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Infrastrukturell induzierte Netzkapazitätssteigerung im Schienenverkehr

Erstellt am: 30.06.2011 | Stand des Wissens: 24.07.2019
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TU Dresden, Professur für Integrierte Verkehrsplanung und Straßenverkehrstechnik, Prof. Dr.-Ing. Regine Gerike



Eine leistungsfähigkeitsbezogene Ertüchtigung der Neben- und Regionalnetze lässt sich beispielsweise durch Streckenelektrifizierung und sicherungstechnische Modernisierungsmaßnahmen erreichen. Dies betrifft in hohem Maße Strecken nichtbundeseigener Eisenbahninfrastrukturunternehmen [UBA09, S. 90]. Gleichfalls führt eine Anhebung zulässiger Streckenhöchstgeschwindigkeiten mit Eingriff in die Trassierung bei entsprechend vorausgesetzter Lok- beziehungsweise Triebzugleistung zu einer geringeren Fahrzeit im Blockabschnitt und einer daraus resultierenden verkürzten Blocksperrzeit.

Weitere aufwandsintensive Maßnahmen zur Kapazitätssteigerung stellen Maßnahmen des Bestandsnetzausbaus dar (Neubau oder Erweiterung). Kombiniert mit der betrieblichen Entmischung schnellerer Personenverkehre und des vergleichsweise langsamen Güterverkehrs können nennenswerte Effekte erzielt werden [UBA09, S. 89]. Angesichts des auf eingleisigen Streckenabschnitten durchgeführten Zweirichtungsbetriebs werden hier in definierten Abständen Ausweichstellen benötigt, um infrastrukturelle Voraussetzungen für die Begegnung in gegensätzlicher Fahrtrichtung verkehrender Züge (fachsprachlich als "Kreuzen" bezeichnet) zu gewährleisten. Je mehr solcher Kreuzungspunkte vorhanden sind, desto seltener wirken sich kreuzungsbedingte betriebliche Halte kapazitätshemmend aus. Die Streckenleistungsfähigkeit steht also in direkter Abhängigkeit zur Länge eingleisiger Abschnitte sowie zur Lage benachbarter Ausweichstellen. Somit beeinflussen auch Kreuzungen ermöglichende Überholgleise die Schienennetzkapazität positiv [WeMi08, S. 264].

Die Leistungsfähigkeit eines Eisenbahnfahrwegs hängt neben den Blockbelegungszeiten auf freier Strecke maßgeblich von der jeweiligen Knotengestaltung ab [Lind11, S. 76]. Fahrstraßenknoten bergen ein bedeutendes Konfliktpotenzial bei höhengleichen Kreuzungen. Dies ist primär Fahrstraßenausschlüssen geschuldet, die das zeitgleiche Benutzen eines Weichenbereichs durch zwei Züge mit unterschiedlichen Fahrwegen verhindern. Eine Kapazitätssteigerung ist entweder durch das Anlegen von Zusatzgleisen für die Einrichtung paralleler Fahrtmöglichkeiten oder durch den höhenfreien Ausbau betreffender Knotenpunkte mittels Brücken oder Unterführungen zu erreichen (Abbildung 1) [Pach08, S. 153].
Knotenkonflikt.gifAbbildung 1: Leistungsfähigkeitssteigerung durch Einrichtung paralleler Fahrtmöglichkeiten (oben) und durch höhenfreien Ausbau (unten) [Pach08, S. 169]

Hinsichtlich der Lage im Streckennetz sind Durchgangsbahnhöfe und Kopfbahnhöfe differenziert zu betrachten. In einen Kopfbahnhof stumpf einmündende Streckengleise forcieren zwangsläufig einen Richtungswechsel bei der Ausfahrt, wodurch bei lokbespannten Zügen die Umsetzung oder der Austausch von Triebfahrzeugen erforderlich wird. Infolgedessen weisen Kopfbahnhöfe eine zeitintensivere Bahnsteiggleisbelegung sowie - angesichts mangelnder Durchrutschwege - geringere Einfahrgeschwindigkeiten in die Stumpfgleise auf. Bei fachgerechter Ausgestaltung und identischer Gleisanzahl erweist sich demgegenüber ein Durchgangsbahnhof als leistungsfähiger. [WeMi08, S. 366] Aus diesem Grund plante der Deutsche Bahn AG Konzern (DB AG) ab Mitte der 1990er Jahre, mehrere große Kopfbahnhöfe (zum Beispiel Frankfurt 21, München 21, Stuttgart 21) in Durchgangsbahnhöfe umzubauen. Von den circa 20 Projekten sind bis heute Neu-Ulm 21 und Saarbrücken 21 umgesetzt, Stuttgart 21 und Magdeburg 21 sind im Bau [BBB98; Ross08; DBAG08c, S. 75].

