehr hoch einzustufen!

Giuseppe geht die Punkte vom Debriefing gewissenhaft durch, erste Verbesserungen werden bereits angesprochen und der Ausblick auf den nächsten Tag gemacht. Überglücklich beenden wir den erfolgreichen Tag.

First Field Tests

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Last week we had the first field tests. I had to travel all the way from Zurich to Biasca in the south of Switzerland and south of the Gotthard mountain. We started with a short introduction to learn what the state of our system is. After that we checked the version of the different subsystems. Our system contains interlocking, RBC and centralized train control (CTC). The versions we found were more or less what we expected.

At this time I saw an occupation moving in the tunnel – so this must be a train! I took the opportunity an switched the lights to green to protect the trains route. The train cleared the route how it must be – again a positive result. The train was from the construction work and moved concrete.

Some other tests took the rest of the day. The other day we started with power loss tests. We switched off some conductors (one of three) and looked to the system. On one hand we looked to the messages for the operator, on the other hand we saw that the system still was running. So our concept of redundancy was good – what we knew before from lab tests, but we had to know whether the installation in the field was done correctly.

After that work we went to the operators place. From there the tunnel will be operated and also the whole italian part of Switzerland. This building is breath taking – absolute cool architecture! See below.

CEP

CEP

The real field test with running trains will start at the end of 2013 – I will be there.
In the mean time the GLAB will produce a lot of results.