Ich heiße euch Willkommen auf Bahntechnik und Bahnbetrieb.
Bahntechnik und BahnbetriebIn Arbeit: Hauptsignal und Vorsignal
In Arbeit befindet sich das Einführungskapitel der Fachkategorie „Fahrtbegriffe„, nämlich das Thema Haupt- und Vorsignal. Man kann heute zum Thema Bahnsignale im Internet viel Fachliches finden. In unserer Videoserie geht es hierbei weniger um Signalvorschriften einzelner Verkehrsunternehmen. Es geht vielmehr um die grundsätzlichen Funktionen von Haupt- und Vorsignalen, sowie deren Standorte und die planungstechnischen Grundsätze. Da unsere Videoserie den Anspruch hat, die technischen Abläufe hinter den Kulissen aller Verkehrsunternehmen zu beschreiben, gehen wir ausschließlich auf das gemeinsame Prinzip aller Signalsysteme ein.
Hauptsignale bilden den Zustand des nachfolgenden Streckenblockes ab. Ist eine Zugfahrt durch eine eingestellte Fahrstraße erlaubt, zeigt das Signal „freie Fahrt“. Ist noch keine Fahrstraße für den Betrachtungszug eingestellt, oder ist der nachfolgende Abschnitt belegt, zeigt das Signalbild Halt. Die Rolle von einem Vorsignal ist dabei die Abbildung des Signalbildes des dazugehörigen Hauptsignals und ist, wenn man so will, der „verlängerte Arm“ des Hauptsignals.
Bahntechnik und BahnbetriebSystemeigenschaften im Schienenverkehr
Im Schienenverkehr gibt es grundlegende Eigenschaften, die sich von anderen Verkehrsträgern erheblich unterscheiden. Bahnsysteme sind Massenverkehrsmittel, die effizient ist. Sie sind indessen auch Systeme die aufwendig sind, und nur interdisziplinär erklärbar sind. Viele Eigenschaften führen zu einem besonderen Merkmal, dem Fahrplan, den es beispielsweise im Individualverkehr nicht gibt. Hier gehen wir der Frage nach, warum beispielsweise Züge nicht spontan und flexibel auf einer Bahninfrastruktur ohne Fahrplan fahren, wie es im Straßenverkehr der Fall ist.
Doch interessant bei dieser Betrachtung ist, dass alle Systemeigenschaften auf drei grundlegende Eigenheiten zurückzuführen sind. Das ist zum einen die Spurführung. Zum anderen die geringe Haftreibung. Und zum dritten die Verantwortlichkeit in der Verkehrsdurchführung. Gäbe es nur eines der drei Eigenheiten nicht, sähe der Schienenverkehr ganz anders aus, als sie sich die letzten 250 Jahre entwickelt hat. In dieser Videoserie behandeln wir alles rund um das Thema Bahn. Willkommen auf der Videoserie Bahntechnik und Bahnbetrieb. Schaut sie euch an!
In Arbeit: Systemeigenschaften des Schienenverkehrs
Eines der nächsten Videoinhalte sind die Systemeigenschaften des Schienenverkehrs. Mit diesem Kapitel möchten wir das System Bahn von einer anderen Perspektive aus beschreiben. Wir wollen dabei Vergleiche zu anderen Verkehrsträgern wie dem Flugzeug oder dem motorisierten Individualverkehr ziehen. Dadurch lassen sich die systematischen Eigenheiten der Bahn besser einordnen, abgrenzen oder verstehen. Die Inhalte sind naheliegend und verblüffend zugleich. Sie decken auf, dass sehr banale Sachen wie die simple Spurführung einen Fahrplan mit komplexen Strukturen notwendig macht. Das hier erarbeitete Kapitel ist somit das Vorkapitel zum ersten technischen Kapitel „Fahren im Raumabstand“ und allen anderen nachfolgenden Technikthemen.
Die Systemeigenschaften der Bahnen werden meist als selbstverständlich angesehen. Aber bei genauer Betrachtung sind sie durch eine Verkettung verschiedener anderer Eigenschaften erstaunlich gut begründet.
Einjähriges Jubiläum
Heute feiert die Videoserie „Bahntechnik und Bahnbetrieb“ das einjährige Jubiläum. Sie begann mit dem ersten Gedanken, die Abläufe einer Zugfahrt bei einer Bahnhofseinfahrt in Form einer Animation darzustellen. Sie solle Arbeitskollegen helfen. Der Animationsgedanke kam hervor, weil eine Übermittlung mit herkömmlichen Bildern oder Bildserien und Textbeschreibungen dieser Komplexitätsanforderung nicht standhalten würde. Ich testete anschließend mit verschiedenen Programmen die Animationstauglichkeit verschiedener schematischer Gleisbilder. Am Ende offenbarte sich eine praktikable Methode, stellwerksähnliche Lupenbilder zu animieren. Schnell entstanden weitere Themen und Ideen, diese ebenso animationstechnisch abzubilden.
