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Bahntechnik und BahnbetriebFünf Jahre „Bahntechnik und Bahnbetrieb“
Fünf Jahre gibt es nun „Bahntechnik und Bahnbetrieb“! Anlass, um kurz ein Resümee zu ziehen: Das Schaffensjahr war geprägt von anstrengenden Restaurationsarbeiten. Drei Videos und etliche Formelrechner haben wir überarbeitet. Mit dem Zugkonfigurator haben wir dabei den Grundstein für alle erdenklichen weiteren interaktiven Berechnungen gelegt. Durch die unendliche Kombinationsfähigkeit gibt es nun für die Fans von Bahntechnik und Bahnbetrieb alle Möglichkeiten, ihre Berechnungen durchzuführen.
Bei der Videoneuproduktion sticht vor allem das derzeit wohl wichtigste Eisenbahnthema heraus, nämlich das ETCS Video. Nun deckt unsere Videoserie viele wichtigen Themen der Eisenbahn ab, sodass eine gewisse Publikumsbreite Zugang finden kann. Auf dem Kanal selbst gab es jedoch zum Jahresanfang einen deutlichen Klickeinbruch. Wahrscheinlich sind die Restaurationseffekte kurzfristig schädlich, langfristig aber dienlich. Die Besucherzahlen auf unserer Internetseite hingegen steigen munter weiter. Ebenso Anfragen, Kommentare und vor allem die Anzahl an Abonnenten. Die Treue der Interessierten der letzten fünf Jahre blieb, unsere Motivation dadurch ebenso, sodass wir den inhaltlichen Kurs des letzten Jahres auch im Folgenden beibehalten werden.
Bahntechnik und BahnbetriebFunction of a tram switch
A classic tram switch which can be set remotely is called a “single switch”. The necessary impulse for control comes from the vehicle. It is therefore not set via interlockings, as is the case with railroads. However, the technical effort and the safeguarding before, during and after the operation of such a switch is similar to the processes of a route. In this chapter, the processes of this switch system in tram operation are described chronologically.
A variant of the train-operated setting process is the methodical request by radio. With this method, the vehicle receives an order via a trackside beacon to send a radio telegram to the switch after a certain distance of track has been covered. The switch controller then gives the setting command to the switch, whereupon it sets and locks. It is then driven over and cleared, similar to a route in railroad engineering.
Definition of tram
The tram is a transport system that cannot easily be squeezed into a concrete scheme. It takes on the most diverse forms and modes of operation in the cities across the world. In this chapter, we will discuss all relevant forms of operation, both in front of and behind the scenes. In addition to the classic one-way tram, there’s also bi-directional operation. Or the tram independent of road traffic. More inconspicuous to the passenger are other forms of development, such as operation with signaling systems, depot control systems, or speed monitoring systems.
Thought one stage ahead, the tram system can occasionally be conceptualized as a train configuration coupled to each other.And last but not least, there are trams that do not even touch road traffic in any way. Especially with the last-mentioned developments, they are already initial stages or already converted systems of a light rail or subway, for which separate definitions apply in each case.
Meilenstein Produktionsquote
Die Produktionsquote ist ein von uns definierter Meilenstein. Sie liegt nun bei einem Drittel. Es stehen derzeit 34 fertige Themen zur Verfügung. Weitere 10 spannende Videos sind bereits in Teilen vorproduziert und gehen in kleineren Anteilen in die Quote mit ein. Beabsichtigt sind insgesamt über 110 produzierte Themenkapitel.
Die Produktionsquote haben wir deswegen als Meilenstein definiert, weil sie die Entwicklung und den Arbeitsaufwand von uns selbst repräsentiert. Bis zur Vollendung ist noch ein gewaltiger Berg an Arbeit zu überwinden. 110 fertige Lehrvideos sind derzeit noch mehr ein Traum als ein erreichbares Ziel. Das nächste Drittel zu produzieren kann übrigens eine Stufe schwieriger werden. Grund dafür ist, dass wir die aus unserer Perspektive leichteren Themen bereits abgearbeitet haben. Schwierig erweist sich auch unser deutlich gestiegener Anspruch schöner Visualisierungen in den Videos. Zunehmend sind wir zudem auf weitere Fachexperten angewiesen, um mehr in die Tiefe gehen zu können, beispielsweise die stellwerkstechnischen Themen. Aber keine Herausforderung ist uns hier zu hoch. Der angedachte Endausbau ist der Themenübersicht zu entnehmen.
