Vorläufige RAM-Analyse für Leit- und Sicherungstechnik für das Projekt CBTC der SWM

Projektbeschreibung

Das Münch­ner U-Bahnsystem soll auf­grund des fort­ge­schrit­te­nen Sys­te­mal­ters und wegen teil­wei­se bereits nicht mehr ver­füg­ba­rer Ersatz­tei­le durch ein Auto­ma­ti­sie­rungs­sys­tem mit einer kom­mu­ni­ka­ti­ons­ba­sier­ten Zug­be­ein­flus­sung (eng. Com­mu­ni­ca­ti­on Based Train Con­trol, CBTC) moder­ni­siert wer­den. Das Sys­tem CBTC löst die bis­he­ri­ge Lini­en­zug­be­ein­flus­sung (LZB) ab und ermög­licht künf­tig mit weni­ger fest instal­lier­ter Stre­cken­tech­nik eine digi­ta­le, IP-basierte Daten­kom­mu­ni­ka­ti­on zwi­schen Zug und Infra­struk­tur per Funk. Damit soll eine hohe Leis­tungs­fä­hig­keit sicher­ge­stellt werden.

Vorläufige RAM-Analyse für die Leit- und Sicherungstechnik des Projektes CBTC der Stadtwerke München GmbH (SWM) EN 50126 Zuverlässigkeit RAM MTBF Leittechnik U-Bahn RAMS-Ingenieur

Die neue CBTC-Leittechnik als Kern­stück für die Moder­ni­sie­rung der Münch­ner U-Bahn; Quel­le: SWM/MVG

In Kom­bi­na­ti­on mit Bahn­steig­tü­ren und dem Ein­satz von CBTC-fähigen Fahr­zeu­gen ermög­licht das neue Sys­tem lang­fris­tig auch einen voll­au­to­ma­ti­schen Betrieb.

Leistungen der IZP Dresden mbH

IZP Dres­den mbH hat für das Pro­jekt sowohl einen RAM-Plan ent­wor­fen. Außer­dem wurde eine vor­läu­fi­ge RAM-Analyse durch­ge­führt. Der RAM-Plan beinhal­tet das RAM-Programm für die nor­men­kon­for­me Durch­füh­rung des Pro­jek­tes gemäß der DIN EN 50126 und bil­det die Basis für die Erfül­lung der RAM-Anforderungen inner­halb der rele­van­ten Pha­sen des RAMS-Lebenszyklus. Der RAM-Plan beschreibt Pro­zes­se, Maß­nah­men und Struk­tu­ren für die Defi­ni­ti­on und Beschaf­fung des gesam­ten Sys­tems CBTC durch die SWM GmbH. Er schließt dabei sowohl den stre­cken­sei­ti­gen als auch den zug­sei­ti­gen Teil sowie exter­ne Schnitt­stel­len mit ein.

Die vor­läu­fi­ge RAM-Analyse doku­men­tiert die Erfül­lung der RAM-Anforderungen inner­halb der Pha­sen 1 und 2 des Lebens­zy­klus für das zukünf­ti­ge Ziel­sys­tem. Dabei wur­den Stö­rungs­häu­fig­kei­ten und Ver­füg­bar­kei­ten ana­ly­siert, wel­che durch mög­li­che Aus­fäl­le der Sys­tem­ele­men­te unter Berück­sich­ti­gung aller betrieb­li­chen Aspek­te resul­tie­ren können.

Diese Betrach­tung dient der SWM GmbH als erste Grund­la­ge für die Auf­stel­lung von RAM-Anforderungen im Zusam­men­hang mit einer Aus­schrei­bung und gestat­tet gleich­zei­tig die Beur­tei­lung der Erfüll­bar­keit die­ser Vorgaben.

Vorgehen und Tools

Den Ein­stieg in die Sys­tem­ana­ly­se bil­de­te eine umfas­sen­de FMEA, wel­che gemein­sam mit den zustän­di­gen Exper­ten von SWM erar­bei­tet wurde. Die FMEA dien­te der Iden­ti­fi­ka­ti­on und Bewer­tung mög­li­cher Feh­ler an den rele­van­ten Teil­sys­te­men und Schnitt­stel­len des Sys­tems CBTC ein­schließ­lich der zuge­hö­ri­gen Ursa­chen und Folgen.

Für die Ein­stu­fung mög­li­cher Ereig­nis­fol­gen kamen dabei fünf defi­nier­te Stör­fall­ka­te­go­rien zur Anwen­dung. In Fort­füh­rung der FMEA wur­den dann mit Hilfe von Feh­ler­bäu­men zu erwar­ten­de Stö­rungs­häu­fig­kei­ten und Ver­füg­bar­kei­ten für das Sys­tem CBTC und des­sen Teil­sys­te­me ermit­telt. Grund­la­ge dafür waren zu einem gro­ßen Teil noch Annah­men über die zukünf­ti­ge Struk­tur des Sys­tems und Schät­zun­gen von mög­li­chen Kenn­wer­ten (MTBF, MTTR) in Anleh­nung an die Erfah­run­gen mit den aktu­ell im Ein­satz befind­li­chen Systemen.

Für die FMEA kam das Tool APIS IQ-FMEA zur Anwendung.

Die Feh­ler­baum­ana­ly­se wurde mit der IZP-eigenen Soft­ware RAMS-Office NG unterstützt.

Fehlerbaum 50126 50129 Beispiel mit RAMS-Office Vorläufige RAM-Analyse Leit- und Sicherungstechnik BO Strab U-Bahn RAM-Nachweis VDV 840
Dar­stel­lung eines Teil­sys­tem Feh­ler­baums in RAMS-Office NG; Quel­le: IZP

Die vor­läu­fi­ge RAM-Analyse ist im Rah­men der spä­te­ren Rea­li­sie­rung durch die SWM in enger Zusam­men­ar­beit mit den Sys­tem­lie­fe­ran­ten mit aktu­el­len Infor­ma­tio­nen zur Sys­tem­ar­chi­tek­tur fort­zu­schrei­ben. Das CBTC-System soll ab 2023 auf einem ers­ten Stre­cken­ab­schnitt ein­ge­führt werden.

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