Ich heiße euch Willkommen auf Bahntechnik und Bahnbetrieb.
Bahntechnik und BahnbetriebBerechnung der Fahrzeit
Die planmäßige Fahrzeit eines Zuges von einem Ort zu einem lässt sich auf verschiedene Art und Weisen berechnen. Neben der klassischen Berechnungsmethode mit Formeln und Tabellen gibt es zunehmend die Möglichkeit, die Fahrzeit mittels Simulationsprogrammen zu ermitteln. Außerdem werden die Werte mit Erfahrungswerten und stattgefundenen Testfahrten untermauert. Alle Methoden unterliegen jedoch den physikalischen Grundprinzipien, die dieses Themenkapitel ausführlich anspricht. Am Anfang der Berechnung stehen sogenannte Zugkraft Geschwindigkeitsdiagramme, auch bekannt unter dem Z-V-Diagramm. Anhand dieser Kräfte und den Widerstandskräften resultieren die Zugkraftüberschüsse. Diese wiederum sind direkt proportional zum Beschleunigungsvermögen des Zuges. Anhand der Beschleunigungswerte generieren sich die Geschwindigkeitsdiagramme und die Zeit-Weg-Diagramme.
Die entsprechenden Abhängigkeiten sind jedoch komplizierter als man denkt, zumal die Beschleunigung nicht konstant oder linear in Abhängigkeit des Weges ist. Noch komplizierter wird es, wenn man einen individuellen Fahrstil einer tatsächlich stattgefundenen Fahrt untersucht. Alle Zusammenhänge thematisieren wir für Beschleunigungsabschnitte, Ausrollfahrten, Beharrungsfahrten und Verzögerungsabschnitte ausführlich und anschaulich mit unseren Animationen.
Bahntechnik und BahnbetriebIn Arbeit: Fahrzeitberechnung
Derzeit befassen wir uns intensiv mit dem Thema Fahrzeitberechnung in der Fahrplantechnik. Der Startpunkt sind dabei physikalische Formeln im Teilgebiet Mechanik. Mit diesen lassen sich dann die Zeit und Ortsinformationen von Beschleunigungsabschnitten, Beharrungsfahrtabschnitten und Verzögerungsabschnitten theoretisch ableiten. Jedoch gibt es in der Verkehrstechnik Hindernisse. Die Berechnung kann nicht rein analytisch erfolgen. Grund dafür ist die Tatsache, dass beispielsweise die Beschleunigung weder konstant noch linear in Abhängigkeit der Geschwindigkeit ist. Das macht die Sache kompliziert.
Mit unserem Themenkapitel behandeln wir diese Komplexität aber so, dass man die Abhängigkeiten über Beschleunigungsdiagramme, Geschwindigkeitsdiagramme und Zeit Weg Diagrammen sehen kann. Unterstütz wird die Darstellung mit den sogenannten Z-V Diagrammen. Das sind Zugkraft Geschwindigkeitskennlinien. Dadurch wird deutlich, warum Züge sich so in der Fahrphysik verhalten, wie wir es als Fahrgast im Unterbewussten wahrnehmen. Mit dem Thema der Fahrzeitberechnung wollen wir eine wichtige Lücke in unserer Videoserie schließen.
Bahntechnik und BahnbetriebKlassisches Stadtbahnnetz
Quiz Nr.15: Wir suchen dieses Mal ein klassisches Stadtbahnnetz, dessen Arme sich weit in die Außenbezirke der gesuchten Stadt erstrecken.
Bahntechnik und BahnbetriebConfiguration of a safe route
The configuration of a safe route is a necessary measure before a train can safely run the planned track section. This special configuration of a safe route is segmented into six sub steps. These are also part of their respective security levels, which are required for each configuration. Only on passing each of the relevant requirements, a safe and collision-free train run is ensured.
The relevant part of railway safety is embedded in the configuration of a safe route. After initializing this route configuration, which is also called route trigger. The setting of switch positions and other movable track units begins.If these units are in correct position, the signaling control locks these track units and their positions. Subsequently the route is set, which is an intermediate safety step.Afterwards, each track sections occupation status is examined. If all track sections are free, the appropriate route signal is settable and “go” signal aspect can be shown.
