Motivation
Bei unserem Vorbild der großen Bahn geht ohne Fahrplan nichts. Jede Zugfahrt ist geplant, selbst die Sonderfahrten. Um die vielen Züge – in Deutschland ca. 40000 Züge am Tag – auseinander halten zu können, tragen diese eine eindeutige Zugnummer, damit das Personal auf dem Zug, der Fahrdienst, der Betriebsdienst, usw. wissen, um welchen Zug es sich handelt. Die Mitarbeiter vom Fahrdienst kennen ihren Fahrplan, den sie tagtäglich abarbeiten und erkennen an der Zugnummer gleich, um was für einen Zug es sich handelt, wo er herkommt und wo es hin geht. Letzteres ist besonders wichtig, denn Züge, die „sich verfahren“, sind für den Betrieb eine Katastrophe. Zwar geht es dabei nicht um Tote und Verletzte, aber ein fehlgeleiteter Zug verursacht enorme „Verzögerungen im Betriebsablauf“, also Verspätungen und eventuell auch Schäden. Fahrdienstleiter regeln die Zugfolge über die Zugnummer ab, das klassische Zugmeldeverfahren läuft unter Angabe der Zugnummer, Züge werden mit der Zugnummer dem nächsten Fahrdienstleiter angeboten und vorgemeldet.
In Stellwerken mit dichtem Zugverkehr werden diese Tätigkeiten zur Belastung, so dass eine Unterstützung des Fahrdienstes eingeführt wurde: Die Zugnummernmeldeanlage (ZN) übernimmt die oben skizzierten Funktionen, so dass Mitarbeiter des Fahrdienstes eine bessere Übersicht haben und auch größere Stellwerksbereiche gebildet werden können, da das Personal von den ständig wiederkehrenden Tätigkeiten des Meldens, Anbietens und Annehmens der Züge entbunden wird.
Bei der Modellbahn tritt eine ähnliche Situation auf: Mehrere Stellpultbediener müssen sich ständig abstimmen, welcher Zug als nächstes fahren soll. Erste Versuche mit einem Verantwortlichen, der den Betrieb regelt, haben gezeigt, dass dies ohne technische Unterstützung oder Übersicht kaum lange durchzuhalten ist.
Somit wurde der Schritt gewagt, eine eigene Zugnummernmeldeanlage auf die Beine zu stellen, mit der einerseits die Stellpultbediener eine Übersicht über die Züge in ihren Bereich haben und sich mit den Nachbarn über die Zugfolge abstimmen können, sowie andererseits ein Verantwortlicher die Übersicht über den gesamten Betrieb hat.

Das Prinzip einer ZN
Beim Vorbild werden entsprechend des Gleisbildes Zugnummernfelder eingerichtet, in denen eine Zugnummer dargestellt wird, wenn sich ein Zug in dem zugehörigen Gleisabschnitt befindet. Diese Zugnummern können entweder auf dem Stelltisch oder Stellwerksbildschirm dargestellt werden, oder es wird eine separate Anzeige eingerichtet. Das Gleisbild mit den „Meldeorten“ ist gegenüber der Anzeige des Stellwerks deutlich weniger detailliert, es finden sich keine Informationen über Signale, Weichen, usw.

Wie funktioniert eine Zugnummeranzeige? Zu Beginn einer jeden Zugfahrt wird in das entsprechende Zugnummernfeld die Zugnummer von Hand „eingewählt“. Fährt der Zug los, ist immer vorher eine Fahrstraße eingestellt worden und ein Hauptsignal auf „Fahrt“ gegangen. Fällt dieses Signal wieder in „Halt“ dann ist für die ZN die Bedingung für die Fortschaltung der Zugnummer gegeben: Die Zugnummer wird aus dem Feld vor dem Signal gelöscht und in das Feld nach dem Signal eingetragen, die Zugnummer „springt“. Die ZN muss also vom Stellwerk über den „Haltfall“ eines Signals informiert werden, damit die Zugnummer dem Zug nachfolgen kann.


