Einflüsse der Sicherungstechnik auf die Gleisplangestaltung · PDF fileMai 2009 Maschek: Einflüsse der LST auf die Gleisplangestaltung 2 Ril 819: LST-Anlagen planen 819.01 Entwürfe

Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“ Professur für Verkehrssicherungstechnik

Dr.-Ing. Ulrich Maschek

Einflüsse der Sicherungstechnik auf die Gleisplangestaltung

1. Grundlagen der Planung von LST-Anlagen

2. Grundlagen der Fahrstraßensicherung

3. Signalisierung von Fahrstraßen

4. Spezielle Probleme bei der Fahrstraßensicherung

Mai 2009 Maschek: Einflüsse der LST auf die Gleisplangestaltung 2

Ril 819: LST-Anlagen planen

819.01 Entwürfe und Pläne819.02 Signale für Zug- und Rangierfahrten

819.03 Neben- und sonstige Signale

819.04 Weichen, Kreuzungen und Gleissperren819.05 Stellwerksfunktionen819.06 Stellwerkseinrichtungen819.07 Betriebszentralen819.08 Beeinflussung und Schutzmaßnahmen819.09 Stromversorgung819.10 Blockanlagen819.11 Gleisfreimeldeanlagen819.12 Technische Sicherung der Bahnübergänge819.13 Zugbeeinflussung und Führerraumsignalisierung819.14 Rangiertechnik819.15 Strecken mit schwachem und mäßigem Verkehr (SMV-Strecken)819.16 Betriebliche Gefahrenmeldeanlagen819.17 Bau- und RZ-Maßnahmen819.18 Betriebliche Telekommunikationsanlagen819.19 Funkfahrbetrieb819.20 Grundsätze S-Bahn Berlin/Hamburg819.21 Regeln für Planung von Kabeltrassen


Bestandteile einer LST-Planung

Modulgruppe 819.01LST-Anlagen planen, Entwürfe und Pläne:

Lagepläne

Z. B. Sicherungstechnischer Lageplan(veraltet: Signallageplan)

Schemapläne

Z. B. Streckenübersichtsplan

Sonstige Planunterlagen

Tabellen

Z. B. Gefahrpunkt- und Durchrutschwegtabelle

Texte

Z. B. Erläuterungsbericht


Darstellung der Gleise

Haupt-/NebengleiseUnterscheidung in Strichstärke

Pfeile zeigen betriebliche NutzungFrüher: Fahrstraßensymbol und Niveau der technischen Sicherung


Bezeichnung der Gleise

Bahnhofsgleise

Aus arabischen Ziffern bestehend, höchstens dreistellig

In unterbrochene Gleislinie einzutragen

Bezeichnung der Bahnhofsgleise vom Hauptzugang aufsteigend, sonst in Richtung der Kilometrierung von rechts nach links

Bahnsteiggleise und Bahnsteige erhalten gleichlautende, möglichst niedrige Nummer

Eine Nummer für jedes Gleis(-stück) mit betrieblicher Bedeutung

Streckengleise

In km-Richtung: (1), entgegen km-Richtung: (2)

Bstg 1

Bstg 2/3

Bstg 4

1

2

3

414

EG

(1)

(2)

km

22

21 31


Bezeichnung der Weichen, Kreuzungen, Schlüsselsperren und Gleissperren

Aus arabischen Ziffern bestehend, höchstens dreistellig

In Richtung der Kilometrierung steigend

Platzierung der Weichennummer bei EW:Weichenanfang (WA), auf Seite des Zweiggleises

Bezeichnung der Kreuzungshälften

Bei einfachen Kreuzungsweichen: A und B

Bei doppelten Kreuzungsweichen: AB und CD

2

Pr

RHH

8

4

10

H

a

b

d

c

+


Streckendaten

1. Richtungsangabe

v. u. n. [nächste Zugmeldestelle] ([nächster Knotenbahnhof])

2. Streckencharakter, Geschwindigkeit

Hauptbahn/Nebenbahn, vmax = [Geschwindigkeit der Strecke]

