Untersuchung von Einflussfaktoren auf die Leistungsfähigkeit von Eisenbahnknoten auf der freien Strecke

Abstract

Eisenbahnknoten außerhalb von Bahnhöfen dienen der Verknüpfung von zwei Eisenbahnstrecken.Für die Planung von Eisenbahnknoten ist die Leistungsfähigkeit als Kennwert des Leistungsverhalten sein wichtiger Parameter. Die Ermittlung der Leistungsfähigkeit steht im Mittelpunkt dieser Untersuchung. Dadurch werden die Einflussfaktoren auf die Mindestzugfolgezeit lokalisiertund ihre Auswirkungen diskutiert.Zur Berechnung der Leistungsfähigkeit werden die vier zur Verfügung stehenden Verfahren,analytisch, konstruktiv, statistisch-deterministisch und die Simulation, verglichen. In weiterer Folge werden das analytische und das Simulationsverfahren für die Untersuchung getestet und das analytische Verfahren als das einzig geeignete festgestellt. Ein Vergleich von acht unterschiedlichen Verknüpfungsvarianten für die Verbindung zweier Eisenbahnstrecken bringt die drei Einflussfaktoren, Streckeneigenschaften (a), Weichenform (b) und Fahrwegsicherung (c),hervor. Die Streckeneigenschaften (a) werden durch die Berechnung der Fahrzeiten im Knoten untersucht. Zuvor hergleitete Formeln werden mit einer Streckengeschwindigkeit von 160 km/h,einer Zuglänge von 200 Metern und der Weichenform EW 60-760-1:18,5 ausgewertet. Dabei zeigt sich zwischen niveaufreien und niveaugleichen Varianten eine Differenz der Fahrzeit im Knoten von bis zu 5,7 Sekunden.Durch eine Erweiterung des Untersuchungsgebiets auf eine angrenzende Strecke wird die Weichenform (b) analysiert. Dabei ist es möglich, dass die gewählte Verknüpfungsvariante keinen Einfluss auf die Mindestzugfolgezeit hat. Ob eine Auswirkung auf die Mindestzugfolgezeit besteht,kann durch die Abzweiggeschwindigkeit der Weiche beeinflusst werden. Durch Einbeziehen einer zusätzlichen Gleisfreimeldeanalage als Teil der Fahrwegsicherung (c) sind die Zeitpunkte der Gleisfreimeldung für einen Wechsel von der Haupt- auf die Nebenstrecke bei niveaufreien und niveaugleichen Knotenvarianten ident.Abschließend wird der Fall des entgegenkommenden Zuges untersucht. Dadurch zeigt sich,dass die Sperrzeit für zwei sich kreuzende Fahrwege mit den selben Rahmenbedingungen wie beider Fahrzeitermittlung im Knoten bei 100 bis 112 Sekunden für eine niveaugleiche Variante liegt.Diese Zeitspanne ist zugleich die Differenz zu den niveaufreien Varianten, bei denen die Sperrzeit komplett entfällt.

One function of railway junctions outside of stations is the connection of two tracks. The capacity as a specific value of the performance is an important parameter for the planning of railway junctions. The calculation of the capacity is the core of the research. Therefore, the influencefactors on the minimum headway are localized and their effect will be discussed.To calculate the capacity the four available procedures, analytical, constructive, statisticaldeterministic and the simulation are compared. In the ongoing research the analytical and the simulation method are tested for the analysis and then the analytical method is determined as the only appropriate one. The comparison of eight different types of railway junctions to connect two tracks shows the three influence factors line characteristics (a), switch type (b)and route protection (c). The line characteristics are analysed in a calculation of the traveltimes in the junction. Previously derived formulas are evaluated with a line speed of 160 km/h,a train length of 200 meters and the switch type EW 60-760-1:18,5. The results show a difference between one and two-level junctions of up to 5,7 seconds on the travel time in the junction.By the expansion of the research area to the adjacent tracks the switch type (b) is analysed.It is possible, that the railway junction has now influence on the minimum headway. It depends on the speed of the junction, if there is an influence on the minimum headway. By the inclusion of an additional clear track detection as a part of the route protection (c) there is no difference of the travel time in the junction for ways from the main track on to the side track between one or two-level junctions.Finally, the case of an approaching train is analysed. In this research, the blocking time for two crossing routes in the case study for a one-level junction is between 100 and 112 seconds.This time is the difference between one and two-level junctions because this blocking time would be completely eliminated for a two-level junction.