Verkehr 2 - K2

ETH Zürich - D-BAUG - Bahninfrastrukturen: Kapitel 2: Infrastrukturplanung

ETH Zürich - D-BAUG - Bahninfrastrukturen: Kapitel 2: Infrastrukturplanung


Chiara Steffen
Diese Lernkarten behandeln auf Universitätsniveau die Planung und Gestaltung von Bahnanlagen und Haltepunkten. Sie konzentrieren sich auf die Anordnung von Gleisen, die Nutzung von Strecken und die Optimierung von Umsteigeströmen für Fahrgäste. Die Karteikarten sind besonders nützlich für Verkehrsexperten und Stadtplaner, die effiziente und benutzerfreundliche Verkehrskonzepte entwickeln möchten.
Karten
87
Lernende
9
Sprache
Deutsch
Kategorie
Verkehrskunde
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
31.12.2016 / 10.04.2023

Lernkarten

Topologische Grundelemente

  • Gleis
  • EW einfache Weiche
  • GD Gleisdurchschneidung

kombinierte topologische Elemente

  • EKW einfache Kreuzungsweiche
  • DKW doppelte Kreuzungsweiche

Kombination von Topologieelementen

  • einfacher Spurwechsel
  • doppelter Spurwechsel
  • doppelter gekreuzter Spurwechsel

Weichenanordnung an Bahnhofsköpfen

  • Gleisharfe
  • binärer Gleisbaum

Konfliktarten zwischen zwei Zugsfahrten

  • Folgefahrt
  • Gegenfahrt
  • Einfädelungskonflikt
  • Abfolgekonflikt
  • Abkreuzungskonflikt

Sicherung gegenüber Konfliktereignissen

  • Eisenbahn, U-Bahn, Stadtbahn: technische Sicherung mittels Fahrstrassen (in Knoten) und Streckenblock (Strecke)
  • Strassenbahn, Stadtbahn: manuelle Sicherung durch Fahrer mit Fahrt auf Sicht und sehr hohem Bremsvermögen der Fahrzeuge

Topologierelevante Restrisiken

  • Zug kommt nicht vor Halt zeigendem Signal zum Stehen
  • Rangierfahrten ohne Zugsicherung
  • nicht gebremste abgestellte Fahrzeuge
  • Massnahmen:
    • Durchrutschweg
    • Schutzweichen
    • Gleissperren

Prinzip des Durchrutzschweges

nach dem regulären Haltepunkt (bei Signal) ist eine lange Strecke (Durchrutschweg) bis zum Nothaltepunkt und erst danach kommt die Weiche

Prinzip der Schutzweiche

bei rotem Signal ist die Weiceh auf ein Extragleis (Durchrutschweg) gestellt bis zum Nothaltepunkt, dort ist das Extragleis fertig

Gleisplanoptimierung

  • möglichst wenige Gleisverbindungen und Signale
  • Einhaltung der Konstruktionsprinzipien
  • hohe Geschwindigkeit für durchfahrende Züge
  • Ranigerfahrten auf kurzen Wegen
  • Flexibilität bezüglich Änderungen des Betriebprogramms
  • Etappierbarkeit
  • Flexibilität zum Auffangen von Verspätungen
  • nicht ausschliesslich kapazitätskritische Anlagenteile
  • kapazitätsmäsige Beurteilung und Beherrschung der Abkreuzungskonflikte

Topologie von Knoten:

Funktion Durchfahren

einfachste Teiltopologie, aber oft hohe Geschwindigkeit gefordert, Konsequenzen für Anordnung und Reisendensicherheit

Topologie von Knoten:

Funktion Halten

einfache Teiltopologie, aber beachten, dass im vergesehenen Haltebereich über geforderte Zugslänge keine Weichen / Kreuzungen zu liegen kommen

(Haltestellen mit versetzten Aussenperons / mit Inselperrons)

Topologie von Knoten:

Funkion Überholen

Kombination von Durchfahren + Halten oder 2 x Halten

(Überholbahnhof für Personenzüge / Personenbahnhof mit Güterzugs-Überholung)

Topologie von Knoten

Funktion Zugskreuzung

  • Kreuzungsbahnhof: ist gleichzeitig Verkehrshalt. Dies ist die meistangewandte Lösung und stammt oft noch aus der Zeit, als die Bedieung der Weichen und Sicherungsanlagen eine örtliche Personalpräsenz voraussetzte
  • Betrieblicher Kreuzungsbahnhof: ohen verkehrliche Funktion. Diese Art der Anlagen zur Zugskreuzung wird in jüngerer Zeit vermehr realisiert
  • Doppelspurabschnitt: verlängerter Kreuzungsbahnhof

Topologie von Knoten

Funktion Wenden

Abhängig von:

  • Betriebsprogramm, geforderte Leistungsfähigkeit, gleichzeitig mehr als ein Zug im Wendeberiech?
  • Lage im Netz: Endpunkte oder Zwischenpunkte
  • Zur Verfügung stehende Prozesszeiten
  • Fahrzeugkonzept:
    • Lok und Wagen
    • Pendelzüge
    • Einrichtungsfahrzeuge

