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Berechnungsformel zur Überhöhung

Um wieviel Millimeter muss die Außenschiene bei einem Trassierungsbogen überhöht sein, sodass sie die Zentrifugalkraft ausgleicht? Wie wirkt sich die Befahrungsgeschwindigkeit auf die Seitenbeschleunigung aus? Wie entsteht dennoch eine Seitenbeschleunigung, obwohl eine Überhöhung trassierungstechnisch berücksichtigt ist? Und was ist eigentlich der Überhöhungsfehlbetrag? Alle Antworten dazu liefert unser Überhöhungsrechner:

Zu den Eingabedaten unseres Überhöhungsrechners zählen die Entwurfsgeschwindigkeit, der Entwurfsradius und die vorherrschende Spurweite. Im weiteren Verlauf kann der Bediener eine konkrete Überhöhung auswählen, sodass sich dadurch resultierende Seitenbeschleunigungen und Überhöhungsfehlbeträge ermitteln lassen.

Der Überhöhungsrechner verbindet alle physikalischen Zusammenhänge wie die Zentrifugalkraft, die entgegenwirkenden Hangabtriebskraft, die resultierende Seitenbeschleunigung und weitere Parameter. Dabei ist jeder Rechenvorgang mit ausführlichen Herleitungen genau beschrieben.

In Arbeit: Prozesse einer Bahnstörung

Im Moment bearbeiten wir ein Thema des operativen Betriebes, nämlich die Prozesse einer Bahnstörung. Bei einem größeren Störereignis im Bahnbetrieb sind mehr Abteilungen des Unternehmens gefordert, als man zunächst denken könnte. Da untersuchen beispielsweise weitere Fachabteilungen die Störumgebung, auch wenn sie nicht gerade unmittelbar in Verbindung zur Störung stehen. Generell arbeitet das Personal auf drei verschiedenen Ebenen an einer solchen Entstörung. Das ist zum einen das Personal vor Ort. Zum anderen ist es das Personal in der Leitstelle. Und schließlich ist es das Bereitschaftspersonal, das sich zum Ort der Störung begibt.

In diesem Video wollen wir alle notwendigen Kommunikationswege einer solchen Bahnstörung aufzeigen. Wir versuchen dabei anhand einer Beispielstörung diese Arbeits- und Kommunikationsschritte aufzuzeigen. Hier ist es am Beispiel eines Schienenbruchs. Wenn dieses Video veröffentlicht wird, haben wir dann auch mit den operativen Betriebsthemen begonnen. Hier sind dann weitere interessante Themenkapitel wie die Disposition, Leitstellen oder betriebliche Ersatzmaßnahmen vorgesehen.

Zuglauf und Umlauf

Bahntechniker bezeichnen mit Zuglauf eine Zugfahrt von einer Endstation zu einer anderen. Mit dem Zuglauf ist die Zuglaufnummer verbunden, umgangssprachlich oft auch nur Zugnummer bezeichnet. Etliche technische Systeme wie die Zugnummernmeldeanlage referenzieren auf diese eindeutige Nummer. Ein Zuglauf besteht aus mehreren Fahrspielabschnitten, beispielsweise aus den Fahrspielabschnitten zwischen zwei Haltestationen. Diese wiederum setzen sich aus Beschleunigungs-, Ausroll-, Beharrungsfahrt- und Verzögerungsabschnitten zusammen.

Am anderen Ende des Spektrums ergeben gewöhnlich zwei Zuglaufabschnitte jeweils in der Fahrt- und Rückrichtung den Umlauf. Dies gilt aber nur wenn der Zug dabei auch wieder an seiner ursprünglichen Stelle steht, wo er begonnen hat. Damit es dazu kommt, muss das Fahrplanpersonal auch die entsprechenden Wendevorgänge mit einplanen. Dazu errechnet es zuerst die Mindestumlaufzeit über die beiden Zuglaufzeiten und die beiden Mindestwendezeiten. In Abhängigkeit des Taktes kann der Planer dann konkrete Wendezeiten und Abfahrts- und Ankunftszeiten der Zugläufe zuweisen.