Bahntechnik und BahnbetriebETCS
European train control system, kurz ETCS, ist das vereinheitlichte Zugsicherungssystem im europäischen Bahnnetz. Es löst herkömmliche länderspezifische Zugsicherungssysteme ab, aber es bietet mehr als nur das. Es ist auf- und abwärtskompatibel, mit anderen Worten, ein ETCS ausgerüsteter Zug kann Signale mehrerer Zugsicherungssysteme annehmen und verarbeiten.
Vor allem die verschiedenen Level, also verschiedenen Technikzustände, prägen in enormem Ausmaß die Eisenbahnwelt. Die Funktionsweise der jeweiligen Level unterscheiden sich im Übrigen im großen Stil. Von Fahren auf Sicht bis hin zum Fahren im Bremswegabstand ist die ganze Palette der Eisenbahntechnik vertreten. ETCS ist also die zentrale Zugsicherungstechnik in Europa und Übersee. Alle relevanten Abläufe hierzu finden in diesen Erklärvideo ihre Berücksichtigung.
Bahntechnik und BahnbetriebIn Restauration: Gleisfreimeldung
Das Thema Gleisfreimeldung lassen wir nun als Videoformat im neuen Glanz erstrahlen. Eine zeitgemäße Anmoderation, aber insbesondere neue Darstellungen und detailliertere grafische Animationen behandeln das nicht einfache Thema anschaulich. Die Gleisfreimeldeeinrichtungen, seien es Achszähler oder Gleisstromkreise, sind die wohl wichtigsten Streckenelemente in der Zugsicherungstechnik. Nur sie ermöglichen das sogenannte Fahren im Raumabstand. Sie erkennen nämlich den Beginn und das Ende eines kompletten Zugverbandes.
In diesem restaurierten Video geht es weniger um die physikalische Wirkweise, sondern viel mehr um die technischen Abläufe wie Vorblockung, Rücklockung und Signalhaltfall. Jede Gleisfreimeldeeinrichtung ist dabei mit weiteren Prozessen eines Stellwerks bzw. eines Streckenblockes gekoppelt. Nur durch eine erfolgreiche Gleisfreimeldung können weitere Züge die Strecke befahren.
In Restauration: Einfahrt in den Bahnhof
Eines der ersten Videos unserer Serie war das Video über die Einfahrt in den Bahnhof und deren Sperrzeiten. Nun haben wir es erneuert. Moderation, Intro, Abspann aber vor allem der Animationsteil ist jetzt modernisiert. Wenn ein Zug in einen Bahnhof einfährt, dann gibt es neben den klassischen Sperrzeiten der Eisenbahntechnik auch einige Besonderheiten. Das wären zum Beispiel die Teilfahrstraßenauflösung, oder das Stellen eines Durchrutschweges.
Mit dem Einfahrsignal ist oftmals eine Geschwindigkeitseinschränkung verbunden. Das entsprechende Zielsignal bleibt zumeist auf Halt, bis der Zug zum Stillstand kommt. Erst nach der Einfahrt in den Bahnhof stellt sich die Fahrstraße für die Ausfahrt. Alle prozesstechnischen Schritte aus der Sicht des Stellwerks aber auch aus der Sicht des Fahrpersonals behandeln wir in diesem kurzen Video.
Bahntechnik und BahnbetriebFahrzeitermittlung
Welche Zugeigenschaften beeinflussen die Fahrzeitermittlung? Welche Fahrzeiten haben Züge auf bestimmten Strecken mit konkret ausgewählten Geschwindigkeitsvorgaben? Sind streckenseitig vorgegebene Geschwindigkeiten durch bestimmte Züge überhaupt erreichbar? Wie wirken beispielsweise das Zuggewicht, die Zuladungsmasse oder die Verzögerungswerte auf die Fahrzeitermittlung ein?
Alle Antworten dazu liefert unser Fahrzeitrechner. Zu den Eingabedaten zählen neben allen relevanten zugtechnischen Eingabeinformationen, vor allem auch Streckenabschnittsdaten. Des weiteren gibt es Eingabefelder wie die Ausreizung der Zugkraft, oder Auswahlfelder für die Bremseigenschaften. Die wichtigsten Eingaben sind allerdings die streckenseitigen Eingaben. Hier kann der Anwender bis zu 20 verschiedene Streckenabschnitte mit den jeweils drei folgenden Informationen beschreiben: Das sind die zulässige Höchstgeschwindigkeit, die Steigung und Neigungsverhältnisse, sowie die Länge des Streckenabschnittes.