Topologie von Knoten:

Funktion Wenden

Arten von Wenden

  • Wenden am Streckenendpunkt
    • Gleiswechsel kopfseitigKopfbahnhof für zwei Strecken, eine Strecke im Linksbetrieb
    • Gleiswechsel streckenseitig
  • Wenden auf der Strecke
    • ohne separates Gleis
    • mit separatem Gleis
  • Wenden mit Wendeschleife
    • Wendeschlaufe mit Endhaltestellen
  • Wenden mit Gleisdreieck
  • Wenden mit Spitzkehren

Topologie von Knoten

Funkton Streckenabzweigung

Abzweigung an Bahnhöfen: Kriterien

  • zulässige Belegungszeit der Perrongleise
  • erforderliche Zahl gleichzeitig belegbarer Perrongleise
  • Häufigkeit der Abkreuzungskonflikte
  • Umsteigebeziehungen zwischen Zügen

Topologie von Knoten

Funktion Streckenabzweigung

Abzweigunga an Bahnhöfen: Arten

  • einfache Lösung: wenig leistungsfähig, starke betriebliche Interaktionen zwischen Fahrtrichtungen
  • getrennte Perronkanten in Vereinigungsrichtung:zweckmässig wenn Gemeinschaftsabschnitt hoch ausgelastet ist
  • Linienbetrieb: geeignet für Übereck-Anschlüsse
  • Richtungsbetrieb: geeignet für Anschlüsse von Zügen gleicher Fahrtrichtung untereinander
  • verschränkter Richtungsbetrieb

Topologie von Knoten

Funktion Streckenkreuzung

  • Streckenkreuzung im Richtungsbetrieb
  • Streckenkreuzung im Linienbetrieb

Topologie von Knoten

Funktion Rendez-vous

  • das Flügelkonzept
  • Vereinigung auf Strecke (vor Bahnhof)
  • Vereinigung im Bahnhof

Topologie von Strecken

Funktionalitäten von Strecken

Strecken verbinden Knoten miteinander. Dabei treten nur folgende Funktionalitäten auf:

  • Durchfahrt
  • Halt (an Haltestellen)
  • Überholen
  • Zugskreuzung/Begegnung
  • Wenden (Ausnahmefälle)
  • Streckenabzweigung

Topologie von Strecken

Hauptunterschiede zu den Knoten

  • verkehrliche Funktionen nur in einfachster Form (Haltestellen)
  • Strekcenverzweigungen nur in Ausnahmefällen
  • Streckenunterhalt oft bereits in der Topologie berücksichtigt

Topologie von Strecken

Einflüsse

infrastrukturelle Einflüsse:

  • Zahl der Gleise
  • Länge der Blockabschnitte
  • Freizügigkeit der Gleisbenützung
  • Flexibilität der Gleisbenützung, Möglichkeit zu Gleiswechsel
  • Erhaltungskonzept

verkehrliche Einflüsse:

  • Homogenität / Inhomogenität der Züge (Geschwindigkeit, Beschleunigung, Bremsen, Zugslängen)
  • Struktur des Angebotes (bedarfsorientierter oder systematisierter Fahrplan)

Topologie der Strecke

Grundlage der Kapazität: Sicherung der Fahrzeugbewegungen

(nicht wichtig)

  • Vermeidung von Folge- und Gegenfahrten zwischen zwei Bahnhöfen durch Streckenblock = Sicherungstechnische Abhängigkeit der beiden Stellwerke
  • Individuelle Übermittlung der Fahrvorschrift für jede Fahrstrasse und jeden zug mittels Hauptsignale
  • Zugsbeeinflussung zur Sicherung der Befehlsausführung
  • Überprüfung der Belegung der Fahrstrasse durch Gleisstromkreise oder Achszähler

Topologie von Strecken

Nachteile der angebotsorientierten Infrastruktur

  • keine Flexibilität hinsichtlich zukünftiger Angebots- und Betriebsstrukturen
  • keine Flexibilität hinsichtlich kurzfristiger Abweichungen vom zugrunde gelegten Betriebsprogramm (Verspätungen, Zusatzzüge, Umleitungen etc.)

Topologie von Strecken

mögliche Anordnungen zusätzlicher Kreuzungspunkte

  • Mitte zweier Taktkreuzungen
    • Vorteil: Bei Kruezungsstation in einem Abstand von durchschnittlich 7 1/2 min ist die Topologie gegenüber solchen Taktverschiebungen robust.
    • Nachteil: für operative Kreuzngsverlegungen sind die Kreuzungsstationen zu weit entfernt.
  • Abstand von der Taktkreuzungsstelle =übliche Verspätung
    • Vorteil: hohe Flexibilität für Kreuzungsverlegungen
    • Nachteil: sensibel auf Änderungen des übergeordneten Taktgefüges

Topologie von Strecken

Spurwechselstellen in bestimmten Abständen

  • Volle Nutzung der Flexibilität banalisierter Strecken. Durch Spurwechselstellen können Züge auf das Gegengleis und zurück geführt werden
  • Rationalisierung des Gleisunterhaltes. Regelmässig angeordnete Spurwechsel erlauben die temporäre Sperrung eines Gleises für Unterhaltszwecke

