Pictures of the Future      Frühjahr 2008

Fahrerlos in Nürnberg

In Nürnberg entsteht die erste fahrerlose U-Bahn Deutschlands. Dabei werden erstmals konventionelle und fahrerlose Züge auf einer Strecke gemeinsam verkehren – ideal für die maßgeschneiderte Umrüstung bestehender Strecken. Siemens liefert dafür weltweit einzigartige Technik, Systeme und Fahrzeuge.

Sommer 2007, ein Uhr morgens auf dem U-Bahnhof Sündersbühl in Nürnberg. Der rot-weiße Testzug sieht auf den ersten Blick aus wie jede moderne U-Bahn. Doch dann wandern die Augen zur Spitze des Zugs – und für einen kurzen Moment stockt der Atem: Wo sonst die Fahrerkabine zu sehen ist, tut sich jetzt die Tunnelröhre vor einem auf, nur getrennt durch die große Frontscheibe des Zugs. "Die Aussicht auf den Tunnel ist für den Fahrgast der einzig sichtbare Unterschied beim fahrerlosen Betrieb", sagt Georg Trummer, Siemens-Gesamtprojektleiter der ersten fahrerlosen U-Bahn Deutschlands. Sein Team leitete die Testfahrten, für die zunächst in jeder Nacht nur drei Stunden während der Betriebspause zur Verfügung standen.

Ausgiebig trainiert wurden unter anderem: das automatische Anfahren, Bremsen und präzise Halten, das Öffnen der Türen, die Bahnsteiggleissicherung, das Rangieren und automatische Kuppeln sowie das Bereitstellen und erneute Abstellen der Züge. Seit Anfang 2008 läuft nun der finale Testbetrieb – eng an den zukünftigen Fahrplan angelehnt, aber noch ohne Passagiere. Die offizielle Inbetriebnahme soll im Juni 2008 erfolgen.

Ende 2001 erteilten die Stadt Nürnberg und der Nahverkehrsbetreiber VAG Nürnberg den Auftrag, die Linien U3 und später auch die U2 für den fahrerlosen Betrieb auszurüsten. Zwar sind automatische Metrosysteme an sich nicht neu: Seit 25 Jahren verkehren in Europa fahrerlose U-Bahnen, beispielsweise in Lille, Toulouse, London und seit 2006 auch in Turin. Dennoch leistet Siemens in Nürnberg Pionierarbeit. Denn die neue Linie U3 wird bei der Inbetriebnahme einen Teil des bestehenden Schienennetzes der konventionell betriebenen Linie U2 nutzen. Einen solchen Mischbetrieb von Fahrzeugen mit und ohne Fahrer gibt es bisher nirgendwo auf der Welt.

Auch in anderer Hinsicht ist das Nürnberger Projekt weltweit Vorreiter: Bis 2009 soll auch die U2 auf der gesamten Strecke auf den fahrerlosen Betrieb umgestellt werden und damit dann der Mischbetrieb enden. Und das "unter rollendem Rad", also ohne den laufenden Metroverkehr zu unterbrechen. "Das hat vor uns noch keiner gemacht", sagt Trummer und öffnet eine Tür am Ende des Bahnsteiges, kurz vor der Tunnelröhre. Dahinter liegen wesentliche Elemente des von Siemens entwickelten ATC-Systems (Automatic Train Control): die Rechner für die Strecke und die Stellwerke. Sie tauschen mit den Rechnern des übergeordneten Leitsystems und des Zuges über Lichtwellenleiter und über im Gleisbett angeordnete Funk-Linienleiter einen kontinuierlichen Datenstrom aus: Wann muss welcher Zug wohin mit welcher Geschwindigkeit fahren, sind die entsprechenden Weichen gestellt, auf welcher Seite müssen die Türen geöffnet werden?

Digitaler Fahrer. In der U-Bahn selbst steuert ein Rechner (Automatic Train Operation) anhand dieser Daten den gesamten Fahrvorgang. Er wird dabei von einem zweiten Rechner (Automatic Train Protection) überwacht und, wenn nötig, korrigiert. Über einen Rückübertragungskanal registriert das ATC-System alle Aktionen des Fahrzeugs. Es weiß daher stets, wo sich welcher Zug mit welcher Geschwindigkeit befindet. Dazu sind die Siemens-Doppeltriebwagen unter anderem mit Ortungseinrichtungen sowie Sende- und Empfangsantennen ausgerüstet. So kann das ATC-System den Verkehr unter der Erde völlig selbsttätig steuern.