3. Regelbremswegabstand

Bremstafel [400/700/1000] m

4. Traktionsart

[nicht] elektrifiziert [vorgesehen], [15 kV, 16 2/3 Hz/…]

5. Zugbeeinflussung

[PZB/LZB/GNT/…]

6. Streckenblock, Art der Benutzung des Gegengleises

[Ohne Streckenblock/Felderblock/Relaisblock/Zentralblock/…]

[Fahren auf dem Gegengleis mit Zs 6 ständig eingerichtet/…]


Grundlagen derFahrstraßensicherung


Begriff der Fahrstraße

� Fahrweg: Weg, den ein Schienenfahrzeug nach Lage der Gleise und Weichen nehmen kann

� Fahrstraße: Gesicherter Fahrweg

Beginn: Startsignal

Ende: Zielsignal oder freie Strecke

Arten von Fahrstraßen

Zugstraßen – für Zugfahrten

Rangierstraßen – für Rangierfahrten

Nicht in allen Stw-Bauformen


Kriterien für die Sicherung einer Fahrstraße

Gefährdungsmöglichkeiten einer Zugfahrt

(1) Weiche 1 steht falsch

(2) Weiche 1 wird unter fahrendem Zug umgestellt

(3) Gegenfahrt

(4) Flankenfahrt aus Gleis 2

(5) Fahrweg nicht frei von Fahrzeugen

Verbremsen am Zielsignal („Durchrutschen“)


Sicherheitsanforderungen an eine Fahrstraße

Sicherung beweglicher Fahrwegelemente

(1) Sicherstellung der richtigen Lage aller beweglichen Fahrwegelemente vor Zulassung einer Zugfahrt

(2) Verhinderung des Umstellens von beweglichen Fahrwegelementen unter dem fahrenden Zug

Folge-, Gegen-, Flankenfahrschutz

(3) Verhinderung der Zulassung feindlicher Fahrten

(4) Verhinderung, dass Fahrzeuge in den freigegebenen Fahrwegeines Zuges gelangen können

(5) Verhinderung der Zulassung von Zugfahrten in besetzte Gleisabschnitte


(1) Signalabhängigkeit

� Signalabhängigkeit besteht genau dann, wenn die Weichen von den für die Zugfahrt gültigen Signalen derart abhängig sind, dass ein Signal nur dann auf Fahrt gestellt werden kann, wenn die Weichen für den Fahrweg richtig liegen und verschlossen sind.

1. Ein Signal darf sich nur dann auf Fahrt stellen lassen, wenn alle zur Fahrstraße gehörenden Elemente richtig gestellt sind.

2. Solange ein Signal auf Fahrt steht, müssen alle zur Fahrstraße gehörenden Elemente verschlossen sein.

� Die Signalabhängigkeit wird durch den Fahrstraßenverschlussrealisiert.


(2) Fahrstraßenfestlegung

Signalabhängigkeit („Solange ein Signal auf Fahrt steht…“) bedeutet Sicherheitslücke nach Passieren des Signals

� Fahrstraßenfestlegung: Festhaltung der Fahrwegelemente auch nach dem Haltfall des Signals bis der Zug den Weichenbereich verlassen hat

Rücknahme der Fahrstraßenfestlegung: Fahrstraßenauflösung


(3) Fahrstraßenausschluss

� Verhinderung der gleichzeitigen Einstellbarkeit zweier feindlicher Fahrstraßen

� Einfacher Ausschluss

Bei Fahrstraßen, die sich in der Stellung mindestens eines Fahrwegelementes unterscheiden

� Besonderer AusschlussBei Fahrstraßen, die sich in der Stellung der Fahrwegelemente nicht unterscheiden, z. B. Gegenfahrten

[Zeichnung

Feindliche

Fstr]


(4) Flankenschutz

� Maßnahme zur Verhinderung des Eindringens von Fahrzeugen in Fahrstraßen über einmündende FahrwegeUnmittelbar (Einbindung in Fstr-Verschluss)

Direkt wirkendSchutzweicheGleissperre (Gsp,nur in Nebengleisen!)

