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2007 | Buch

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Verkehrsleittechnik

Automatisierung des Straßen- und Schienenverkehrs

herausgegeben von: Professor Dr.-Ing. Dr. h.c. Eckehard Schnieder

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Buchreihe : VDI-Buch

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Auszug

Verkehr ist eine wesentliche Grundlage der Gesellschaft, Zivilisation und Wirtschaft. Über Jahrhunderte wurden Verkehrswege geschaffen und immer neue Verkehrsmittel entwickelt. Sie dienen der Raumüberwindung von Menschen und Gütern, d. h. dem Transport, und bilden eine wichtige Voraussetzung für Mobilität als humanem und sozialem Wert an sich. Verkehr ist von akuter öffentlicher Präsenz. Verbunden mit Mobilität sind neben der Nutzung von Energie zur Beförderung und den damit einhergehenden Emissionen (Feinstaub, CO₂) auch Risiken und Schäden an Personen, Sachen und Natur durch Verkehrsteilhabe.

2. Grundlegende Begriffe und Konzepte

Auszug

Ausgehend von einer anfangs noch intuitiven Vorstellung der Verkehrsleittechnik werden nach und nach geeignete Begriffskonzepte entwickelt und sprachlich präzise formuliert. So entsteht aus einer mentalen Idee über eine Terminologie eine strukturierte Taxonomie. Die danach im nächsten Abschnitt vorgestellten Konzepte der Konstituenten, der Rollen und die hierarchische Organisation zeigen bereits die ersten Taxonomien und Begriffstrukturen der Verkehrsleittechnik, welche mit Hilfe von etablierten Modellkonzepten weiterentwickelt werden.

3. Regelung der Längsbewegung eines Verkehrsmittels

Auszug

Verkehr dient der schnellen, sicheren und komfortablen Beförderung individueller Transportobjekte wie Personen oder Sachgütern mit eigens dafür vorgesehenen Verkehrsmitteln wie PKW, Bussen, LKW oder Personen- und Güterzügen auf den entsprechenden Fahrwegen der Infrastruktur des Straßenoder Schienenverkehrs. Physikalisch ist die Beförderung von Verkehrsobjekt und Verkehrsmittel längs des Weges von der Quelle bis zum Ziel eine Massenbewegung.

4. Messsysteme und Sensorik

Auszug

Die Grundlage für den Aufbau von Leit- und Beeinflussungssystemen mit hoher Effizienz bildet das Wissen (oder die Abschätzung) um den aktuellen Zustand in dem sich der Verkehr bzw. seine Objekte befindet bzw. befinden. Hierzu müssen in geeigneter Weise Informationen beschafft und ggf. zu einer verarbeitenden Stelle übertragen werden.

5. Kommunikation für die Verkehrsleittechnik

Auszug

Für die Organisation des Verkehrs kommt es auf ein abgestimmtes Zusammenwirken der Verkehrsmittel auf den Verkehrswegen an. Dafür muss die verkehrsbeschreibende und -beeinflussende Information möglichst an den relevanten und veränderlichen Orten des Verkehrsgeschehens fehlerfrei, vollständig und unverzögert vorhanden sein. Die Aufgaben der Kommunikation für die Verkehrsleittechnik werden in Abschnitt 5.1 beschrieben.

6. Flusssteuerung im Straßenverkehr

Auszug

Mobilität und Verkehr bilden einen wichtigen Eckpfeiler unserer Gesellschaft. Die zunehmende örtliche Differenzierung der sozialen Funktionen Wohnen, Arbeit, Freizeit und Reisen haben zu einer starken Zunahme des Individualverkehrs geführt. Deutschland ist aufgrund seiner zentralen Lage in Europa ein bedeutender Verkehrsknotenpunkt. Die Osterweiterung der EU, die Globalisierung und eine zunehmend arbeitsteilige Wirtschaft werden auch in Zukunft zu einem verstärkten Anwachsen von Personen- und Güterverkehr führen. Abbildung 6.1 gibt einen Überblick über die Straßenbelastung auf den Autobahnen in Deutschland. Die Abbildung zeigt die Jahresfahrleistung in Milliarden km in Deutschland für den Zeitraum von 1975 bis 2004. Die jährliche Fahrleistung ist durch einen fortschreitenden starken Zuwachs geprägt, der sich tendenziell weiter fortsetzt. Im genannten Zeitraum hat sich die Jahresfahrleistung ungefähr vervierfacht. Die durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke (DTV), welche die durchschnittliche Anzahl an Fahrzeugen angibt, die in 24 Stunden einen Autobahnabschnitt befahren, hat sich in den etwa 30 betrachteten Jahren zwischen 1975 und 2004 von ca. 25.000 KFZ/24h auf ca. 50.000 KFZ/24h verdoppelt.

