Ansätze zur effizienten Kapazitätsausnutzung bei S-Bahnsystemen

Abstract

Die Mobilität in den Städten stellt heutzutage eine große Herausforderung für die Verkehrssysteme dar. Die Eisenbahn nimmt im System des öffentlichen Schienenpersonennahverkehrs einen wichtige Rolle ein. In vielen Ballungsräumen wurden S-Bahnsysteme eingerichtet. Viele dieser Systeme sind im Laufe der Jahre in Teilbereichen an ihren Grenzen der Kapazität. Da ein Infrastrukturausbau kosten- und zeitintensiv sowie in vielen Fällen nicht mehr trivial möglich ist, müssen die vorhandenen Kapazitäten besser genutzt werden.<br />Um eine Analyse durchzuführen, werden die spezifischen Merkmale von S-Bahnsystemen durch einen Vergleich mitteleuropäischer Städte ermittelt. Diese hat gezeigt, dass Teile der S-Bahnnetze an den Grenzen der Kapazität mit über 600 Zügen pro Tag betrieben werden. In der Spitzenstunde belasten zwischen 18 und 30 Züge pro Richtung die Infrastruktur. Der Grund für die unterschiedlichen Zugzahlen liegt in der Nutzung der vorhandenen Kapazitäten. Die Kapazität ist durch die Homogenität der S-Bahnsysteme in erster Linie abhängig von den Zugzahlen auf dem betrachteten Abschnitt und der Stabilität.<br />Auf den S-Bahnstammstrecken sorgen hohe Zugzahlen für eine starke Belastung des Streckenabschnittes. Eine Analyse bringt Aufschluss über die wesentlichen Kennzahlen, deren Wirkung und deren Relevanz für S-Bahnsysteme.<br />Zur optimalen Nutzung der begrenzten Kapazitäten in stark belasteten Abschnitten ist ein Zusammenwirken mehrerer Faktoren erforderlich. Dies betrifft die Spezifizierung von Reserve- und Pufferzeiten in der Planungsphase, optimale Prozesse zur Betriebslenkung mithilfe der EDV und eine leistungsfähige Sicherungs- und Zugbeeinflussungsinfrastruktur.<br />Diese Maßnahmen sind jedoch nur dann wirkungsvoll, wenn die Abläufe im täglichen Betrieb mit einer hohen Pünktlichkeit eingehalten werden. Vor allem bei S-Bahnsystemen, mit kurzen Haltemustern und engen Zugfolgezeiten, ist durch die präzise Einhaltung von Haltezeiten und dem Vermeiden von Halten auf der freien Strecke mithilfe von "Real Time Rescheduling" eine höhere Leistungsfähigkeit realisierbar. Durch optimale Umsetzung der Prozesse in der Planungs- und Betriebsphase kann somit die Kapazität bestehender Infrastrukturen besser ausgenutzt werden.<br />

Nowadays mobility in the cities is a big challenge for the urban traffic systems. In the network the local public transport railways are very important. Therefore commuter railway systems were established. In many cases the capacity of the railway tracks is used by the maximum. A construction of new railway-infrastructure is very expensive and the construction work takes a lot of time. As well as it is not possible to construct new infrastructure in many cities, the available capacities must be better used.<br />To create an analyse of the commuter railway systems it is necessary to find out the specific characteristics of this systems. Therefore a benchmark was made with railway commuter system of other Central European cities. The result of this benchmark presents, that over 600 trains per day are using the railway tracks and so the maximum capacity is nearly used. In the rush hour 18 to 30 trains are using on this commuter railway infrastructure.<br />The reason for this different amount of trains can be found in the different use of available capacities. The capacity of a railway infrastructure is, fundamented on the homogeneity of commuter railways, characterized by the number of trains and the stability of the railway operation.<br />On commuter lines a great number of trains are using the Railway tracks.<br />A capacity-analyze is able to show the important characteristics and the effects of the commuter line Systems.<br />To maximize the use of the capacity on heavy used railway lines, an optimal cooperation of several factors is necessary. The most important factors are the specification of the reserve-time and the floats in the planning stage, the most effective computer-based process to navigate the train run and an efficient protection and train control infrastructure. For the biggest effect, it is necesary to keep all the processes in the daily railway operation exactly in time. Especially by commuter railway systems, characterized by many stops and small pulses, "Real Time Rescheduling" can afford a higher capacity. By assistance of this system to keep the exactly buffer time in the stations and avoid unscheduled stops outside the stations. The capacity of existing infrastructure can be used in a maximum way, if the processes are implemented in the planning stage and the railway operation.<br />