Bei der Vorzugsausfallrichtung wird im Sinne des Fail-Safe-Prinzips eine definierte Reaktion bei Ausfall einer Komponente in der Signaltechnik verstanden. Diese Reaktion basiert auf grundlegenden physikalischen Gegebenheiten wie der Erdanziehungskraft oder Elektrotechnik.
Eines der besten Beispiele für das Prinzip der Vorzugsausfallrichtung ist das Formsignal. Um einen Fahrtbegriff darzustellen, wird Energie in Form von Seilzügen aufgewendet, um den oder die Signalflügel nach oben zu bewegen.
Beispielhafte Darstellung eines Formsignals mit Begriff Hp1 "Fahrt". Quelle: Technik-Kiste.de
Für Triebfahrzeugführende ist der Fahrtbegriff klar aufgrund der eindeutigen Stellung erkennbar. Diese passieren das Hauptsignal, ohne davor anzuhalten. Ausgenommen sind Planmäßige Halte, bei denen bereits eine Durchfahrt eingestellt wurde.
Man kann sich nun fragen, was geschieht, wenn das Seil in Richtung des Hauptsignals reißt?
Aufgrund der Beschaffenheit des Signalflügels in Verbindung mit der Erdanziehungskraft möchte dieser in seine energieärmste Lage zurückkehren. In der Praxis bedeutet dies, dass er in Richtung Boden fällt. Als halt zeigende Lage wurde ein horizontal liegender Flügel definiert. Hierfür werden konstruktive Maßnahmen betroffen, durch diese er nicht weiter nach unten fällt.
Beispielhafte Darstellung eines Formsignals mit Begriff Hp0 "Halt". Quelle: Technik-Kiste.de
Nähert sich ein Eisenbahnfahrzeug dem Signal, bremst der Triebfahrzeugführende aufgrund seiner Kenntnis über die Signalbegriffe das Fahrzeug zum Stillstand.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass durch eine Vorzugsausfallrichtung mit oftmals geringen Mitteln das Fail-Safe-Prinzip genügend umgesetzt werden kann.
Doch wie funktioniert dies bei modernen Systemen der Informationsverarbeitung?
Die simpelste Form ist die Verwendung eines Heartbeats. Dieser wird zwischen Rechnersystemen in vorher fest definierten Zeitabständen ausgetauscht. Bleibt dieser aus, übernimmt das redundante System.
Der Heartbeat stellt somit eine Art Herzschlag dar. Ausgetauscht werden diese über Netzwerke oder serielle Verbindungen. Protokolle und Software werten die Informationen aus und ändern den Status von Komponenten aus dem passiven in den aktiven Betriebsmodus.
Austausch eines Heartbeats. Quelle: Technik-Kiste.de
Kann jedoch die redundante Komponente ebenfalls nicht den gewünschten Dienst zur Verfügung stellen, so ist als Vorzugsausfallrichtung z. B. das Ausbleiben des Dienstes die Folge. Für die Eisenbahn bedeutet dies, dass z. B. mehrere getrennte Kommunikationsverbindungen zum Haltfall der Signale führen würden. Somit greift auch hier eine Vorzugsausfallrichtung.
Hier wird bei Ausfall des informationstechnischen Signals eine Umschaltung oder der Ausfall zur sicheren Seite durch Stillstand vorgenommen.
Beide der oben genannten Beispiele sind jedoch nicht überall umsetzbar. So ist es unter anderem bei Leuchtelementen wie Signallampen. Diese müssen durch Schaltungen überwacht und durch betriebliche Regelungen oder andere Systeme wie die Zugbeeinflussung gesichert werden. Ist ein Lichtsignal in einem Maße gestört, das die Optiken kein eindeutiges Signalbild erkennen lassen, so ist an diesem nur auf Befehl oder Zusatzsignal vorbei zu fahren. Übersehen Triebfahrzeugführende das defekte Signal, greift dennoch die Zugbeeinflussung ein und löst eine Zwangsbremsung aus. Der Eisenbahnbetrieb steht nun zwar still, ist jedoch sicher, also Fail-Safe durch Entnahme der kinetischen Energie.