Sperrzeit von Zügen

Wie berechnet sich die Sperrzeit von Zügen? Wie lange ist ein Gleis bei einer Zugfahrt belegt? 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 Sperrzeit von Zügen auf das Endergebnis, die resultierende Sperrzeit des Gleisabschnittes beziehungsweise des Blocks, aggregieren.

In Arbeit: Zuglauf und Umlauf

Derzeit beschäftigen wir uns mit einem Einführungskapitel unserer Videoserie, nämlich mit dem Kapitel Zuglauf und Umlauf. Der Zuglauf ist der wohl wichtigste Grundbaustein, aus dem sich ein Fahrplan zusammensetzt. Die Zeitdauer und die Streckenlänge eines Zuglaufes sind maßgeblich dafür, wie aufwendig Verkehrsunternehmen eine Linie oder einen Fahrplan betreiben können. Der Zuglauf ist so dominant, dass Fahrgäste und Fachleute gleichermaßen ihn in der Umgangssprache auch sinnbildlich als Zug mit seiner individuellen Zugnummer bezeichnen.

Die nächst größere Einheit ist der Umlauf. Er setzt sich fast immer aus zwei Zugläufen und zwei Wendevorgängen zusammen. Auch hier ist das wichtigste Attribute des Umlaufes die Zeitkomponente. Hier unterscheiden die Planer jedoch die tatsächliche Umlaufzeit von der sogenannten Mindestumlaufzeit. Diese und weitere Zusammenhänge sind Teil des Kapitels.

Zentrales Schließen bei Straßenbahnen

Die Abfertigungsmethode „Zentrales Schließen“ ist die wohl effizienteste Abfertigung. Das Fahrpersonal muss dabei sich einiger Hilfsmittel bedienen, wie beispielsweise Abfertigungsspiegel oder Abfertigungsmonitore. Über eine kurze Außendurchsage kündigt es gewöhnlich die Absicht zur Abfertigung an. Wenige Sekunden später betätigt er einen zentralen Taster am Fahrerstand, mit Hilfe dessen sich alle Türen schließen lassen.

Zu beachten ist hierbei, dass er diesen Taster zum richtigen Zeitpunkt betätigt. Denn ein Einklemmen von Fahrgästen ist heute zwar sicherheitstechnisch gering, aber nicht völlig ausgeschlossen. Es sind vor allem die Türtechniken wie die Türfühlerkanten, die das Risiko gering halten. Die Lichtschranken spielen hingegen bei der Abfertigungsmethode „Zentrales Schließen“ keine Rolle.

Abzweig, Überwerfung und Bypass

Ein Abzweig ist eine bahntechnische Betriebsstelle, an der zwei oder mehr Strecken zusammenführen. Generell verbinden entsprechende Weichen diese Strecken miteinander. Hier gibt es aber sehr viele Gestaltungsmöglichkeiten einer solchen Verknüpfung. Sie können einerseits klassisch niveaugleich verbunden sein. Andererseits können sie niveaufrei mit sogenannten Überwerfungsbauwerken verknüpft sein. Darüber hinaus können besondere Konstruktionsvarianten mit Staugleisen oder Bypässen auf den Konstruktionsplänen und in der Realität Platz finden. Jede dieser Gestaltungsmöglichkeit haben hinsichtlich der Fahrtausschlüsse, der Leistungsfähigkeit, der realisierbaren Fahrbeziehungen und der Wirtschaftlichkeit entsprechende Vor- und Nachteile.

Außerdem unterscheiden sich Abzweigungen dahin gehend, wie viele Gleise der jeweiligen Strecken zusammenkommen und mit wie vielen Gleisen der Stammstreckenbereich weitergeführt wird. Ein klassisches Beispiel von vielen ist die eins plus zwei gleich zwei Lösung. Sie besagt, dass eine eingleisige Strecke mit einer zweigleisigen Strecke zweigleisig weitergeführt wird. Auch hier sind zahlreiche Kombinationsmöglichkeiten denkbar, die ebenso entsprechende Auswirkungen auf die Gestaltungsvarianten haben. Dieses Kapitel schafft einen Überblick über den Abzweig und seinen zahlreichen Variationen.