Im Gegensatz zu vorangehend beschriebenen Maßnahmen, die aufgrund des hiermit verbundenen Zeit- und Kostenaufwands als nur mittel- bis langfristig realisierbar einzustufen sind, bestehen darüber hinaus zeitnah umsetzbare Ansätze. Mit der Beseitigung von Langsamfahrstellen, der Verbesserung von Streckenabzweiggestaltungen sowie einer Erhöhung der Einfahrgeschwindigkeit in Bahnhöfen stehen weniger aufwandsintensive Kapazitätssteigerungsinstrumente zur Verfügung, welche, konsequent und weiträumig eingesetzt, deutliche Nutzeneffekte bringen. [Sieg10a, S. 6]


Ein weiterer, der infrastrukturellen Kapazitätssteigerung zuzuordnender Ansatz stellt die Steigerung der zugspezifischen Beförderungskapazität dar. Größere Beförderungsmengen erhöhen zwar nicht unmittelbar die Streckenkapazität im Sinne der Gesamtanzahl möglicher Zugtrassen, sie reduzieren jedoch indirekt die Nachfrage nach entsprechenden Trassen. Zuglänge, Lichtraumprofil und Zugauslastung erweisen sich dabei als transportkapazitätsbegrenzende Faktoren. Für deren Erweiterung sind streckenseitige Ausbaumaßnahmen notwendig, welche jedoch im Hinblick auf Tunnel, Brücken sowie Oberleitungen einen vergleichsweise hohen Kostenaufwand verursachen. Sowohl längere Überholgleise als auch die Modifikation von Zugbildungsanlagen sowie der Leit- und Sicherungstechnik wären für einen Einsatz längerer Güterzüge weiterhin unerlässlich. Ebenso setzt die Transportmassenerhöhung je Zug eventuelle Anpassungsmaßnahmen an Schienenober- und -unterbau voraus, um streckenseitig zulässige Achslasten anheben zu können. [OeGl10]
Ansprechpartner
TU Dresden, Professur für Integrierte Verkehrsplanung und Straßenverkehrstechnik, Prof. Dr.-Ing. Regine Gerike
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Maßnahmen zu einer Kapazitätssteigerung der Schieneninfrastruktur (Stand des Wissens: 21.10.2016)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?359056
Literatur
[BBB98] o. A. Bahn und Stadt im Dialog: Projekte 21, veröffentlicht in BundesBauBlatt, Ausgabe/Auflage 03/1998, Verlag Glückauf GmbH / Wiesbaden, 1998/03, ISBN/ISSN 0007-5884
[DBAG08c] o. A. Deutsche Bahn Geschäftsbericht 2007, 2008
[Lind11] Lindner, Tobias, Dipl.-Ing. Anwendbarkeit des analytischen Kompressionsverfahrens zur Leistungsuntersuchung von Knotenpunkten, veröffentlicht in ZEVrail, Ausgabe/Auflage 135/2011, Georg Siemens Verlag / Berlin , 2011/03, ISBN/ISSN 1618-8330
[OeGl10] Oetting, Andreas, Univ.-Prof. Dr.-Ing., Glienicke, Jan, Dipl.-Wirtsch.-Ing. FreeFloat - Technologische Innovationen zur Steigerung der Kapazität im bestehenden Netz, veröffentlicht in Eisenbahntechnische Rundschau, Ausgabe/Auflage 12/2010, DVV Media Group GmbH / Hamburg , 2010/12, ISBN/ISSN 0013-2845
[Pach08] Pachl, Jörn Systemtechnik des Schienenverkehrs, Vieweg+Teubner, GWV Fachverlage GmbH / Wiesbaden, 2008, ISBN/ISSN 978-3-8351-0191-3