Von all dem sieht der Fahrgast nichts. Er bemerkt nur, dass der Zug wie von Zauberhand gelenkt sanft anfährt, zwischendurch leicht abbremst, wieder auf die Höchstgeschwindigkeit von 80 km/h beschleunigt und im nächsten Bahnhof sanft zum Stehen kommt. "Aus dem Fahrplan und den Abständen zwischen den Bahnhöfen errechnen die Züge die optimale Geschwindigkeit. Das ist einer der Gründe, warum sie besonders gleichmäßig fahren", erklärt Trummer. Neben dem Blick in den Tunnel erwartet die Passagiere also auch mehr Fahrkomfort. Weitere Vorteile sind kürzere Taktfolgen von 100 statt bisher 200 Sekunden und die Möglichkeit, schnell Zusatzzüge auf Knopfdruck bereitzustellen, etwa bei Großveranstaltungen.

"Das neue System ist trotz höherer Investitionskosten wirtschaftlicher, unter anderem weil wir durch kürzere Wendezeiten weniger Fahrzeuge brauchen und kein neues Personal benötigen", erläutert Konrad Schmidt, der bei der VAG Nürnberg das Projekt leitet. Das bestätigen auch die Erfahrungen in anderen Städten, zum Beispiel in Paris, wo seit 1998 die Linie 14 ohne Fahrer unterwegs ist und sich vor allem wegen der verbesserten Kapazität und Sicherheit bewährt. Bis 2010 soll deshalb auch die traditionsreiche Linie 1 der Pariser Metro automatisiert werden. Auch in Barcelona wird derzeit eine fahrerlose Linie gebaut und ebenso im koreanischen Uijeongbu – alle mit Siemens-Technik der Division Mobility.

Wenige Kilometer von der Teststrecke entfernt liegt die Leitstelle der Nürnberger VAG. Wie in einem Raumfahrt-Kontrollzentrum können die Mitarbeiter auf halbkreisförmigen Monitorreihen und riesigen Wandbildschirmen alle Vorgänge des automatischen Betriebs überwachen, um bei Störungen notfalls einzugreifen. Dann liefern die verschiedenen Rechner Diagnosemeldungen und Videobilder, und die Leitstelle kann sich in die Steuerung des Betriebs einschalten. In der Leitstelle werden auch die Meldungen der Sicherheitssysteme überwacht, bei denen Siemens zusammen mit der Firma Honeywell ebenfalls Neuland betritt: "Normalerweise werden bei fahrerlosen Metros von vornherein Bahnsteigtüren eingebaut, die den gefahrenträchtigen Bereich der Bahnsteigkante bis zum Halt des Zuges abschirmen. In Nürnberg war dies nicht möglich, zum einen wegen des Mischbetriebs und zum anderen, weil die Bahnsteige einiger Bahnhöfe gekrümmt sind", erklärt Trummer.

Sicherheit geht vor. Deshalb sorgen eine Videoüberwachung und ein neues Hochfrequenz-Transponder-System für absolute Sicherheit. Dieses System schickt über Sender- und Empfängerleisten unterhalb der Bahnsteigkante ein enges Gitter aus Prüfstrahlen über die Gleise. Fällt ein Mensch oder ein größerer Gegenstand auf das Gleis oder zwischen die Zugkupplungen, stoppt das System sofort die Züge in diesem Bereich. Auch in den Spalt zwischen Bahnsteig und U-Bahn kann niemand geraten, weil diesen bei geöffneter Zugtür ein stabiler Schiebetritt überbrückt.

Beim Anfahren der Bahn registrieren die Türen ihrerseits über einen Infrarotsensor im Gummiprofil ihrer Türkanten jeden noch so geringen Druck – schon ein eingeklemmter Mantelsaum verhindert die Abfahrt des Zuges. Der Innenraum der Metro wird von der Leitstelle per Videokamera überwacht. Löst ein Fahrgast Alarm aus, wird er über Digitalsprechfunk direkt mit dem Kontrollzentrum verbunden, das wie bisher umgehend die nötigen Service- oder Rettungskräfte zum Zug dirigiert.

"Insgesamt", sagt Trummer, "geht der Trend in Europa zu vollautomatischen Systemen, zumindest für in sich geschlossene Systeme wie die U-Bahn. Weil diese anders als Straßenbahnen oder Busse keine Berührungspunkte mit dem Individualverkehr auf der Straße hat, lässt sie sich sehr viel besser überwachen und sichern." In Nürnberg wird diese fahrerlose Zukunft Realität – die Plätze mit der besten Aussicht auf den Tunnel werden wohl schnell die begehrtesten sein.
                                                                                                                Dagmar Braun