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In vier Jahren 400-mal rund um den Erdball

14.12.2009
Die Doppelstock-Triebzüge von Siemens bewähren sich im Dauerbetrieb

Seit genau vier Jahren sind die neuen Doppelstock-Triebzüge (DTZ) bei der Zürcher S-Bahn im Einsatz. Mit der Ablieferung des letzten Zuges verkehren nun insgesamt 61 Siemens-Fahrzeuge auf dem Netz des Zürcher Verkehrsverbundes. Der DTZ ist derzeit der einzige Doppelstock-Triebzug der in der Schweiz im Einsatz steht. Per Anfang Dezember 2009 haben die Fahrzeuge bereits 17 Millionen Kilometer zurückgelegt – diese Laufleistung entspricht in etwa der 400-fachen Erdumrundung.

Mit den neuen Doppelstock-Triebzügen ist es Siemens gelungen im Bereich Rollmaterial, Betriebseinführung und Zuverlässigkeit neue Massstäbe zu setzen. So wurde das letzte Fahrzeug sechs Monate vor dem vertraglich vereinbarten Termin an die SBB übergeben. Diese Leistung und insbesondere die reibungslose Betriebseinführung waren nur dank einem sehr professionellen Fertigungs-, Qualitäts- und Projektmanagement zu erreichen.

Im Betrieb erreicht der DTZ Spitzenwerte – nicht nur bei der Verfügbarkeit, die über 96 Prozent liegt, sondern auch beim schonenden Umgang mit Ressourcen. So verbraucht der 100 Meter lange Triebzug, verglichen mit dem Auto lediglich 0,25 Liter Benzin pro Sitzplatz und 100 km. Ein wesentlicher Faktor für diese Sparsamkeit ist die Antriebstechnik, die eine wichtige Neuerung im Vergleich zum bisher eingesetzten doppelstöckigen Rollmaterial darstellt. Fahrgäste und Betreiber schätzen gleichermassen, dass das Fahrzeug mit 50 % angetriebenen Achsen auf schwierigen Strecken auch bei schlechtem Wetter den Fahrplan einhält. Diese betriebliche Flexibilität wird unterstützt durch kurze Kuppel- und Wendezeiten.

Rund um die Uhr präsent
Zu den Erfolgsfaktoren für die reibungslose Betriebseinführung und die hohe Verfügbarkeit der Siemens-Fahrzeuge zählen die Kundennähe, die schnellen Reaktionszeiten sowie das professionelle Projekt- und Qualitätsmanagement. Am Service- und Wartungsstandort der Doppelstocktriebzüge in Oberwinterthur sind Siemens-Fachleute seit der Übergabe des ersten Fahrzeuges an sieben Tagen pro Woche und 365 Tage im Jahr präsent und für den Kunden immer ansprechbar.

Die Siemens-Fahrzeuge zeichnen sich durch ihre grosszügige Sitzteilung, komfortable Klimatisierung, den geräuscharmen Fahrgastbereich und ihre Laufruhe aus. Ein audiovisuelles Fahrgastinformationssystem liefert dem Reisenden stets aktuelle Informationen. Durch einen dem Bahnsteig angepassten Niederflur-Einstieg mit breiten Türen und den ausfahrbaren Schiebetritten gelangen auch Rollstuhlfahrer barrierefrei in das Fahrzeug. Im Innenraum gibt es zudem ausreichend Rollstuhlplätze und eine rollstuhlgängige Toilette.

Innovationen für alle Siemens-Fahrzeuge
Die Plattformstrategie, die Siemens beim Rollmaterial verfolgt, ermöglicht nicht nur Ressourcen schonende Produkte, sondern vor allem auch kostenoptimierte Lösungen. Diese Kostenoptimierung geht weit über die Energieeinsparung hinaus. So sind für den Fahrzeugbetreiber die niedrigen Lebenszykluskosten mindestens ebenso wichtig wie die Anfangsinvestitionen. Ein wichtiger Aspekt für die Kunden sind zudem kurze Lieferzeiten und die optimale Verfügbarkeit der Fahrzeuge. Diesbezüglich hat der neue Siemens-Zug die hohen Erwartungen sogar übertroffen. Per Anfang Dezember 2009 haben die ausgelieferten Fahrzeuge rund 17 Mio. km zurückgelegt – das entspricht ungefähr dem 400 fachen Erdumfang. Dabei haben die 61 DTZ unter allen Betriebs- und Witterungsbedingungen ihre Qualitäten unter Beweis gestellt.

