Betriebssicher, belastbar, barrierefrei:

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1 Branchenforum DB Netze Trassierung, Planung & Instandhaltung: Wege zu einer marktgerechten Infrastruktur Berlin, 5. Mai 2009 Betriebssicher, belastbar, barrierefrei: Prozesse der Trassierung im Spannungsfeld zwischen Kundenwunsch und Machbarkeit Univ.-Prof. Dr.-Ing. Hans-Christoph Thiel Folie 1 Gehört dem spurgeführten Verkehr die Zukunft? (1) Beförderung von Personen und Transport von Waren ist nie Selbstzweck. (2) Spurgeführter Verkehr ist in der Regel öffentlicher Verkehr (öv). (3) Transport-/Beförderungsnachfrage und Entwicklungstendenzen hinterfragen. (4) Ziel: spurgeführter Verkehr/öV der Zukunft nur auf der Basis wesensgerechter Transportaufgaben der jeweiligen technologisch und technischen Verfahren betreiben. Folie 2

2 Bahnen sind Teil des öv Transport und Beförderung mit Bahnen = Teil des Systems öffentlicher Verkehr (öv), u. a. gekennzeichnet durch kollektives Transportieren und Reisen, Fahrweg-Fahrzeug-Bindung, Sammeln, Zugformation und Fahrplanbindung, kinetische Energie beherrschen. Tatbestand mit der Zeit gehen?! öv entstand zu einer Zeit, als es keinen freien Markt gab, heute öv im Wettbewerb mit MIV (+ eigene öv-konkurrenz) öv muss integriertes System sein, Bahnen sind ein Teil der Transport-/Beförderungskette. Folie 3 Akteure und Beteiligte im öv-system Gesellschaft/Politik Wer ist der Kunde und was will er? Verkehrskunde EIU Planung, Bau, Betrieb und Vorhaltung der Infrastruktur Trassieren ist Teil der Prozesse des EIU EVU Folie 4

3 Wie wird trassiert? Grundsätze und Regeln Trassierungsgrundsätze geradlinige kürzeste Verbindung ohne künstliche Längenentwicklung. [Stichwort: Kapital; Betriebskosten] Jeder Bogen soll notwendig und gerechtfertigt sein. [Stichwort: v-restriktion, Bogenwiderstand] Umfahren von Hindernissen mit Bogen mit kleinem Zentriwinkel ( 20 ). [Stichwort: Option v-erhöhung] Verkehrsstation möglichst in die Gerade legen. [Stichwort: visuelle Fahrzeugaußenkontrolle, Kundenbeobachtung] Komfortkriterien und Sicherheitskriterien bestimmen die Größen a, ( a/ t), r, u, zusammengefasst im (technischen) Regelwerk (TSI; EBO; Ril ) Folie 5 Der Blick zurück wie wurde trassiert? Es sind drei verschiedene Trassierungsmethoden bekannt: englische Trassierungsmethode gerade, waagerechte Linienführung hohe Baukosten, geringe Betriebskosten Folie 6

4 Der Blick zurück wie wurde trassiert? Es sind drei verschiedene Trassierungsmethoden bekannt: englische Trassierungsmethode gerade, waagerechte Linienführung hohe Baukosten, geringe Betriebskosten amerikanische Trassierungsmethode Anpassen an Gelände, bogenreiche, geneigte Linienführung geringere Baukosten, höhere Betriebsführungskosten Folie 7 Der Blick zurück wie wurde trassiert? Es sind drei verschiedene Trassierungsmethoden bekannt: englische Trassierungsmethode gerade, waagerechte Linienführung hohe Baukosten, geringe Betriebskosten amerikanische Trassierungsmethode Anpassen an Gelände, bogenreiche, geneigte Linienführung geringere Baukosten, höhere Betriebsführungskosten österreichische Trassierungsmethode erstmals künstliche Längenentwicklung durch Ausfahren von Seitentälern und lang anhaltende Steigungsabschnitte erstmals auch Brücken und Kunstbauten in durchgehenden Gleisbögen und Steigungen Weltkulturerbe Semmeringbahn Folie 8

5 Trassieren und die Zeit Wann wurde trassiert? Als die Bahnen ein Transport-/Beförderungsmonopol besaßen. Bahnanlagen sind ( Trassierungselemente Gleise/Weichen) immobil und über die Zeit nur schwer veränderbar. Immobile Bahnanlagen begrenzen die Kapazität, diktieren die Fahrgeschwindigkeit, beeinflussen unmittelbar Betriebskosten ( Trassenpreise), sind mit der Zeit konträr zum Zeitgeist und verlieren mit der Zeit ihre Marktinnovation. Folie 9 Verkehrsmarkt von heute und morgen Bislang warten die Bahnen ebenso geduldig wie passiv auf den Kunden,... der den Käse zum Bahnhof rollte und ihn noch eigenhändig verlud. (Zitat RhB,1998) Umkehrung der Abhängigkeit: von Technik Betrieb Markt (19./20 Jh.) auf Markt Betrieb Technik (21.Jh.) Folie 10