Dadurch erhält der Anwender als Ausgabeformat insbesondere die zulässigen Geschwindigkeitsbänder, aber vor allem auch die dazugehörige Fahrschaulinie. Aus der Fahrschaulinie leiten sich die vor allem die Fahrzeit und der zurückgelegte Weg ab. Aber auch viele andere Ein- und Ausgabewerte liefern Antworten auf viele Aufgabenstellungen der Bahntechnik.
In Restauration: interaktive Formelrechner
Derzeit restaurieren wir verschiedene interaktive Formelrechner von unserer Internetseite. Darunter zählen insbesondere der Fahrspielrechner, der Beschleunigungsrechner und der Verzögerungsrechner. Sie alle erhalten eine neue Grundstruktur. Sie geht vom kürzlich erst veröffentlichten Zugkonfigurator aus. Mit diesem kann der Anwender seine gewünschte Zugkonfigurationen individuell aus Triebfahrzeugen und Wagen zusammenstellen. Diese individuelle Kombinierbarkeit wird nun in die anderen Rechner integriert. Darüber hinaus geben wir weitere Eingabeerleichterungen und detailliertere und neue Ergebnisse aus. Die vielen Trajektorien und Diagramme werden genauer berechnet. Die Zugeigenschaften sind detaillierter und zutreffender im Programmiercode hinterlegt.
Insbesondere beim Beschleunigungsrechner gibt es zusätzlich neue Ergebniskennzahlen, mithilfe dieser der Anwender den Beschleunigungsvorgang besser nachvollziehen kann. Die Restaurierung beeinflusst auch weitere interaktive Formelrechner, die wir noch veröffentlichen wollen. Sie erhalten ebenso dieselbe Grundstruktur.
Zugdaten
Wie gestalten sich bestimmte Zugdaten, beispielsweise die fahrdynamischen Widerstände eines konkret ausgewählten Zuges? Welches Gewicht kann eine Zugtype annehmen, wenn man eine bestimmte Zuladung unterstellt? Wie viele Fahrgäste kann einen bestimmte Zugkonfiguration aufnehmen? Welche Anfahrzugkraft hat eine speziell ausgewählte Lokomotive? Wie verhält sich die Zugkraft in Abhängigkeit der gefahrenen Geschwindigkeit? Wie teilen sich die fahrdynamischen Widerstände im Kräfteverhältnis auf?
Alle Antworten dazu liefert unser Zugkonfigurator. Er ist ein interaktiver Eingaberechner für die Besucher dieser Seite, die ihre Wunschkonfiguration eines Zuges einstellen können und entsprechende Ergebnisse erhalten wollen.
Als Eingabedaten hat der Anwender die Möglichkeit, aus 20 verschiedenen Triebfahrzeugtypen seinen Wunschzug zusammenzustellen. Durch die Angabe der Anzahl der Triebfahrzeuge sowie einer weiteren Auswahl von weiteren 20 verschiedenen Wagentypen kann jeder seinen eigenen konkreten individuellen Zugverband zusammenzustellen. Weitere Eingabemöglichkeiten sind die Streckensteigung und die Eingabe einer fahrzeugtechnischen Auslastung bzw. Zuladungsquote, die für die Zugmassenberechnung und somit für fast alle anderen Ergebnisse relevant sind. Als Ausgabe erhält der Anwender insbesondere die Zuglänge, verschiedene Gewichtsangaben, Kapazitätsinformationen, aber vor allem Informationen zu den Zugkräften, den Widerständen und den Beschleunigungen. Die letzteren Werte werden insbesondere in Abhängigkeit der Geschwindigkeit, in sogenannten Z-V Diagrammen ausgegeben. Diese Zugdaten sind dann wichtig für alle weiteren fahrdynamischen Berechnungen.
Meilenstein Hunderttausend Besucher unserer Internetseite
Unsere Internetseite zählt derzeit über hunderttausend Besucher seit dem Bestehen Ende 2017. Die Besucheranzahl ist eine Indikation für die Verwendbarkeit und Beliebtheit unserer Inhalte. Aus dem Feedback der Nutzer und aufgrund etlicher Anfragen wissen wir, dass nicht die Videos alleine der Treiber sind. Der Motor ist vor allem das vertiefende Konzept, insbesondere die weiteren Angebote durch Formelrechner und durch Bilderklärungen. Sie ergänzen die Videos und machen unsere Internetseite für alle, die noch mehr Tiefgang haben wollen, nützlich.
