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2022 | Buch

Systemtechnik des Schienenverkehrs

Bahnbetrieb planen, steuern und sichern

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Über dieses Buch

Dieses Lehrbuch vermittelt sehr verständlich und anschaulich mit vielen Abbildungen das aktuelle Basiswissen der Eisenbahnbetriebslehre in Verbindung mit den betrieblichen Funktionalitäten der Leit- und Sicherungstechnik. Es beschreibt prozessorientiert die maßgebenden Systemeigenschaften des Schienenverkehrs. In der aktuellen Auflage wurden insbesondere die Abschnitte zum European Train Control System (ETCS) zur Berücksichtigung aktueller Entwicklungen überarbeitet und ergänzt. Weiterhin wurden in den Kapiteln zur Leistungsuntersuchung und zur Fahrplankonstruktion die Behandlung kapazitätsrelevanter Netzelemente sowie die Bewertung des Fahrplans in der Darstellung verbessert. Praktische Zusatzinformationen zum Buch, wie beispielsweise ein Online-Glossar in Deutsch und Englisch, finden sich auf der Homepage des Autors.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Grundbegriffe des Schienenverkehrs
Zusammenfassung
Der Schienenverkehr verfügt über besondere Systemeigenschaften, aufgrund derer sich die Gestaltung der Betriebsprozesse deutlich von anderen Verkehrsträgern unterscheidet. Dies spiegelt sich in der gesetzlichen Einordnung der Schienenbahnen wider und führte zur Entwicklung einer sehr speziellen Begriffswelt zur Klassifizierung der Betriebsstellen und der Fahrten mit Eisenbahnfahrzeugen. Bedingt durch die historische Entwicklung bestehen dabei im internationalen Vergleich teilweise deutliche Unterschiede.
Jörn Pachl
Kapitel 2. Fahrdynamische Grundlagen
Zusammenfassung
Die Fahrdynamik ist ein Teilgebiet der Fahrzeugmechanik, das sich mit den zur Ortsveränderung von Landfahrzeugen notwendigen Bewegungsvorgängen, den diese Bewegungsvorgänge verursachenden Kräften und den dabei auftretenden Naturgesetzen befasst. Bezüge zur Fahrdynamik tauchen in vielen Bereichen der Verkehrstechnik und Verkehrsplanung auf und berühren nahezu alle Bereiche der Eisenbahntechnik. Im Folgenden werden mit dem Schwerpunkt der Fahrzeitermittlung nur die für die Systemgestaltung und die Planung der Betriebsführung von Eisenbahnen wichtigen Aspekte der Fahrdynamik angesprochen.
Jörn Pachl
Kapitel 3. Regelung und Sicherung der Zugfolge
Zusammenfassung
Aufgrund der die Sichtweite des Triebfahrzeugführers erheblich überschreitenden Bremswege von Schienenfahrzeugen sind von der Sichtweite unabhängige Verfahren zur Abstandsregelung nötig. Als dominierendes Verfahren hat sich das Fahren im festen Raumabstand durchgesetzt. Während bei einfachen Verhältnissen der Raumabstand mit nichttechnischen Methoden gesichert werden kann, ist bei stärkerem Zugverkehr die Anwendung einer technischen Zugfolgesicherung in Form des Streckenblocks erforderlich. Ergänzt werden diese Systeme durch Zugbeeinflussungsanlagen, die das Überfahren von Fahrerlaubnisgrenzen verhindern und bei hohen Geschwindigkeiten die Führung der Züge übernehmen.
Jörn Pachl
Kapitel 4. Steuerung und Sicherung der Fahrwegelemente
Zusammenfassung