6 Systemwandel öv / Eisenbahn Betriebstechnologie Verkehrstechnologie Infrastruktur Historie unrhythmischer Fahrplan bahninterne Vernetzung nicht automatischer Verkauf, hoher Arbeitszeitaufwand gemischte Züge, Reisezüge mit Kleinguttransport lokbespannte Wagenzüge geringe spezifische Antriebsleistung kurzperiodische Fahrzeugwartung Einzel-Systemnutzung gemischt genutzter Reise- und Güterverkehr eingefriedet manuelle Instandhaltung Gegenwart/Zukunft Taktfahrplan Integrale Verkehre weitgehend bargeldloser Verkauf, Schwerpunkt Beratung/Service artreine Züge Wendezüge/Triebzüge/Flügelzüge hohe spezifische Antriebsleistung lang gestreckte Wartungsintervalle der Fahrzeuge Zwei-Systemnutzung (Fahrzeuge mit EBO und BOStrab-Zulassung) artreine Nutzung sperrenfrei maschinelle Instandhaltung Folie 11 Systemwandel - Technologie des Eisenbahnpersonenverkehrs Zug abstellen, reinigen und bilden Rangieren Zugziel Bahnsteig Zugstart Zugtrennung Bahnsteig korrespondierende Zughalte Bahnsteig Zugkupplung Zug abstellen, reinigen und bilden Rangieren Zugstart Bahnsteig Zugziel linienbasierter Zugumlauf Linienstruktur (bedarfsorientiert, streckenfrei ) Integraler Taktfahrplan (ITF) Blockzugbildung, Wendezug, Triebzug Zugflügelung Folie 12

7 Akteure und Beteiligte im öv-system Gesellschaft/Politik Wer ist der Kunde und was will er? Verkehrskunde EIU Planung, Bau, Betrieb und Vorhaltung der Infrastruktur Trassieren ist Teil der Prozesse des EIU EVU Folie 13 Grundsätze im Personenverkehr/öV Den Bedürfnissen des Fahrgastes haben sich unterzuordnen (1) angebotene Verkehrsrelationen (EVU), (2) betriebliche Abwicklung (EIU) und (3) bauliche Situation (EIU/TÖB). Insbesondere will der Fahrgast (1)... keine (bzw. kurze) Fußwege zurücklegen, (2)... nicht warten, (3)... nicht (bzw. bequem) umsteigen, (4)... nicht zwischenhalten, (5)... keine Fahrpläne konsultieren, (6)... keine Fahrkarte erwerben. Folie 14

8 Trassieren im Kleinen Reiseverkehr Beispiel: Zwischenbahnhof Umbau zum ÖPNV-Knoten Gleisachse verdrücken EG Gsch Buswendung unmöglich Folie 15 Trassieren im Kleinen Reisekomfort Bei aufgesteilten Weichen keine geraden Herzstücke verwenden. Folie 16

9 Trassieren im Kleinen Betriebskosten senken Kleine Zweiggleisradien vermeiden! Folie 17 Trassieren im Kleinen mit großer Wirkung Schneller weiter höher länger - von der Sucht nach Rekorden. EW 7000/6000-1:42-fb, EW 16000/6000/ -1:40,154-fb) Folie 18

10 Trassieren im Kleinen mit großer Wirkung Große Zweiggleisbögen mit Weichen kleinerer Grundform realisieren. Folie 19 Trassieren im Kleinen mit großer Wirkung Große Zweiggleisbögen mit Weichen kleinerer Grundform realisieren. Folie 20

11 Trassieren im Kleinen mit großer Wirkung Stetigen Fahrflächenkontakt garantieren! (EBO-BOStrab-Kreuzung) Folie 21 Trassieren im Kleinen mit großer Wirkung Stetigen Fahrflächenkontakt garantieren! (ESBO-BOStrab-Kreuzung) Folie 22

12 Trassieren im Größeren Brachen revitalisieren Folie 23 Trassieren im Größeren Brachen revitalisieren Entwurfsidee (1) Rückbau entbehrlicher Bahnanlagen/Bahnbrachen (2) Gleisverziehung(en) des durchgehenden Hauptgleises Zusatznutzen: Wegfall eines Bahnhofs-BÜ, Konfliktpotenzial Folie 24