Ein Fokus in den nächsten Jahren legen wir deswegen unter anderem auf weitere Rechenanwendungen. Bei den Videos selbst setzen wir den bestehenden Trend fort, diese detaillierter in den Grafiken und Animationen zu produzieren. Dies geht zu Lasten der Produktionsgeschwindigkeit aber zugunsten der Besucherzahlen.
Bahnübergang
Ein Bahnübergang ist der Kreuzungspunkt von Straße und Schiene. Wenn man es sich aussuchen könnte, dann würde man Bahnübergänge nicht bauen, daher umgeht man den Bau eines solchen weitest gehend mit Brücken und Unterführungen. Dennoch lassen sie sich aus wirtschaftlichen und baulichen Gründen nicht immer vermeiden. Das Gefahrenpotenzial aus der Sicht eines Straßenverkehrsteilnehmers schränkt man mit Sichtflächen, Schildern und häufig auch mit Verkehrslichtzeichen und Schrankensystemen ein. Darüber hinaus gibt es entsprechende Verhaltensregeln aus der Straßenverkehrsordnung.
Auf der bahntechnischen Seite gibt es ganz andere Sicherheitstechniken, die zu dieser notwendigen Sicherheit beitragen. Das ist der Einschaltkontakt, das Bahnübergangssignal, eine Steuerungsanlage und ein Grundstellungskontakt. Das schwierige an Bahnübergängen sind vor allem aber die komplett unterschiedlichen Ansteuerungs- und Überwachungsphilosophien, auf die wir in diesem Kapitel ebenso eingehen. Ein Bahnübergang kann also ganz unterschiedliche Technikformen annehmen.
In Arbeit: Eisenbahnkreuzung
Derzeit erstellen wir ein Video über die verschiedenen Formen einer Eisenbahnkreuzung. Sie werden auch Bahnübergänge genannt und erzwingen bestimmte Verhaltensregeln sowohl für den Straßenverkehr als auch für den Schienenverkehr. Aber damit ist es nicht genug. Die Komplexität liegt vor allem in der Planung, Errichtung und Inbetriebnahme, sowie der regelmäßigen Inspektion dieser. Die Schwierigkeit ergibt sich darin, dass auf Bahnübergängen die verschiedensten Kombinationen von Rahmenbedingungen möglich sind.
Zum Beispiel die Sicht, kommend von der Straße, auf die Eisenbahnstrecke oder die zulässige Höchstgeschwindigkeit sind solche Parameter. Die verschiedenen Rahmenbedingungen führen zu ganz unterschiedlichen Bauformen einer solchen Eisenbahnkreuzung. Das sind entweder technisch ungesicherte oder aber welche mit Lichtzeichen und gegebenenfalls jene mit Schranken. Und nicht zuletzt gibt es ganz bestimmte technische Überwachungssysteme, um das Gefahrenrisiko zu minimieren. Das Thema ist also ein ganz buntes Potpourri der Eisenbahntechnik also.
Bahntechnik und BahnbetriebEisenbahnknoten mit Ausbaupotenzial
Quiz Nr. 17: Wir suchen dieses mal einen Eisenbahnknoten mit Ausbaupotenzial. Denn etliche Bahnbauprojekte schließen an diesen räumlich an.
Entwicklung der Schienennetze
Schienennetze haben verschiedene Formen. Da gibt es beispielsweise das Radialnetz mit einer punktzentrierten Achse oder das Stammstreckennetz mit seinen Streckenästen. Eine ganz andere Gestalt nehmen die vermaschten Streckennetze an. Je nach Netzform gibt es betriebliche und verkehrliche Vor- und Nachteile. Ergänzt werden solche Grundnetzformen mit den sogenannten Tangentialstrecken und anderen Streckenelementen.
Auf ein bestehendes Netz entwickeln Entscheidungsträger und Verkehrsplaner einzelne Infrastrukturprojekte weiter. Jede Maßnahme stellt einen Beitrag zur langfristigen Entwicklung der jeweiligen Schienennetze dar. Jedes dieser infrastrukturellen Vorhaben erfüllt ganz konkrete Funktionen, nämlich die Funktion einer Erschließung, einer Verdichtung oder einer Vernetzung. Aber welche Art von Baumaßnahme welcher konkreten Funktion entspricht, ist Inhalt in diesem Kapitel. Nebenbei findet eine recht vollständige Auflistung von generellen Schieneninfrastrukturprojekten in diesem grundlegenden Bahnkapitel ihren Platz.