Topologie von Strekcne

Optimale Spurwechseldistanz

Minimierung von

  • Investitionen in die Spurwechsel für Fahrbahn, Sicherungstechnik, Fahrstromversorgung
  • Erhaltungsaufwand für die Spurwechsel
  • Betriebserschwerniskosten. Darunter fallen etwa die Verspätungen ,ausserplanmässigen Zugshalte, Umleitungen und Bahnersatz

Topologie von Strecken

Anwendungsfälle von Dreispurstrecken

  • alternierend asymmetrische Zugszahl
  • Separierung der Zugsgattungen (zB ein Gleis im Gegenverkehr für Regionalverkehr, zwei Gleise als Doppelspur für Fern- und Güterverkehr genutzt)
  • spezielle Gegebenheiten der Fahrplanstruktur
  • zusätzlicher Dispositionsspielraum im Verspätungsfall
  • Teilsperrung bei Erhaltungsmassnahmen

Topologie von Strecken

Betriebsregimes der Topologieelemente

  • Ein- oder Zweirichtungsbetrieb der Topologieelemente
  • Links- oder Rechtsbetrieb
  • Banalisierung
  • Linien- und Richtungsbetrieb

Topologie von Strecken

Linienbetrieb

  • insbesondere dann angewandt, wenn Zugsgattungen voneinander getrennt werden sollen
  • Trennung des schnelen reiseverkehrs vom langsamen Güterverkehr
  • Trennung des Fernreise- und Güterverkehrs (ohne Zwischenhalte) vom S-Bahn-Verkehr (mit Zwischenhatln)

Topologie von Strecken

Streckenabzweigungen

  • soll die Verknüpfung niveaufrei oder niveaugleich erfolgen? Niveaufreie Lösungen eliminieren die Fahrwegkonflikte und sind leistungsfähiger, benötigen aber viel Platz und sind kostspielig (über 50 Mio CHF)
  • wie ist eine Verknüpfung topologisch optimal zu gestalten, wenn sie niveaugleich realisiert werden muss?

Topologie von Strecken

erforderliche Planungsdaten für Streckenabzweigungen

  • minutengenauer Fahrplan
  • Verspätungsszenarien und -statistiken
  • fahrdynamische Eigenschaften der Züge
  • Zugssicherungssysteme und Signalplan

Einwirkungen des strukturellen Wandels von Bahnhöfen

  • Raumnutzhung entfernt sich von Bahn
  • öffentlicher Verkehr verliert Monopol im Verkehrsmarkt
  • Bahn verliert Monopol im öffentlichen Verkehr
  • Bahnangebot wandelt sich von der Achse zum Netz
  • Neue Distributionsformen bringen höheren Kundennutzen
  • Rationalisierung durch Automatisierung

Bahnhofsfunktionen

  1. primäre Funktion: Verkehrsstation, Haltepunkt
  2. sekundäre Funktion: Einzelhandels-, Freiziet- und Kulturzentrum
  3. tertiäre Funktion: städtisches Zentrum, Wirtschaftszentrum

Bahnhofstypen, Lage des Aufnahmegebäudes

  • Sitenlage
  • Insellage
  • Keillage
  • Dreieckslage
  • Reiterbahnhof

Funktionalitäten der Verkehrsstation

  • physischer Zugang: die Reisenden betreten oder verlassen ein Fahrzeug oder steigen möglichst direkt um
  • Information: die Fahrgäste müssen alle benötigten Informationen erhalten
  • Ticketing: Fahrgäst müssen das Entgelt für die Beförderungsleistung entrichten, falls sie dies nicht auf anderem Weg können
  • Konsum/Service: Verpflegungsmöglichkeiten und Einkaufsläden gehören bei grösseren Bahnhöfen zu den erwarteten Dienstleistungen
  • Warten: beim Umsteigen oder frühzeitigen Eintreffen müssen die Reisenden in angemessener Qualität  warten können

Prioritäten bei der Anordnung der Dienstleistungen und der Wegeführung bei Haotepunkt

  • direkte Wege, insbesondere für Umsteigevorgänge
  • Zugangswege von Siedlung und Zubringerverkehrsmitteln möglcihst kurz
  • Distributions- und Informationseinrichtungen konsequent entlang dieses Weges
  • Nutzung der Restflächen für kommerzielle Einrichtungen

Informationsbedürfnisse bei Verkehrsstation

  • aktueller Standort
  • Richtungsangaben bezüglich der in Frage kommenden Wege
  • allfällige Handlungsanweisungen

Grundformen der Perronanordnung

  • Aussenperrons: parallele Gleise behalten Regelabstände, Trassierung wird nicht an die Haltestellensituation angepasst
  • Inselperrons oder Mittelperrons: Gleise werden durch Anpassung der Trassierung gespreizt
  • Zwillingsperrons: Anordnung bei U- und S-Bahnhaltepunkten mit sehr grossem Fahrgastaufkommen

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