Wie dicht können Züge hintereinander fahren? Wie sieht ein Zugslot in räumlicher und zeitlicher Dimension aus? Aus welchen Bestandteilen besteht eine solche Sperrzeit? Warum ist die Streckenkapazität bei Bahnstrecken stark eingeschränkt? Wie steht es mit der Leistungsfähigkeit von Strecken, auf denen Züge mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fahren? Auf all diese Fragen findet man Antworten unter der Rubrik Sperrzeiten:
Stellwerke koordinieren mehrere Zugfahrten innerhalb eines bestimmten Stellbereiches. Die entsprechenden Zugfolgezeiten und Trassenlagen sind zwar fahrplantechnisch vorgegeben, sie erreichen aber schnell ihre physikalischen Grenzwerte. In der Theorie kann zu jeder Zugfahrt nämlich eine Sperrzeit drüber gestülpt werden. Eine solche Sperrzeit ist eindeutig und gilt immer nur für eine Zugfahrt. Sie hat eine gewisse Zeitlänge in Abhängigkeit des Ortes. Diese Sperrzeiten können über Zeit Weg Diagramme sichtbar gemacht werden.
Warum sind diese eigentlich so wichtig? Sie bestimmen, wie schnell Züge maximal zeitlich aufeinander folgen können. Wir Bahntechniker sprechen dabei von der Mindestzugfolgezeit.
Anhand der Sperrzeiten und der resultierenden Mindestzugfolgezeit kann ausgesagt werden, wie viele Züge einen Streckenquerschnitt passieren können. Sie sagt auch darüber aus, wie viele Menschen auf einer Strecke oder durch einen Verkehrsknoten befördert werden können. Von dieser hängt also die Leistungsfähigkeit des Systems bzw. des Streckenabschnitts ab.
Sperrzeiten gliedern sich in verschiedene unterschiedliche Bestandteile auf. Jedes dieser Bestandteile ist komplex genug, denn diese beschreiben nahezu alle Interaktionsschritte zwischen Stellwerk und Zugfahrt. In dieser Rubrik wird darauf intensiv eingegangen.
Sperrzeitrechner in Abhängigkeit der Zugsicherungstechnik
Wie lange ist ein Gleis bei einer Zugfahrt belegt? Wie berechnet sich diese Sperrzeit? Aus welchen Sperrzeitbestandteilen besteht diese Sperrzeit? Inwiefern spielt die Art der Zugsicherungstechnik hierbei ein Rolle? Wie lässt sich eine solche Sperrzeit im Planungsprozess optimieren? Wie ist das Verhältnis der Geschwindigkeit zu den einzelnen Vorgängen der Sperrzeit? Alle Antworten dazu liefert unser Sperrzeitrechner:
Zu den Eingabedaten unseres Sperrzeitrechners zählen die Stellwerksart, die vorherrschende Zugsicherungstechnik, bestimmte gefahrene Geschwindigkeiten sowie Blocklänge und die Zuglänge. Einige Eingabedaten davon dienen der Art der Berechnungsmethodik und der Wertermittlung für den weiteren Berechnungsgang. Dabei fließen die Werte jeweils in die Berechnung der einzelnen Sperrzeitbestandteile ein.
Diese einzelenen Bestandteile weist der Sperrzeitrechner als relevante Zwischenergebnisse aus. Das sind zum Beispiel die Signalsichtzeit oder die Annäherungsfahrzeit. Im letzten Schritt lassen sich diese Ergebnisse auf das Endergebnis, die resultierende Sperrzeit des Gleisabschnittes beziehungsweise des Blocks, aggregieren.
Sperrzeiten bei einer Bahnhofseinfahrt
Eine Bahnhofseinfahrt mit einem Zug löst mehr Prozessschritte aus, als es auf den ersten Blick vermuten lässt. Dabei bildet die Sicherungsanlage entsprechende Fahrstraßen. Diese Fahrtstraßen sind vorgegebene Routen vom Einfahrsignal über das Gleisvorfeld des Bahnhofes bis hin zum Ausfahrsignal. Die Besonderheit liegt in der sequenziell Auflösung der Gleisabschnitte dieser Fahrstraße. Die so wichtigen Fahrstraßenteilauflösungen und Durchrutschwegauflösungen ermöglichen nämlich weitere Bahnhofseinfahrten und Bahnhofsausfahrten. Sie dienen also einer besseren Leistungsfähigkeit innerhalb eines Bahnhofes.
Eine solche Fahrstraßenteilauflösung ist immer dort projektiert, wo weitere Züge dadurch schneller nachfolgen können. Das sind dann meistens Einfahrweichen, die sich in Richtung der Bahnsteiggleise verzweigen. Die klassische Sperrzeit wird dann zum Wohle der Leistungsfähigkeit stufenweise eingekürzt. Deswegen befasst sich dieses Kapitel mit den technischen Zusammenhängen solcher Auflösungen hinsichtlich dieser Sperrzeiten einer Bahnhofseinfahrt.
Sperrzeitbestandteile
Züge fahren in vordefinierten Räumen, und müssen ihren eigenen Raum zeitlich reservieren. Erst dann darf eine Zugfahrt stattfinden. Während der Reservierung und einer anschließenden Belegung kann kein weiterer Zug diesen Raum für sich beanspruchen. Wir Bahntechniker bezeichnen diesen reservierten und belegten Zeitblock als Sperrzeit. Diese Sperrzeit ist schließlich die Summe mehrerer Sperrzeitbestandteile, die das Wesen einer Zugfahrt zugleich anschaulich beschreiben.
Da wäre zum einen die technische Bearbeitungszeit diese reservierte Fahrstraße zu bilden. Zum anderen muss diese Fahrstraßenbildung noch vor dem Zeitpunkt erfolgen, bevor das Fahrpersonal das Signalbild des Blockes sehen kann, damit er immer so eine Art grüne Welle hat. Wir sprechen von der Signalsichtzeit und der anschließenden Annäherungsfahrzeit. Dann befährt der Zug den Block, wofür ebenso eine Zeitdauer vergeht. Wenn er den Block mit seiner Zugspitze räumt, löst sich die Fahrstraße gleich danach auf. Auch diese Zeiten sind separate Sperrzeitbestandteile.