7. Sicherung und Steuerung von Zugbewegungen (Zugbeeinflussung)

Auszug

Ausgehend von einer historischen Rückschau auf die Notwendigkeit und Entwicklung der Eisenbahnsicherungstechnik werden die regelungstechnischen Hintergründe der Abstandshaltung im Schienenverkehr erklärt. Darauf aufbauend wird die Notwendigkeit von Zugbeeinflussungssystemen konzeptionell erläutert. Neben der Formalisierung der Zusammenhänge werden Korrespondenzen zum Straßenverkehr hergestellt und reale Zugbeeinflussungssysteme beschrieben.

8. Kreuzungsmanagement im Straßenverkehr

Auszug

In diesem Kapitel werden ausgehend von der Aufgabenstellung des Kreuzungsmanagements und der Verkehrsqualität an Knotenpunkten (Abschnitt 8.1) zuerst Knotenpunkte ohne Lichtsignalanlagen (LSA) (Abschnitt 8.2) betrachtet. Anschließend werden die Konzepte zur Verkehrsflusssteuerung an Knotenpunkten mit Lichtsignalanlagen (Abschnitt 8.3) und darauf aufbauend die Auslegung von Steuerungen (Abschnitt 8.4) behandelt. Abschließend werden Beispiele für Standards und Steuerungssysteme vorgestellt (Abschnitt 8.5).

9. Knotenmanagement im Schienenverkehr

Auszug

Der Verkehr zielt auf die Ortsveränderung von Personen und Gütern. Das Verkehrsmanagement dient aus Sicht des Betreibers eines Verkehrssystems der Optimierung betrieblichen Prozessabläufe, hinsichtlich der mit dem Betrieb eines Verkehrssystems verbundenen Zielgrößen der Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Beförderungsqualität. Primäres Ziel der Verkehrsplanung ist es, hierfür ein optimiertes Verkehrsangebot zur Verfügung zu stellen (Kirchhoff 2002). Eine Optimierung auf der Ebene des Gesamtsystems ergibt sich jedoch nur aus einem aufeinander abgestimmten Zusammenwirken der Systemkonstituenten Verkehrsobjekte (Verkehrsmittel), Verkehrswegeinfrastruktur und Verkehrsorganisation. Jede dieser Konstituenten kann für sich nur vor dem Hintergrund ihres wechselseitigen Zusammenwirkens im systemischen Zusammenhang gestaltet werden.

10. Rangiertechnik

Auszug

Für die zielreine Beförderung von Sachgütern im Schienenverkehr hat sich ein eigenes Produktionskonzept herausgebildet. Am Quellbahnhof werden Wagen für den Versand beladen und zu Wagengruppen zusammengestellt, die dann als übergabezug zu einem Knotenbahnhof fahren. Dieser Zug wird dort zerlegt und über aufwändige Gleis-, Weichen und Bremssysteme für die jeweiligen Zielbestimmungen zu größeren Zugverbänden zusammengestellt werden. Mit diesem so genannten Nabe-Speiche-Prinzip ist es möglich, mit wenigen konzentrierten und hochautomatisierten Zugbildungsanlagen die Voraussetzungen einer flächendeckenden Verteilung von Sachgütern für den Transport auf Schienenwegen zu schaffen (vgl. Kapitel 14).

