Schnell und sicher durch die Alpen
Fast jeder hat als Kind davon geträumt, ein Superheld zu sein: stark, schnell und unverwundbar. Wer das Glück hat, in Zukunft durch den Gotthard-Basistunnel zu fahren, kann sich fast als Superheld oder -heldin fühlen. Mit 57 km ist er der längste Eisenbahntunnel der Welt und das Paradestück modernster Tunneltechnik. Zwischen Erstfeld und Bodio in der Schweiz, etwa 500 Meter über dem Meeresspiegel, durchquert der Gotthard-Basistunnel ein gigantisches Felsmassiv. Dabei sorgt ein ausgeklügeltes Sicherheitssystem für schnelles und äußerst sicheres Reisen.
Die Geschichte des Tunnels
Bis zu 2.400 Arbeiter haben mehr als ein Jahrzehnt lang an den beiden Röhren gebaut. Es gab großen Jubel, als am 15. Oktober 2010 der Hauptdurchschlag geschafft war. In weiteren fünf Jahren wurde der Tunnel mit Bahn- und Sicherheitstechnik ausgerüstet. Im Oktober 2015 startete der Test- und Probebetrieb, der mit der Eröffnung des Tunnels Ende November 2016 abgeschlossen ist – nach insgesamt 17 Jahren Planungs- und Bauzeit. In Zukunft werden täglich rund 50 Personenzüge mit bis zu 250 km/h durch eine der beiden einspurigen Hauptröhren jagen. Der Tunnel besitzt außerdem eine Kapazität für bis zu 260 Güterzüge. Die Röhren, alle 325 Meter durch Querstollen verbunden, sind ausgestattet mit weiteren Sicherheits- und Belüftungsstollen. Während der Reise gewährleistet Siemens mit seiner modernen Sicherheits-, Überwachungs- und Gebäudetechnik auch den vorsichtigsten Passagieren eine entspannte Fahrt durch den Gotthard-Basistunnel. Nach Abschluss der Arbeiten am Ceneri-Basistunnel werden Reisende zwischen Zürich und Lugano rund 45 Minuten schneller fahren als bisher. Heute beträgt die Zeiteinsparung circa 30 Minuten.
Hier schlägt das Herz der Tunneltechnik
Was ihre Sicherheit angeht, können sich kleine Superhelden aber auch alle anderen Reisenden beruhigt zurücklehnen. Die von Siemens installierte Bahnleittechnik, die vollintegrierte Tunnelleittechniken und das Brandschutzsystem sorgen für eine sichere Reise durch den Rekord-Tunnel. Die Technik überwacht alle Bewegungen, damit jeder Passagier zuverlässig und sicher an sein Ziel kommt.
Das Tunnelleitsystem
Im Tunnel Control Center Süd (TCC) überwacht ein Team sämtliche technischen Einrichtungen. 3.200 Kilometer Strom- und 2.600 Kilometer Datenkabel bilden dabei die „Hauptschlagadern“ einer Sicherheitsinfrastruktur, die weltweit ihresgleichen sucht: Über 70.000 Datenpunkte und mehr als 200.000 Sensoren registrieren jede Veränderung. Der Tunnel ist gespickt mit Steuerelektronik und Überwachungseinrichtungen, die über Glasfaserkabel mit dem TCC verbunden sind. Am Nordportal ist ein redundantes Tunnel-Control-Center vorhanden – für maximale Ausfallsicherheit. Beleuchtung, Brand- und Rauchmeldung, Energieversorgung, Feuerlöschung, Gefahrguterkennung, Lüftung, Notrufsystem: Im Gotthard-Basistunnel arbeitet eine automatische Störfallerkennung (Automated Incident Detection; AID), die mit Video- und Radarsystemen im Einsatz ist.