Bild 1: Das Signal ist in Fahrt, der Zug befindet sich noch vor dem Signal


Bild 2: Der Zug fährt am Signal vorbei, das Signal fällt in Halt – die Zugnummer springt

Unsere Lösung
Diese Funktion kann mit der Modellbahn ebenfalls realisiert werden, da beim MEC Leonberg die wichtigen Informationen bereits vorhanden sind: Die Stellpulte haben eine Fahrstraßenlogik und der Haltfall der Ein- und Ausfahrsignale wird zugbewirkt ausgelöst. In jedem Bahnhof ist in allen Bahnhofsköpfen ein Gleisbelegtmelder eingebaut, worüber die Stellpulte die Vorbeifahrt der Züge erkennen und das Signal in Halt stellen. Diese Meldung „Haltfall“ wird über eine Schnittstelle übertragen, die ein PC entgegennimmt und die Zugnummer springen lässt. Am Ende des jeweiligen Bereiches wird die Zugnummer an den Nachbar weitergemeldet.
Ein wird ein weiterer PC eingerichtet, der alle Zugnummernfortschaltungen mithört und ein Bild der gesamten Anlage und der betrieblichen Situation darstellt.
Das Programm ist eine Client-Server-Anwendung, auf jedem PCs läuft das gleiche Programm (Client), dass über Projektierungsdaten an den jeweiligen Bahnhof angepasst wird. Einer der PCs betreibt auch den Server, der außer der Anmeldung der Clients und der Verteilung der Meldungen keine weiteren Funktionen hat, und auch nicht projektiert werden muss.     
Jeder Client nimmt über eine USB-Schnittstelle die Verbindung zu der seriellen Schnittstelle des Stellpultes auf. Die PCs/Laptops müssen einen Netzwerkanschluß (Ethernet) haben, um über einen Router miteinander ein Netzwerk bilden zu können. Über handelsübliche DSL-Router mit WLAN (Fritz-Box) könnte auch über Funk die Verbindung hergestellt werden, so dass auf das Ziehen von Netzwerkkabeln verzichtet werden kann.

Fernsteuerung (Aktualisierung 02/2016)
Inzwischen wurde das Konzept des Programms um "Fahrstraßen" erweitert: Für die Stuttgart Model Railroader (SMR) sollte die Zugnummernmeldeanlage ebenfalls eingesetzt werden, wobei jedoch dort keine Stellpulte mit Fahrstraßenlogik exitieren. Aus diesem Grund wurden Fahrstraßen, Start/Zielbedienung sowie die Ansteuerung von Signalen und Weichen über LocoNet eingebaut. Da lag es nahe, Teile dieser Funktionen für die Fernsteuerung der Stellpulte des MEC Leonberg zu verwenden. Somit ist nun möglich, neben der klassischen örtlichen Bedienung der Bahnhöfe auch eine Bedienung der Anlage von einem Platz aus einzurichten. Dies wurde erstmal auf der Modellbahnausstellung 2016 des MEC Leonberg in der Mörikeschule dem interessierten Publikum vorgeführt.

Erkenntnisse
1. Schnell wurde von den Mitgliedern während der ersten Stunden ein eigenes Zugnummernschema entwickelt: Zuggattung + Baureihennummer. An dieser Bezeichnung konnte der Betriebsleiter sofort erkennen, um was für einen Zug es sich handelte und in welches Gleis er den jeweiligen Zug einfahren lassen konnte. "Betriebliche Schnitzer" wie z.B. Personenzüge in Gütergleisen ohne Bahnsteig konnten so verhindert werden.
2. Gerade im Yard wird beim Bereitstellen eines Zuges oder beim Umsetzen von Loks rangiert, was der Betriebsleiter nicht erkennen kann. Somit kam es zu Entgleisungen, wenn während einer Rangierbewegung der Betriebsleiter eine Einfahrt in das Yard stellt. Aus diesem Grund wurde vereinbart, dass Einfahrten in die Endbahnhöfe nur vom örtlichen Personal gestellt werden. Ausfahrten werden durch das örtliche Personal angefordert, wozu die "Fertigmeldung" (braun blinkende Zugnummer) verwendet wird. Durch diese Fertigmeldung wird nebenbei signalisiert, dass eine Ausfahrt gestellt werden darf, es also nicht mehr rangiert wird.
3. Nachwievor ist keine Zugschlußerkennung realisiert  (dazu fehlen Gleisbelegtmelder und alle Wagen müssten mit Widerstandsachsen ausgerüstet sein). Das Springen der Zugnummer darf nicht als Meldung "Zug vollständig im Bahnhofsgleis eingefahren" interpretiert werden, da noch Wagen eines langen Zuges auf Weichen unterwegs sein könnten. Wird also zu schnell nach einer Einfahrt eine Ausfahrt in die Gegenrichtung gestellt, kann es zu Entgleisungen kommen. Wie dieses Problem gelöst werden könnte, ist noch unklar.