Bahntechnik und BahnbetriebRechner zur Fahrzeitermittlung
Wie lange braucht ein Zug von Station zu Station? Welches Geschwindigkeitsprofil kann er dabei annehmen, um noch rechtzeitig zum Stehen zu kommen? Wie kann man sein Fahrspiel gestalten, um eine bestimmte Wegstrecke sinnvoll zu bewältigen. Welche Fahrschaulinie eignet sich für welchen Abschnitt? Und wie setzt sich die resultierende Fahrzeit zwischen Punkten zusammen? Alle Antworten dazu liefert unsere Rechner zur Fahrzeitermittlung, mit welchem ganze Fahrspielvarianten hinterlegt werden können:
Zu den Eingabedaten zählen vor allem die Auswahl einer Zugtype, die entsprechenden Fahrtabschnittsarten, die Zielgeschwindigkeiten und Zielpunkte, aber noch viele Eigenschaften mehr. Der Fahrzeitrechner setzt sich aus den Rechnern für Beschleunigung und für Verzögerungen zusammen. Die resultierenden Größen sind vor allem die Gesamtfahrzeit und die einzelnen Fahrzeitanteile der jeweiligen Abschnitte. Aber es können auch Distanzen und gefahrene Geschwindigkeiten ermittelt werden.
Das Exclusive am Fahrzeitrechner ist vor allem auch die leichte Bedienung, die für Laien keine Herausforderung ist. Und trotz der Einfachheit berücksichtigt er alle wichtigen physikalischen Parameter für eine Fahrzeitermittlung im Bahnwesen. Diese Parameter sind Grundlage für eine Programmierung, die die erwünschten Ergebniswerte liefert.
Bahntechnik und BahnbetriebInteraktive Diagramme
Auf der Internetseite halten ab nun auch interaktive Diagramme Einzug. Diese hängen vor allem mit den Eingabe- und Auswertefeldern der Formelrechner zusammen. Durch dieses visuelle Gimmick bleiben wir unserem Grundsatz treu, nämlich alles möglichst anschaulich zu machen. Der große Vorteil dieser editierbaren Grafiken ist, dass der Anwender mit den Eingabefeldern verschiedene Werte testen kann, während er das sofortige Ergebnis im Diagramm begutachten kann und somit sein Ergebnis fachlich besser beurteilen kann und nachbessern kann.
Technisch umgesetzt werden die Grafiken mit einer programmiertechnischen Anwendung. Sowohl die Liniengrafiken als auch etliche weitere Darstellungsformen beschreiben dabei die resultierenden Zwischenwerte in Form von Wertereihen. Interaktive Diagramme dieser Art liefern dadurch einen erheblichen Mehrwert im Vergleich zu den resultierenden Einzelwerten in den Formularfeldern.
Prozesse der Entstörung
Nach einem bahntechnischen Gebrechen arbeitet das beteiligte Bahnpersonal an einer Entstörung des Gebrechens. Dabei laufen nicht immer alle Geschehnisse nach einem Regelplan, weil die Randbedingungen und Ursachen meistens immer in Nuancen unterschiedlich sind. Jedoch sind die Entstörungsarbeiten immerhin immer den gleichen Regeln unterworfen und haben System. Das Themenkapitel widmet sich dieser systematischen Prozesse am Beispiel eines Schienenbruches. Dabei spielen die unterschiedlichen Berufsgruppen ihre unterschiedlichen Rollen.
Hier gibt es auf der einen Seite das Personal vor Ort, welches zwangsweise von der Störung konfrontiert ist und unmittelbar auf die Entstörung einwirkt. Von einer Leitstelle aus werden viele Koordinations- und Kommunikationsaufgaben wahrgenommen. Technische Bereitschaften unterstützen einerseits das Personal vor Ort, andererseits entstören sie den Schaden und dessen Ursachen. Dieses Kapitel beschreibt dabei alle notwendigen Handlungen und Handgriffe der Entstörung.
