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.
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.
Maximal möglicher Streckendurchsatz
Wie groß ist der maximal mögliche Streckendurchsatz unter bestimmten verschiedenen Annahmen wie Fahrtgeschwindigkeit oder Zuglänge? Inwiefern beeinflusst das vorherrschende Zugsicherungssystem die Sperrzeit? Welche Werte nimmt man bestenfalls beispielsweise für die Signalsichtzeit oder Annäherungsfahrzeit an? Und wie wirken ein Mischbetrieb auf die Leistungsfähigkeit einer Strecke ein? Alle Antworten dazu liefert unser Streckendurchsatzrechner:
Zu den Eingabedaten unseres Streckendurchsatzrechners zählen die Zugsicherungsart, die Stellwerksbauform, verschiedene Fahrgeschwindigkeiten, die Blocklänge, die Zuglänge und vieles mehr. Viele Eingabeparameter wählt der Anwender mittels Dropdownfelder aus. Das Thema Streckendurchsatz ist in der Realität recht kompliziert, sodass hinter den vielen Eingabedaten auch Annahmen zu Grunde liegen. Diese legen wir ebenso offen.
Dennoch, die Eingabe lohnt sich. Aus all den genannten Eingabedaten resultieren nämlich die sechs geläufigen Sperrzeitbestandteile der Bahntechnik, aber auch die maximal möglichen Streckendurchsätze. Letztere wird meist auch als Streckenleistungsfähigkeit verstanden.
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.