In der nächsten Arbeitsphase drängte mich die Notwendigkeit einer Kommentierung der Animation. Es musste eine Vertonung geschaffen werden. Die ersten Vertonungen waren aus dem Stegreif, der Textfluss nicht stetig, die Inhalte nicht immer korrekt und der Ton wurde mit einem schlechten Haushaltsmikrofon eingefangen. Nun war ich herausgefordert. Zuerst kam das Storyboard hinzu, mit dem ich die Sprechtexte professionalisieren konnte. Dann holte ich mit Julia, Laura, Eva und Florian Verstärkung. Neben Korrektur und Beratung sollte die trockene Animation mit Moderationsanteilen ausgeschmückt werden. Anschließend investierte ich in Bild- und Tontechnik.
Das vorläufige Endprodukt im Dezember waren dann 4 Videos, ein Youtube Channel und eine Homepage Auftritt. Anschließend wuchsen die Anzahl der Themen und die Anzahl der Themenkategorien. Weitere Prozesse wie die Synchronisation, der Instagram-Auftritt durch Laura und viele verschiedene Darstellungs- und Grafikmethoden bereicherten die Videoserie an. Es wurde aber im Gegensatz zu ursprünglichen Planungen auch verzichtet, beispielsweise auf Werbung in den Videos. Außerdem lehnen wir mittlerweile aktive Massenwerbung für die Videoserie ab, also Plattformen wie Facebook. Die Videoserie sollen nur Interessierte aufsuchen, ganz ohne Werbung, und das klappt. Daher ist die durchschnittliche Wiedergabezeit unserer Videos sehr hoch. 18 Videos, 50 Homepage Beiträge, 180 Instagram Beiträge, 6000 Klicks auf dem Channel und auf der Homepage und etliches positives Feedback bestärken uns zum Jubiläum: Wir machen weiter!
In Arbeit: ETCS Level 2
Ein für die Zukunft sehr relevantes Thema ist das Zugsicherungssystem ETCS Level 2. Wegen ihrer Funktionalität und Kompatibilität wird sie den Eisenbahnbetrieb dominieren. Sie bietet ähnlich zur LZB eine kontinuierliche Geschwindigkeitsüberwachung durch eine kontinuierliche Fahrkommandoübertragung per Funk. Diese Fahrkommandos, auch „movement authorities“ genannt, sind zugspezifisch und sind erzeugte Telegramme einer Funkzentrale, auch „radio block center genannt“. An diesem wichtigen Kapitel arbeiten wir bereits seit vielen Monaten. Es ist die Weiterführung eines allgemeinen Videos zu ETCS, was ebenso im Produktionsgang ist.
ETCS Level 2 meistert etliche Herausforderungen und Ansprüche der heutigen Zeit, die andere Zugsicherungssysteme nicht erreichen. Alle technik- und betriebsrelevanten Eigenschaften hierzu beschreiben wir in unserem Videokapitel.
Einschubfahrt und Einziehfahrt
Jeder Fahrplan einer Linie hat Eckdaten, die bei der Fahrplankonstruktion eine Rolle spielen. Das wären zum Beispiel die Zuglaufzeiten, die minimalen Wendezeiten oder der Takt in Abhängigkeit der Tageszeiten. Insbesondere zum Aufbau eines Taktes fahren Züge von ihren Betriebshöfen, Werkstätten und Abstellanlagen auf ihre jeweilige Linie. Eine solche erste Fahrt wird als Einschubfahrt bezeichnet. Anschließend bedienen die eingeschobenen Züge den Hauptlauf der Linie solange, bis sie letztendlich den Linienlauf wieder verlassen, beispielsweise in Richtung Abstellanlage. Diese abschließende Fahrt heißt Einziehfahrt.
Dabei können Fahrplankonstrukteure den Zeitpunkt, die Richtung, die Dauer, die Wendezeit, und die Reihenfolge einer Einschubfahrt mit Bedacht wählen. Von all diesen Parametern hängt ab, ob der resultierende Fahrplan wirtschaftlich, effizient, und betrieblich durchführbar ist.
Bahntechnik und BahnbetriebBrücke mit Schleife
Quiz Nr.8: Wir suchen eine Brücke mit einer Schleife. In welcher Stadt befindet sich dieses Bauwerk mit der interessanten Bahntrassierung?