13 Trassieren im Größeren Superposition verfolgen! Superposition: Fahrgast-, Verkehrs-, Betriebsnutzen bündeln. Folie 25 Trassieren im Größeren Superposition verfolgen! b) keine Bevorzugung (Drittel) Varianten Wichtung interne Wichtung [%] % Fahrgastnutzen niveaufreier Zugang von/zu Stadt 50 0,25 0,75 0,00 0,00 0,50 0,50 0,75 niveaufreier Zugang S-Bahn von/zur Stadtmitte 50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,50 0,50 1,00 richtungsreine Anlagennutzung (S-Bahn) 100 0,75 0,75 1,00 0,75 0,00 1,00 0,75 kurzer Abstand zwischen Bahnsteigen und P+R-Anlage 75 0,50 0,25 0,50 0,50 0,25 0,25 0,75 Qualität der Umsteigebeziehung zw RE/SE und S-Bahn 50 0,00 0,50 1,00 1,00 0,00 1,00 0,75 Quantität der Umsteigebeziehung zw RE/SE und S-Bahn 50 0,25 0,50 0,50 0,50 0,25 0,50 0,50 Umsteigebeziehung von/zu ÖPNV 100 0,00 0,75 0,50 0,50 0,50 0,50 0,75 intern gewichtete Gesamtnote (Summe) 1,38 2,56 2,63 2,38 1,31 2,94 3,56 gewichtete Note des Blockes 0,46 0,85 0,88 0,79 0,44 0,98 1,19 33 Eisenbahnbetriebstechnologie Verzicht auf Rangierbewegungen zur Anschlußstelle 100 0,50 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 Verzicht der Güterzugkreuzungen/-überholungen im Bf 50 0,00 1,00 0,75 1,00 1,00 1,00 1,00 Flexible Betriebsführung der S-Bahn 75 1,00 1,00 0,00 1,00 1,00 1,00 1,00 Verzicht auf Rangieraufwand bei S-Bahn 100 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,00 1,00 Weiternutzung des Betriebshofes für S-Bahn 25 0,50 0,25 0,10 0,10 0,10 1,00 0,25 behinderungsfreie Nachrüstung der S-Bahnanlagen 75 1,00 1,00 0,00 0,00 1,00 0,50 1,00 intern gewichtete Gesamtnote (Summe) 3,13 4,06 2,40 3,28 4,03 2,88 4,06 gewichtete Note des Blockes 1,04 1,35 0,80 1,09 1,34 0,96 1,35 33 Infrastruktur vorhandene Hauptgleise und Bahnsteige nutzen 100 1,00 0,25 0,50 0,25 0,25 0,25 0,25 Verzicht auf mehrfache Bahnsteigausstattung 50 0,00 0,00 1,00 1,00 0,00 0,00 0,00 Minimum an Aufzüge/Rampen 50 0,00 0,75 0,50 0,50 0,75 0,75 0,75 minimale Flächeninanspruchnahme (ohne S-Bahnanlagen) 100 0,75 0,75 0,75 0,50 0,75 0,75 1,00 Reduzierter Aufwand für Weichen 100 0,50 1,00 0,75 0,25 1,00 0,00 1,00 minimaler Aufwand für Querung über/unter Eisenbahn 100 0,50 1,00 0,50 0,50 1,00 1,00 1,00 intern gewichtete Gesamtnote (Summe) 2,75 3,38 3,25 2,25 3,38 2,38 3,63 gewichtete Note des Blockes 0,92 1,13 1,08 0,75 1,13 0,79 1,21 33 Gesamtbewertung Gesamtwert Σ 2,42 3,33 2,76 2,63 2,90 2,73 3, Wertung Folie 26

14 Trassieren im ganz Großen Nicht nur ein Gedankenmodell Blickpunkt Gleis: Trassieren heißt Bogen vermeiden. Warum? Bogen ist Ort des größten Verschleißes. Bogenverschleiß = f (Fahrwerk [Achsstand, Achslagerung]; Konizität; Werkstoffpaarung Rad-Schiene; Bogenhalbmesser Art der Krümmungs-Überhöhungs-Änderung) Grenzlinie des einseitig überhöhten Gleises Grenzlinie des (zweiseitig) überhöhten/ untertieften Gleises Grenzlinie des überhöhten Gleises infolge Drehung um den Masseschwerpunkt Übergang zur Schwerpunkttrassierung! Folie 27 Versuch eines Fazits Trassieren (im engeren Sinne): - technisch basierter Prozess auf mathematisch-physikalischer Grundlage zur eineindeutigen Beschreibung der Geometrie der Schienenfahrbahn (Spurbahn) - dient der Betriebssicherheit der Eisenbahn (Spurbahn) - unterstützt die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems Fahrbahn Trassieren (im erweiterten Sinne): - mehr als ein technisch basierter Prozess - verlangt nach Dialog mit allen öv-partnern - bestimmt mittelbar die Kundenakzeptanz des öv Folie 28

15 Technisch korrekt trassiert... aber langer Weg zum Zug! Folie 29 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontaktadresse: Brandenburgische Technische Universität (BTU) Cottbus Lehrstuhl Eisenbahn- und Straßenwesen Univ.-Prof. Dr.-Ing. Hans-Christoph Thiel Postfach , Cottbus Tel , Fax Mobil Folie 30