In Bereichen, wo sich Fahrwege verzweigen oder kreuzen, muss zusätzlich zur Abstandsregelung sichergestellt werden, dass Fahrzeuge nicht entgleisen und zusammenstoßen. Die Sicherung beruht dabei auf dem Fahrstraßenprinzip, indem vor Zulassung einer Zugfahrt auf den zu befahrenden Gleisabschnitten alle beweglichen Fahrwegelemente in die richtige Lage gebracht und gesichert werden. Zusätzlich werden gefährdende Fahrten ausgeschlossen. Für die technische Umsetzung dieses Sicherungsprinzips sind Stellwerke unterschiedlicher Bauformen im Einsatz.
Jörn Pachl
Kapitel 5. Leistungsuntersuchung von Eisenbahnbetriebsanlagen
Zusammenfassung
Durch Leistungsuntersuchungen wird ermittelt, in welcher Betriebsqualität ein bestimmtes Betriebsprogramm auf einer gegebenen Infrastruktur fahrbar ist. Das dient sowohl der leistungsgerechten Dimensionierung der Infrastruktur als auch der Ermittlung der im Rahmen der Fahrplankonstruktion nutzbaren Fahrwegkapazität. Als Methodik kommen analytische Verfahren und Simulationsmodelle zur Anwendung.
Jörn Pachl
Kapitel 6. Fahrplankonstruktion
Zusammenfassung
Die vorausschauende Planung der Zugfahrten in Form des Fahrplans ist seit jeher ein Grundelement des Bahnbetriebs. Aufgrund der vielfältigen Restriktionen in einem spurgeführten System ist eine Koordination der Zugfahrten durch den Infrastrukturbetreiber zur Gewährleistung eines konfliktfreien Betriebsablaufs erforderlich. Dies geschieht durch Planung von Fahrplantrassen, die die zeitliche und räumliche Inanspruchnahme der Infrastruktur durch Zugfahrten beschreiben.
Jörn Pachl
Kapitel 7. Taktfahrplan
Zusammenfassung
Im Taktfahrplan werden zwischen den Zügen einer Linie feste Zugfolgezeiten geplant. Im Personenverkehr sind Taktfahrpläne bei vielen Bahnen verbreitet. Gegenüber Fahrplänen mit frei geplanten Fahrplantrassen führen Taktfahrpläne zu zusätzlichen Anforderungen an Fahrplankonstruktion, Infrastruktur und Betriebsführung. Besondere Randbedingungen gelten für Integrale Taktfahrpläne, bei denen mehrere vertaktete Linien in Anschlussknoten miteinander verknüpft werden.
Jörn Pachl
Kapitel 8. Betriebssteuerung
Zusammenfassung
Die traditionelle Betriebssteuerung mit örtlich besetzten Betriebsstellen wird zunehmend durch eine zentralisierte Betriebssteuerung abgelöst. Dies erfordert die Entlastung der Fahrdienstleiter durch Anlagen zur automatischen Zuglaufverfolgung und Zuglenkung, sowie Systeme zur Unterstützung der Disponenten bei der Konflikterkennung und -lösung sowie Rückfallebenen bei Ausfall der zentralen Steuerung.
Jörn Pachl
Kapitel 9. Betriebstechnik der Rangierbahnhöfe
Zusammenfassung
Rangierbahnhöfe sind die Sortieranlagen des Einzelwagenverkehrs. Durch das beim Auflösen und Bilden der Züge angewandte Rangieren durch Schwerkraft im Ablaufbetrieb unterscheiden sich die Prozesse in einem Rangierbahnhof grundlegend von den sonst für Zug- und Rangierfahrten angewandten Verfahren. Weichen werden unter Aufgabe des Fahrstraßenprinzips einzeln zwischen den ablaufenden Wagen umgestellt. Die Geschwindigkeit der ablaufenden Wagen wird fahrwegseitig durch Gleisbremsen gesteuert.
Jörn Pachl
Kapitel 10. Symbole in grafischen Darstellungen
Zusammenfassung
Die in Lageplänen verwendete Symbolik stellt eine vereinfachte Auswahl der bei der Deutschen Bahn AG üblichen Zeichen für Pläne dar. Die Darstellung von Prozessabläufen lehnt sich an die SysML/UML-Notation für Aktivitätsdiagramme an.
Jörn Pachl
Backmatter
Metadaten
Titel
Systemtechnik des Schienenverkehrs
verfasst von
Jörn Pachl
Copyright-Jahr
2022
Electronic ISBN
978-3-658-38266-7
Print ISBN
978-3-658-38265-0
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-38266-7