Finale Themenliste
In den Anfängen von Bahntechnik und Bahnbetrieb (Okt 2017) umfasste die Themenliste ca. 30 verschiedene Themen. Diese waren in den Rubriken „Fahrstraßenlogik“, „Fahrtbegriffe“, „Zugsicherung“, „Sperrzeiten“, „Infrastruktur“ sowie die Rubrik „Stadtbahn, U-Bahn und Straßenbahn“ einsortiert. Mit der Erarbeitung der ersten Videos wurde schnell deutlich, dass diese Themenbreite nicht ausreicht (Dez 2017). Dabei erweiterte sich die Liste um Themen der Rubriken „Fahrplantechnik“, „Operativer Betrieb“ und „Güterverkehr“. Obzwar in diesen Kategorien noch kein Video veröffentlicht ist, so sind zumindest viele Storyboards bereits in Bearbeitung.
Im März 2018 plagte mich das schlechte Gewissen, dass die Fahrzeugseite in der Videoserie überhaupt nicht abgebildet ist. Es folgte daraufhin die Rubrik „Fahrzeugtechnik“. Mit der Erarbeitung des Videos „Aufbau der Fahrstraße“ wurde deutlich, dass irgendwann später auch eine Detaillierung der Stellwerke notwendig ist (Jul 2018). In den Sommermonaten gaben mir Florian und Laura das Feedback, dass auch eine allgemeine Rubrik mit dem Titel „Grundlegende Bahnthemen“ notwendig ist (Aug 2018).
In Summe sind das 12 Rubriken, die 98 Themen enthalten. 15% davon sind produziert, weitere 35% sind im Produktionslauf, die restlichen 50% existieren bis jetzt nur in Form einiger weniger Gedanken.
Unsere Videoserie hat durch die finale Themenliste nun endlich einen verständlichen roten Faden (siehe Register „Themen“). Die grobe Auswahl der Rubriken und Themen gilt deswegen als vorerst abgeschlossen, wird aber an einzelnen Stellen erweitert.
In Arbeit: Einschübe und Einzieher (Nr.15)
Das nächste anstehende Videoprojekt befindet sich am Ende des Produktionsganges. Es trägt den Titel „Einschubfahrt und Einziehfahrt“. Diese Einschübe und Einzieher sind für außen stehende seltsam klingende Begriffe. Sie bezeichnen all jene Zugfahrten, die an Abstellanlagen oder Werkstätten beginnen beziehungsweise enden. Solche Zugläufe dienen dem Taktaufbau beziehungsweise dem Taktabbau einer bestimmten Linie. Alle Eigenheiten zu diesem Schritt der Fahrplankonstruktion finden in diesem Video ihren Platz.
Wie, wann und in welche Richtung Züge eingeschoben werden, kann von vielen Faktoren abhängen. Kombinationstechnisch sind dabei nahezu keine Grenzen gesetzt. Deswegen muss der Fahrplankonstrukteur hierbei mit System und mit bestimmten Regeln vorgehen. Die wichtigsten Regeln für solche Einschübe und Einzieher erwähnen wir in diesem Videokapitel.
Bahntechnik und BahnbetriebStellen der Einzelweiche, Videoanhang
Straßenbahnen stellen im Gegensatz zur Eisenbahn ihre Weichen selbst. Dabei initiiert das Fahrzeug das Stellen der Einzelweiche. Man spricht auch von einer zugbewirkten Stellanforderung. Die dazugehörige Weichensteuerung reagiert nämlich auf ein Funktelegramm der Straßenbahn. Das alles passiert eine bestimmte Streckenlänge vorher, um den Fahrfluss der Straßenbahn nicht zu beeinträchtigen. Mit der Weichenüberfahrt muss die Weiche solange in ihrer Stellung verharren, bis diese schließlich der Zug freifährt. Erst durch das komplette Freifahren der Weiche geht die Anlage wieder in die Grundstellung. Alle Vorgänge vom Stellen der Einzelweiche bishin zur Grundstellung fasst dieses Kurvideo zusammen, und zwar am Beispiel einer Frankfurter Straßenbahnlinie. Darüberhinaus ist es als eine inhaltliche Ergänzung zum Themenvideo Funktionsweise der Straßenbahnweiche anzusehen.
Durchrutschweg
Falls ein Zug aus bestimmten Gründen schwächer bremst als vorgesehen ist, dann kann es vorkommen, dass er gegen die Vorschrift das Halt zeigende Signal passiert. Hierzu besteht die Gefahr, dass er Gefahrenpunkte wie Weichen oder ein im Nachbarabschnitt stehenden Zug kollisionstechnisch gefährdet. Aus diesem Grund werden bei regulären Stationshalten ein Durchrutschweg in Form von gleistechnischen Schutzräumen solange freigehalten, bis der Zug zum Stehen kommt.