Indirekt wirkendFlankenschutz bietende Signale

MittelbarRangierverbot (Örtliche Richtlinien)

� Flankenschutzraum: Gleis zwischen Flankenschutz suchendem und Flankenschutz bietendem Element


(5) Gleisfreimeldung

� Maßnahme, mit der die Freiheit der Gleise von Fahrzeugen geprüft wird

Visuell

„Durch Hinsehen“(früher: „Durch Augenschein“)

Technisch

GleisstromkreisMessung des Widerstandes zwischen den Schienen eines Gleises

AchszählkreisZählung der in einen Gleisabschnitt ein- und ausfahrenden Achsen


Topologische Bestandteile einer Fahrstraße

Befahrener TeilWeichenbereichZielgleis

FlankenschutzraumDurchrutschweg


Fahrstraßenauflösung im Regelfall

Auflösebedingung für den Durchrutschweg

Zug hat den Durchrutschweg passiert (Durchfahrt)

Auflösung gemeinsam mit der nächsten Fahrstraße

Zug ist am vorgeschriebenen Halteplatz zum Stehen gekommen (Einfahrt)

Auflösung ManuellAuflösung Zeitgesteuert


Teilfahrstraßen

Zeitlich frühere Auflösung nicht mehr benötigter Fahrstraßenteile

Freigabe von Fahrwegressourcen

Ältere Stw

Zusätzlicher Aufwand für Einrichtung von Teilfahrstraßen

Neuere Stw

Jeder Gleisfreimeldeabschnitt (W, Kr, Gleis) bildet bereits eineTeilfahrstraße


Signalisierung von Fahrstraßen


Signalisierung: Das Ks-System

� Ks: Kombinationssignal, Kombination von Haupt- und Vorsignalisierung in einem Signal

Abschnittssignalisierung

Hp 0 – Halt

Ks 1 – Zwei Abschnitte frei

Ks 2 – Ein Abschnitt frei

Geschwindigkeitssignalisierung

Zs 3 – Geschwindigkeitsanzeiger

Zs 3v – Geschwindigkeitsvoranzeiger(+ Ks 1 blinkend)


Ks-Symbole


Anwendung des Ks-Systems

≈ 1000 m≈ 1000 m

Blockabschnitt

Signalisierungsabschnitt

> 1500 m

Vorsignalabstand =Bremsweg + 50% / - 5%

Beispiel:Bremsweg = 1000 mVorsignalabstand = 950 … 1500 m0Hp 0Hp 0

1Ks 2Ks 2

2Ks 1Ks 1Ks 1

Freie Abschnitte


Anordnung der Hauptsignale im und am Bahnhof

Einfahrsignal

Markiert die Grenze des Bahnhofs

Zielpunkt der hier beginnenden Fahrstraße: Bahnhof

Zwischensignal

Zielpunkt der hier beginnenden Fahrstraße: Bahnhof

Ausfahrsignal

Zielpunkt der hier beginnenden Fahrstraße: Freie Strecke

A


Zugdeckungssignal

Ermöglicht gesicherte Einfahrt in teilweise besetzte Gleise

Ziel einer Fahrstraße

Extrem kurzer Durchrutschweg(min. 3 m)

DV

Kennlicht

DS


Bezeichnung der Hauptsignale im und am Bahnhof

V + Buchstabe des Haupsignals (klein)Vorsignal

Entgegen km-RichtungIn km-Richtung

ZU, ZV, ZW + Gleisnr.ZR, ZS, ZT + Gleisnr.Zwischensignal

P + Gleisnr.N + Gleisnr.Ausfahrsignale

F, G, H, J, KA, B, C, D, EEinfahrsignale

km-Richtung

„Alle Probleme Regelt Unsereiner Nach Feierabend.“

A

Va


Festlegung der Signalstandorte quer zum Gleis

Gleiszuordnung

Abstand zum Regellichtraumprofil

Möglichst mit Mast

Sonst mit Signalbrücke/-ausleger

Abstand vom Gleis (Regelzeichnungen)

Sonstige bauliche Gegebenheiten


Gleiszuordnung

Zuordnung zum Gleis muss eindeutig sein!