[Ross08] Rossberg, R. R. Neu-Ulm goes underground, veröffentlicht in Railway Gazette lnternational, Ausgabe/Auflage 01/2008, DVV Media UK Ltd / Sutton Surrey, 2008/01, ISBN/ISSN 0373-5346
[Sieg10a] Siegmann, Jürgen, Prof. Dr.-Ing. Neue Netzstrategie für mehr Güter auf der Schiene erforderlich - Kurzgutachten im Auftrag des DIHK, Berlin, 2010/06
[UBA09] Umweltbundesamt Strategie für einen nachhaltigen Güterverkehr, 2009
[WeMi08] Weigand, Werner, Mittmann, Walter, Fengler, Wolfgang Die Infrastruktur, veröffentlicht in Das System Bahn, Ausgabe/Auflage 1. Auflage, DVV Media Group GmbH, DVV Rail Media (Eurailpress) / Hamburg, 2008, ISBN/ISSN 978-3-7771-0374-7
Glossar
Eisenbahninfrastrukturunternehmen Eisenbahninfrastrukturunternehmen (EIU) ist ein Rechtsbegriff des Allgemeinen Eisenbahngesetzes (AEG). Gemäß § 2 Abs. 1 AEG sind Eisenbahninfrastrukturunternehmen öffentliche Einrichtungen oder privatrechtlich organisierte Unternehmen die eine Eisenbahninfrastruktur betreiben.
Radsatzlast Die Radsatzlast (auch Achslast) beschreibt den Anteil der Fahrzeuggesamtmasse in Tonnen, der vom Fahrzeug über eine Achse auf den Schienenfahrweg aufgebracht wird.
Leit- und Sicherungstechnik
Unter dem Begriff der Leit- und Sicherungstechnik (LST) werden technische Maßnahmen zusammengefasst, die getroffen werden, um einen sicheren, meist signalgeführten Eisenbahnbetrieb durchzuführen. Sie regelt die gegenseitigen Abhängigkeiten zwischen den Anlagen, den Signalen und den Fahrzeugen, die zur sicheren Durchführung von Zug- und anderen Fahrten notwendig sind. Wichtigster Bestandteil der LST ist die Stellwerkstechnik, mit Hilfe derer das Stellen von Weichen und Signalen sowie die Sicherung von Fahrstraßen erfolgt. Zur LST gehört auch die Zugbeeinflussung (z. B. PZB, LZB, ETCS).
Lichtraumprofil Lichtraumprofil bezeichnet eine definierte Umgrenzungslinie meist für die senkrechte Querebene eines Fahrweges. Damit werden der "lichte Raum", der auf dem Fahrweg von Gegenständen freizuhalten ist, und die äußeren Maße der vorgesehenen Fahrzeuge vorgeschrieben.
Zugtrasse Unter dem Begriff Zugtrasse ist die zeitliche und räumliche Bereitstellung von Fahrwegkapazität zur planmäßigen und sicheren Durchführung einer Zugfahrt zwischen Quell- und Zielort nach vereinbarter Qualität zu verstehen.
Triebfahrzeug
Ein Triebfahrzeug (Tfz) ist ein einzelnes Regeleisenbahnfahrzeug mit einem eigenen Fahrzeugantrieb (Lokomotiven, Triebwagen). Eine Sonderform bilden Triebköpfe, die in einem fest gekoppelten Triebzug zusammen mit antriebslosen Mittel- und Steuerwagen betrieben werden. Lokomotiven kommen normalerweise im Verbund mit gekoppelten Reisezug- oder Güterwagen zum Einsatz. Triebwagen sowie auch Triebzüge werden als gekoppelten Einheiten gleichen Typs in sogenannten Triebwagenzügen eingesetzt. Weitere Tfz sind Kleinlokomotive und selbstfahrende Nebenfahrzeuge.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?355891

Gedruckt am Sonntag, 9. August 2020 10:23:51