Das Plattformkonzept wurde in den letzten Jahren laufend perfektioniert und hat sich bewährt. Es kommt daher bei Siemens bei der gesamten Rollmaterial-Palette zur Anwendung. Zum Rollmaterial-Portfolio gehören Strassenbahnen und Metros für den Stadtverkehr, ein- und zweistöckige Triebzüge für den Regionalverkehr und Fernverkehr sowie Cargo-Lokomotiven, Intercity-Fahrzeuge und Hochgeschwindigkeitszüge.

Weiterführende Informationen
Mit den Doppelstock-Triebzügen der Baureihe RABe 514 fanden im Netz der S-Bahn Zürich viele Neuerungen im Vergleich zum bisher eingesetzten doppelstöckigen Rollmaterial ihren Einsatz:
• Triebzug statt Push-Pull Konzept
• Ebener Tiefeinstieg statt Hocheinstieg mit Treppen
• Vollklimatisierung der Passagierabteile
Antriebssystem
Die Antriebskomponenten für die neuen Doppelstocktriebzüge (DTZ) wurden, basierend auf bewährten Aggregaten, speziell für diesen Einsatzzweck massgeschneidert, da die Platzverhältnisse in einem Doppelstocktriebzug deutlich enger sind als bei einem einstöckigen Triebzug. Der gesamte Umrichter ist in einem kompakten Rahmen zusammengeführt, in dem neben den IGBTs (insulated-gate bipolar transistor) auch die Kondensatoren und Wandler etc. eingebaut sind. Die Leistungsmodule sind wassergekühlt. Beide Umrichter befinden sich in den Endwagen zwischen Fahrgastraum und Führerraum und sind von aussen über leicht entfernbare Wartungsdeckel zugänglich.

Je zwei eigenbelüftete Motoren werden von einem Umrichter gespeist. Die Motoren sind am Drehgestell elastisch aufgehängt und treiben über eine Bogenzahnkupplung und ein achsreitendes Getriebe den Radsatz an.

Fahrzeugsteuerung und Mehrfachtraktion
Die Architektur der Leittechnik basiert auf dem Train Communication Network (TCN), mit den Bussen Multifunction Vehicle Bus (MVB) und dem Wired Train Bus (WTB) sowie den notwendigen Hardwareschleifen. Zusätzlich ist aufgrund der Anforderung, mit den bestehenden S-Bahn Zügen (Re 450) einen Zugverband bilden zu können, eine zeitmultiplexe Mehrfachsteuerung (ZMS) installiert.

Bedingt durch das unterschiedliche Fahrzeugkonzept und die Entwicklung in der Steuerungstechnik gegenüber den zum Teil über 15 Jahre alten Zürcher Doppelstockzügen (DPZ) mit den Re 450-Lokomotiven, forderte die Mischtraktion besondere Aufmerksamkeit bei der Entwicklung.

Wagenbau
Der Rohbau des Wagenkastens besteht aus Stahl, der in Differentialbauweise hergestellt wurde. Die Wagenkästen bestehen aus einem Stahl-Profil-Gerippe, das mit Blechen beplankt ist. Diese dienen nicht nur als Verkleidung, sondern übernehmen auch Belastungen und sind somit statisch wirksam. Zur Herstellung komplexer Verbindungen im Untergestell mit hoher statischer Beanspruchung wurden Stahlgussteile benutzt. Der Fussboden des Oberstocks ist als Stahl-Sandwich ausgeführt, das in das Gerippe des Wagenkastens eingenietet ist.