11. Technische Sicherung von Bahnübergängen

Auszug

Bahnübergänge sind höhengleiche Kreuzungspunkte des Schienen- und Straßenverkehrs. Sie stellen im Netz beider Verkehrsträger besondere Unfallschwerpunkte dar. Dies belegen jedes Jahr die Unfallstatistiken, die zeigen, dass pro Jahr an europäischen Bahnübergängen etwa 330 Menschen in mehr als 1200 Unfällen sterben. In den europäischen Ländern stellen die an Bahnübergängen Getöteten zwischen 50–80% aller Opfer des Schienenverkehrs. Die Abbildung 11.1 zeigt als Beispiel die Situation in Deutschland im Jahre 2005.

12. Netzmanagement im Straßenverkehr

Auszug

Das Management der Verkehrsströme in den Straßenverkehrsnetzen der Städte und Regionen ist vielen Zielen verpflichtet, die im Rahmen der existierenden Verkehrswegeinfrastrukturen und des aus der Siedlungsstruktur resultierenden Verkehrsaufkommens in Abwägung vieler z. T. gegenläufiger Interessen verfolgt werden. Daraus resultiert ein komplexes Geflecht von dynamischen Zusammenhängen der Zielverfolgung von Verkehrsteilnehmern sowie der Verantwortung für die Kapazitäten von Abschnitten und Knoten des Verkehrsnetzes. Die Verhaltensdynamik lässt sich mit physikalischen Analogien beschreiben und auf Grund von Erhebungen und Modellen simulieren sowie prognostizieren. Die nicht immer vorhersehbare Wirkung zwischen örtlicher, zeitlicher und zentraler Einflussnahme und dezentraler Reaktion sowie die Qualität der Verkehrslageerfassung und -übermittlung im Straßenverkehr bergen jedoch gewisse Unschärfen.

13. Netzmanagement des Schienenverkehrs

Auszug

Die historische Entwicklung der Eisenbahnen war durch enge Kopplung der Eisenbahnen mit dem Staat gekennzeichnet. Dies kann unter anderem mit den hohen und vor allem langfristigen Investitionen in die Eisenbahninfrastruktur und die Schienenfahrzeuge erklärt werden. Dieses führte in jedem Land zu einer betrieblich und technisch hochentwickelten und speziellen jedoch landesspezifischen Leit- und Sicherungssystemen (vgl. Abschnitt 7.5) die untereinander inkompatibel sind, und daher nur kleine Märkte bedingen (Aberle 2002) und keinen über Landesgrenzen hinausgehenden Zugbetrieb und Management ermöglichen.

14. Flottenmanagement

Auszug

Beim Flottenmanagement geht es um die Planung, Koordination und Überwachung von Verkehrsmitteln zum Zweck des Gütertransportes auf den Netzen sowohl des Straßen- als auch des Schienenverkehrs (Aberle 2002).

15. Modal-Split-Management

Auszug

Die Aufteilung der gesamten Verkehrsleistung in einem bestimmten Gebiet auf die verschiedenen Moden der Mobilität, d. h. der technischen Moden mit Straßen- und Schienenverkehr sowie Luft- und Schiffsverkehr, einschließlich der Moden mit natürlicher Antriebskraft wie Fußgänger- und Radfahrverkehr, wird als Modal-Split bezeichnet. Abbildung 15.1 zeigt als Beispiel die Modal-Split-Entwicklung des Personen- und Güterverkehrs in Deutschland im Straßen- und Schienenverkehr.

Backmatter

Titel: Verkehrsleittechnik
herausgegeben von: Professor Dr.-Ing. Dr. h.c. Eckehard Schnieder
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-540-48541-4
Print ISBN: 978-3-540-48296-3
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-48541-4

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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

2. Grundlegende Begriffe und Konzepte

3. Regelung der Längsbewegung eines Verkehrsmittels

4. Messsysteme und Sensorik

5. Kommunikation für die Verkehrsleittechnik

6. Flusssteuerung im Straßenverkehr

7. Sicherung und Steuerung von Zugbewegungen (Zugbeeinflussung)

8. Kreuzungsmanagement im Straßenverkehr

9. Knotenmanagement im Schienenverkehr

10. Rangiertechnik

11. Technische Sicherung von Bahnübergängen

12. Netzmanagement im Straßenverkehr

13. Netzmanagement des Schienenverkehrs

14. Flottenmanagement

15. Modal-Split-Management

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