Berechnungsformeln zur Beschleunigung
Welche Wegstrecke legt ein Zug bei einer Beschleunigung zurück? Von welchen Kenngrößen hängt das Beschleunigungsvermögen eines Zuges ab? Warum sind die Zugkräfte durch die Motoren und die Fahrwiderstände der Ausgangspunkt für eine solide Berechnungsgrundlage? Wie zahlt beispielsweise das Zuggewicht oder die Streckenneigung auf das Berechnungsergebnis ein? Warum lässt sich die Beschleunigungszeit und der Beschleunigungsweg nicht analytisch berechnen sondern nur durch iterative Methoden? Alle Antworten dazu liefert unser Beschleunigungsrechner:
Zu den Eingaben unseres Berechnungsverfahrens zählen insbesondere die Zugauswahl, mit welcher die Zuglänge, das Zuggewicht und die Höchstgeschwindigkeit verbunden sind. Aber vor allem die Zugkraft- und Widerstandskennlinien des ausgewählten Zuges sind die relevantesten Daten. Mit weiteren Eingaben wie der Start und Zielgeschwindigkeit, der Streckenneigung oder dem Auslastungsgrad des Zuges können dann die Daten zur Beschleunigung genau berechnet werden.
Der Beschleunigungsrechner ist vor allem deswegen eine Besonderheit, weil er die nicht gerade einfache Rechenmethodik einer nichtlinearen Beschleunigung sauber bewältigt. Dies geschieht mit einer hinterlegten Programmierung, die den Beschleunigungsweg und die Beschleunigungszeit iterativ ermittelt.
Weiterentwicklungen per Mail verfolgen
Während auf dem Youtube Kanal die Standardfunktion des Abonnierens möglich war, war es bis vor Kurzem für die Internetseite nicht. Da aber die Internetseite eine deutliche Umfangserweiterung darstellt, ist hier die Abonnementfunktion ähnlich eines „Newsletters“ nun überfällig. Mit einem Abonnement auf der Internetseite versenden wir nur die wichtigsten Blogbeitrag auch per Mail. Der Vorteil liegt darin, dass man die Weiterentwicklungen von „Bahntechnik und Bahnbetrieb“ mitverfolgen kann. Das alles, ohne dass man aktiv immer wieder regelmäßig die Internetseite aufrufen muss. Da wir nur ca. einmal pro Monat eine solche Entwicklungsschritt veröffentlichen, bietet sich hier ein Abonnement besonders an. Und zugleich wird mit dem Abonnement die Information so sparsam eingesetzt, dass man nicht mit Mails überschüttet wird.
Die relevanten Weiterentwicklungen beinhalten Veröffentlichungen aller Videos, alle Erweiterungen bei den Formelrechnern, sowie allgemeine Entwicklungsthemen rund um die Internetseite. Es ist also kein Werbeabo, sondern ein Infoabo um am Ball zu bleiben.
Das Abonnement erhält man durch Eingabe einer E-Mail Adresse und durch das Betätigen des Buttons. Ein einfaches Abmelden mit einem Klick ist übrigens auch jederzeit möglich.
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.
Axle count system
An axle count system is a wide spread detection system in railway technology. They detect both the front and end of the train by counting and registering the axles of trains. An axle count system is composed at a minimum by two trackside axle detection units and an electronic control system. Thereby the trackside units provide the control system with input data.
At first a trackside detection unit at the beginning of a track section counts the passing wheels of a train. Thereafter another axle detection unit at the end of the same track section registers the same number of wheels passing by this train. The electronic control system processes the information of both trackside units. With the given information it can deduce, if the train occupies the track section or not. In some situation the technology fails, for example when one, of the twelve axles, is not registered entering the section. When this is the case there are special safety rules, which allow the track section to go to the status of not assigned or free. In some situations, the signal box operator or dispatcher can reset the axle count system to its basic position.
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.
End-of-train detectors
End-of-train detectors belong to necessary basic technology of train protection. This installation recognizes the beginning and the end of trains crossing. Therefore, this is a system of point by point detection of trains. On the one hand these detectors enable that several trains can run safely on the same track. Furthermore, these detectors fulfil other important functions which we will explain in this chapter as well.
End-of-train detectors are the limit of a track section. If a train passes this detector by its head, then the following track section becomes “occupied”. When the following track section is likewise the beginning of the next block, then the signal gets the signal aspect “halt”. If the end of train finally passes the detector, then the last track section gets the status “not assigned”.
Das Herz der Produktion
Quiz Nr. 14: Wir suchen dieses Mal einen Eisenbahnknoten, welchen man als das Herz der Produktion bezeichnen könnte. Hier treffen mehrere Strecken aufeinander.
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.