Um bei einem Auffahrunfall Passagiere und Personal möglichst gut zu schützen, sind im Bereich des Führerstanduntergestells energieabsorbierende Deformationselemente integriert und die Kuppeleinrichtungen mit leistungsfähigen Stossverzehrgliedern ergänzt.

Türen und Schiebetritte
Während es sich bei den Fahrgasttüren um eine bewährte Konstruktion handelt, ist der Schiebetritt eine innovative Neuentwicklung. Entsprechend wurde dieses neuartige System von einem ausführlichen Erprobungsprogramm begleitet. Abhängig von der Geometrie der Bahnsteige (Gerade, Bogen innen, Bogen aussen) wird eine optimale Spaltüberbrückung gewährleistet.

Um Haltezeiten einzusparen, ertasten die Schiebetritte nicht die Bahnsteigkante, sondern werden mittels hinterlegter Information zur Bahnsteigsituation vorgesteuert. Die Position wird über Informationen aus dem GPS, dem FIS, der Fahrtrichtung und der Türfreigabeseite ermittelt. Das GPS-System alleine ist zu ungenau, um hochpräzis die angefahrene Bahnsteigkante zu ermitteln, zudem ist GPS in den Tunnelbahnhöfen nicht verfügbar.

Klimaanlagen
Obwohl Klimaanlagen heute auch im S-Bahn Verkehr zum Standard geworden sind, bilden sie dennoch weiterhin eines der anspruchvolleren Systeme eines Zuges, vor allem was die Leistungsfähigkeit und die Erfüllung der Komfortanforderungen betrifft. Um die Klimatisierung im gesamten Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeuges mit gleicher Güte zu erreichen, fanden umfangreiche aerodynamische Simulationen statt. Dabei wurden die Verhältnisse bei der Frischluftansaugung und der Kühlluftversorgung sowie die Wechselwirkung mit den ebenfalls im Dach untergebrachten Wasserrückkühlern der Traktionsstromrichter umfassend untersucht und optimiert.
Betrieb
Der Knoten Zürich gehört zu den empfindlichsten Stellen im Netz der SBB. Daher wurde bei der Konzeption des Fahrzeugs nicht nur höchster Wert auf Zuverlässigkeit gelegt, sondern auch die Betriebseinführung von SBB und Siemens gemeinsam sehr sorgfältig vorbereitet.
Neben den üblichen Probe- und Zulassungsfahrten gab es schon sehr früh realitätsnahe fahrplanähnliche Erprobungen (ohne Fahrgäste), darauffolgend der Einsatz einzelner Garnituren in Schwachlastzeiten. Dabei konnten auch letzte Schwachstellen in der Software wie ungewünschte Reaktionen auf nicht vorhergesehene Bedienhandlungen ausgemerzt werden. In allen Erprobungsphasen wurde darauf geachtet, die Rückkopplung Betrieb – Hersteller schnell erfolgen zu lassen. Nachdem sich dabei erfreulich wenig Probleme gezeigt hatten und die Fahrzeuge stabil im Einsatz waren, wurde dazu übergegangen, komplette Linien auf das neue Rollmaterial umzustellen.

Vereinzelt auftretende Probleme, wie z.B. Türstörungen aufgrund nicht richtig erkannter Schliesslagen, können jeweils schnell behoben werden, so dass die Zuverlässigkeit der Fahrzeuge im Betrieb und deren Verfügbarkeit nach wie vor erfreulich hoch ist. Ebenfalls bewährt haben sich die Redundanzkonzepte. So zeigt die Erfahrung, dass der Ausfall einer Traktionskomponente nicht zu spürbaren Behinderungen im Betrieb führt.

Die Resonanz der Fahrgäste auf die neuen Züge ist positiv. Gelobt werden u.a. der hohe Fahrkomfort, die komfortable Klimatisierung und das gelungene Design der Passagierräume. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die 61 Doppelstock-Triebzüge von Siemens als attraktives Verkehrsmittel eine spürbare Verbesserung des Angebotes im Nahverkehr der Grossagglomeration Zürich darstellen.


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