Der Durchrutschweg bewahrt Züge vor Kollisionen. Er ist ein gleistechnischer Schutzbereich, bestehend aus einem oder mehreren Gleisabschnitten. Diese liegen gewöhnlich hinter dem Bahnsteigende. Die Stellwerksanlage reserviert diesen Schutzabschnitt nämlich stets zusätzlich zum Fahrweg mit. Er ist dabei notwendiger Bestandteil einer Fahrstraße. Züge befahren diesen Durchrutschweg im Gegensatz zur Schutzstrecke aber im Normalfall nicht. Er löst sich nämlich auf, bevor der Zug aus dem Bahnhof ausfährt.
Flankenschutzweiche, Videoanhang
Weichen in Flankenschutzstellung sichern Fahrstraßen vor feindlichen Zugfahrten ab. Dabei stellt sich eine Flankenschutzweiche immer in die abweisende Lage. Dies geschieht unabhängig davon, ob sie von einem anderen Zug befahren wird oder nicht. Erst durch die Flankenschutzstellung kann kein Zug die Fahrstraße bzw. die entsprechende Zugfahrt für diese Fahrstraße gefährden. Aus diesem Grund ist fast jede Weiche zu gegebenen Anlass eine Flankenschutzweiche, also immer dann, wenn sich eine benachbarte Fahrstraße gestellt. Dieses Kurzvideo erklärt die Abhängigkeiten an einem konkreten Beispiel, nämlich an einer U-Bahnlinie in Berlin. Es ist als inhaltliche Ergänzung zum Themenvideo Flankenschutz der Videoserie Bahntechnik und Bahnbetrieb anzusehen.
In Arbeit: D-Weg (Nr.14)
Der Durchrutschweg, oder kurz D-Weg verhindert das Kollidieren mit anderen Zügen, falls der Zug schwächer bremst als geplant. Momentan arbeiten wir an einem Video zu diesem Thema. Dabei gehen wir auf die verschiedenen Situationen und Kombinationen der Durchrutschwege ein. Ein solcher Durchrutschweg ist Teil der Fahrstraße und ist in deren Logik eingebunden.
In unserem Kapitel wird aber ebenso deutlich, dass der D-Weg kriegsentscheidend sein kann, was die Leistungsfähigkeit einer Strecke betrifft. Unsere Sperrzeitgrafiken verdeutlichen das sehr anschaulich. Ein Durchrutschweg löst sich erst auf, nachdem das Fahrzeug am Haltepunkt zum Stillstand gekommen ist. Alles hierzu und noch vieles mehr behandelt dieses Themenkapitel.
Aufbau der Fahrstraße
Der Aufbau der Fahrstraße ist der notwendige vorgelagerte Prozess, bevor eine sichere Zugfahrt auf dem angedachten Abschnitt stattfinden kann. Diese Fahrstraßenbildung lässt sich in sechs Teilschritte unterteilen. Sie veranschaulichen auch die relevanten Sicherheitsstufen, die bei jeder Fahrstraßenbildung zu berücksichtigen sind. Erst das erfolgreiche Durchlaufen aller Schritte ermöglicht eine sichere und kollisionsfreie Fahrt.
Ein großer Teil der Sicherheitstechnik bei Bahnen steckt in der Fahrstraßenbildung. Nachdem ein solcher Aufbau der Fahrstraße initiiert wird, man spricht auch von dem Fahrstraßenanstoß, beginnt das Einstellen der Fahrwegelemente wie zum Beispiel Weichen oder Gleissperren etc. Wenn diese in der richtigen Lage sich befinden, verschließt die Stellwerksanlage diese Fahrwegelemente. Anschließend erfolgt die Fahrstraßenfestlegung, welche einen sicherheitstechnischen Zwischenschritt darstellt. Danach müssen die einzelnen Gleisabschnitte hinsichtlich des Belegungszustandes frei geprüft sein. Wenn alle Gleisabschnitte frei sind, geht das entsprechende Signal dieser Fahrstraße in die Stellbarkeit über bzw. geht dann in die Fahrtstellung.
Grenzzeichen und Grenzzeichenfreiheit
Das Grenzzeichen ist ein signaltechnisches Fahrwegelement sowohl auf Plänen als auch im Gleis. Es markiert den Punkt, an dem ein abgestellter oder stehen gebliebener Zug in Weichennähe von einem vorbeifahrenden Zug gerade noch berührungsfrei passieren kann. Die Grenzzeichenfreiheit ist dabei ein Projektierungsanspruch. Dieser gewährleistet die sichere Freimeldung vor und nach einer Weiche. Sie muss an jeder Gleisfreimeldestelle vorherrschen, durch welche Gleisabschnitte freigemeldet werden.
Vor allem bei Überleitstellen und am Weichenvorfeld kann wegen baulicher Zwänge eine Grenzzeichenfreiheit oftmals nur in einer Richtung gelten. Die andere Fahrtrichtung hat dann den funktionalen Schönheitsfehler, dass ein Gleisabschnitt erst bei der übernächsten Gleisabschnittsgrenze und seinem dazugehörigen Grenzzeichen auflöst.