Schneller reagieren durch Frühwarnsysteme
Siemens hat im Rahmen eines vom deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Verbundprojekts (SKRIBT) Frühwarnsysteme auf Basis innovativer Detektions-Technologien entwickelt und erfolgreich getestet. Sie kombinieren Videobilder mit Wärmebildtechnik: Jedes noch so kleine Ereignis wird frühstmöglich erkannt, im besten Fall sogar ehe der Zug in den Tunnel einfährt. Brandanfällige Teile wie Räder, Bremsen, Achsen und Motor des Zuges, Hindernisse, Rauch oder verlorene Ladung – dem System entgeht nichts. Ein spezielles Bildverarbeitungsprogramm für Überwachungskameras verwandelt das Bild eines vorbeifahrenden Zuges in ein segmentiertes, zweidimensionales Bild. Mit neu entwickelten Algorithmen entsteht dann ein 3D-Modell. Im Tunnel helfen eine intelligente Zoneneinteilung und virtuelle Barrieren, automatisch Alarm auszulösen, wenn Störfälle entdeckt werden. Die Belüftungsanlage schaltet dann automatisch in den jeweils vordefinierten Sicherheitsmodus. Ein wichtiger Aspekt dabei waren international genormte, offene Schnittstellen, um so auch mit Subsystemen unterschiedlichster Hersteller problemlos Daten auszutauschen.
Brandschutz im Tunnel
Für den Ernstfall verfügt der längste Bahntunnel der Welt über zwei je 600 Meter lange Multifunktionsstellen. Weil im Tunnel der Rauch die besondere Gefahr ausmacht, ist die Anlage mit unzähligen Sensoren, Überwachungseinrichtungen und Steuerungen bestückt, die über Glasfaserkabel mit den beiden Control-Centern verbunden sind. Sollte trotz aller Sicherheitsmaßnahmen ein Brand entstehen, hilft ein modernes Video- und Raucherkennungssystem, den Brandort schnellstmöglich zu lokalisieren. Es liefert wertvolle Informationen über die Raucheigenschaften und erfasst Veränderungen im Tunnel. Das Videoüberwachungssystem erlaubt eine Raucherkennung in 10 bis 20 Sekunden. Das Wärmemeldesystem FibroLaser von Siemens unterstützt Rauchmelder und Videokameras, die möglicherweise vom Rauch eingehüllt sind, indem es den Ort, die Ausbreitungsrichtung und die Größe des Brandes exakt anzeigt.
Größtmöglicher Schutz mit FibroLaser
Das FibroLaser-System ist mit über 2.000 installierten Kilometern Messkabel und über 1.200 Controllern im Betrieb das erfolgreichste linienförmige Wärmemeldesystem auf dem Markt. Eine zu 100 Prozent wartungsfreie Sensortechnologie und die vollständige Immunität gegen Schmutz, Staub, Feuchtigkeit, korrosive Atmosphären, elektromagnetische Felder und radioaktive Strahlung bieten den größtmöglichen Schutzstandard. Die Brandorterkennung im Tunnel erfolgt mit drei Detektionssystemen und steuert bei einer bevorstehenden Evakuierung direkt die Lüftungsklappen an. In einem Millisekundentakt werden die Überwachungsdaten von der Steuerung überprüft und aufgezeichnet; so lässt sich die Historie nachverfolgen und die Auslöseparameter können optimiert werden. Die Kabel wachen an Betonwand und Boden über erste Gefahrenanzeichen. Eine Armierung schützt diese vor Spritzwasser und mechanischen Beanspruchungen. Zusätzlich prüfen Wärmebildkameras und Rauchmelder ständig die Temperatur und die Luft auf Rauchpartikel. Um diese vor den harschen Tunnelbedingungen zu schützen, wurden sie in Käfige verpackt – eine Spezialanfertigung für den Gotthard-Basistunnel.
Tunnelleitsystem
Überwacht und steuert sämtliche elektrischen Systeme
Zirka 70.000 I/O (Meldungen und Befehle)
Doppelt vorhandene, redundante Tunnelleittechnik
Railway control system
Steuert Bahnbetrieb
Brandschutzsystem
28 Feuermelder
überwachen die Luft im Tunnel
15km FibroLaser Kabel
entlang des Tunnels erfassen hohe Temperaturen und Feuer
56 Wärmebildkameras
überwachen permanent die Temperatur
2 Multifunktionsstationen für den Ereignisfall
Ventilationssystem
führt Rauch ab und leitet Frischluft ein
Querschlag
als Zugang zum anderen Tunnel alle 325m
Sicherheitstür
wird im Ereignisfall automatisch geöffnet
Haupt-Tunnelleitsystem
Überwacht und steuert sämtliche elektrischen Systeme
Zirka 70.000 I/O (Meldungen und Befehle)
Doppelt vorhandene, redundante Tunnelleittechnik
Emergency response system
Unterstützendes Tool für die Bewältigung eines Ereignisfalls wie z.B. Unfall oder Brand
Railway control system
Steuert Bahnbetrieb
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