Umlaufplan und Fahrzeugverwendung

Ein Umlaufplan ist ein sehr wichtiges Werkzeug eines Fahrplankonstrukteurs. Mit diesem kann er nämlich das Fahrprogramm einer ganzen Zuggruppe nach bestimmten Zielkriterien optimieren. Das wohl wichtigste Zielkriterien ist die Minimierung des Fahrzeugbedarfs, denn Fahrzeuge kosten Geld. Ein solcher Balkenplan regelt die Abfolge aller erforderlichen Zugläufe.

Mit dem Austauschen von Zugläufen und Zuglaufgruppen ergeben sich viele Kombinationsmöglichkeiten. Erst wenn eine für das Unternehmen optimale Kombination auf Papier steht, können Züge den einzelnen tagesbezogenen Fahrprogrammen zugewiesen werden. Solch ein Tagesprogramm bezeichnet man Tageslauf oder Umlauftag. Bei Nahverkehrsunternehmen gibt es zusätzlich die Unterteilung in sogenannte Kurse. Ebenso Platz finden in einem Umlaufplan die Betriebsreserve und die Instandhaltungsreserve. Letztere ist notwendig für die Fahrzeuginstandhaltung, die sich zudem der weißen Lücken in diesem Balkenplan bedient.

In Arbeit: Umlaufplan und Fahrzeugverwendung

Im Moment erstellen wir ein Video zum Thema Umlaufplan und Fahrzeugverwendung. Hier zeigen wir die Handgriffe in der Fahrplantechnik auf, um einen Fahrplan betriebswirtschaftlich zu optimieren. Das geht vor allem mit dem Werkzeug „Umlaufplan“. Ein Umlaufplan ist ein Balkendiagramm, welches alle Zuglaufvorgänge auf einem Tageszeitstrahl erfasst. Mit diesem Instrument lassen sich nebenher Abfolgen von Zugläufen und Zuglaufgruppen komfortabel überblicken und umplanen. Ziel einer solchen Umplanung ist die Optimierung eines Fahrzeugeinsatzes.

Aber in diesem Kapitel behandeln wir mitunter die weißen Lücken des Umlaufplanes, nämlich die Instandhaltungskapazitäten. Auch hier gibt es Zielfunktionen, denen ein Fahrplantechniker nachkommen muss. Ein Umlaufplan bildet zwar oft nur die Zügen im Linienbetrieb ab, aber wir behandeln darüber hinaus auch den Einsatz von Betriebs- und Instandhaltungsreserven. Hierbei gehen wir auch auf Sonderfälle und weitere Ansprüche in der Fahrzeugverwendung ein.

In Arbeit: Abzweig, Überwerfung und Bypass

Wir arbeiten zur Zeit an einem Video mit dem Titel „Abzweig, Überwerfung und Bypass“. Verkehrsnetze entstehen durch das Verknüpfen von mehrere Streckenkanten an Knoten. Im Schienenverkehr sind diese Verknüpfungsstellen entweder Abzweigungen oder Bahnhöfe. Abzweigungen scheinen auf dem ersten Blick immer gleich aussehende Verkehrsgebilde zu sein. Hier täuscht man sich jedoch. Bei genauerer Betrachtung kann der Verkehrsplaner auf eine Überfülle an Gestaltungsvariationen zurückgreifen.

Hier sei zum einen niveaugleiche und niveaufreie Abzweigungen zu unterscheiden. Eine niveaufreie Abzweigung lässt sich mit Brückenbauwerken, auch Überwerfung genannt, herstellen. Weitere Unterscheidungsmerkmale sind das Vorhandensein von parallelen Fahrstraßenmöglichkeiten, richtungsbezogene Entflechtungen, oder die Realisierung von Bypässen. All das arbeiten wir in dem besagten Themenkapitel auf und präsentieren dabei eine üppige Auswahl der Variationen und erörtern sie mit allen Vor und Nachteilen.