Aufstellung der Hauptsignale neben oder über dem zugehörigen Gleis

An eingleisigen Strecken und in BahnöfenRechts

An zweigleisigen StreckenRegelgleis – rechtsGegengleis – links

Bei mehreren (zusammenlaufenden) StreckenRechts

Einfahrsignale möglichst auf gleicher Höhe (Torwirkung)Unzulässig: Rechts aufgestelltes Signal, welches für dieses Gleis nicht gültig istGleisnutzlänge ausnutzen, aber: Signalverwechslung muss ausgeschlossen sein


Festlegung der Signalstandorte längs zum Gleis

Abstand vom Gefahrpunkt/Durchrutschweg

Einfahrgeschwindigkeit

Neigungsverhältnisse

Nutzbare Gleislänge

Lage der Bahnsteige

Signalfolgeabstand

Lage zu technisch gesicherten BÜ

Lage zu Resi (Reisendensicherung)

Sichtbarkeit

Bauliche Gegebenheiten

Belange der Oberleitungsanlagen


Schutzabschnitt

� Gesicherter Gleisabschnitt hinter einem Halt zeigenden Zielsignal für den Fall, dass ein Zug aufgrund unzureichender Bremsung das Signal passiert (durchrutscht)

Beginnt am Signal, endet am Gefahrpunkt

Alle Sicherungskriterien der Fahrstraße gelten auch dafür (mit wenigen Ausnahmen)

Man unterscheidet

� Gefahrpunktabstand

Hinter Einfahr-, Block- und Deckungssignalen

� Durchrutschweg

Hinter Ausfahr- und Zwischensignalen


Maßgebende Gefahrpunkte

Andere Fahrzeuge(Flanken-, Folge-, Gegenfahrschutz)

Planmäßig haltende Zug- bzw. RangierfahrtRangierhalttafelHaupt- bzw. Sperr-/RangierhaltsignalBahnsteigende

Flanke einer Zug- bzw. RangierfahrtGrenzzeichen einer stumpf berutschten Weiche

Infrastrukturelemente(Sicherung beweglicher Fahrwegelemente)

Bewegliches FahrwegelementAnfang einer spitz berutschten WeicheGleissperre

Ende des FahrwegsGleisabschluss


Bemessung von Gefahrpunktabständen

≥ 200 m in der Regel≥ 100 m, wenn

vmax = 100 km/h undGefahrpunkt ist Anfang einer spitz befahrene Weiche

≥ 50 m bei Blocksignalendie ausschließlich der Regelung der Zugfolge dienen undmit Blockabstand ≥ 950 m

11 13

50 m

min. 950 m

max. 750 m


Bemessung von Durchrutschwegen

≥ 200 m in der Regel

≥ 100 m, wenn

vmax = 60 km/h (Einfahrgeschwindigkeit) oder

vmax = 100 km/h (Einfahrgeschwindigkeit) und Gefahrpunkt ist Anfang einer spitz berutschten Weiche

≥ 50 m, wenn

vmax = 40 km/h (Einfahrgeschwindigkeit)

< 50 m, wenn

vmax = 20/30 km/h (Einfahrgeschwindigkeit)


Verlängerung in Abhängigkeit von der Neigung

Ermittlung der maßgebenden NeigungDurchschnittsneigung 2 km vor dem SignalDurchschnittsneigung im Bremswegabstand vor dem SignalStärkere Neigung ist maßgebend

GefälleVerlängerung um 10 % je PromilleMax. 300 m (wegen Neigung)

SteigungVerkürzung um 5 % je PromilleMin. 100 m (bei elektrifizierten Strecken)Min. 50 m (sonst)

D-Weg Verlängerung bei Neigung

0

50

100

150

200

250

300

350

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Neigung [Promille]

Länge [m]

100 m, Ril 819 200 m, Ril 819


Besonderheiten von Durchrutschwegen

Durchrutschwege schließen sich nicht gegenseitig aus

Nicht in allen Stw-Technikenimplementierbar

Wahldurchrutschwege

Zur Vermeidung von Fahrstraßenausschlüssen

Bei mehreren Ausfahrmöglichkeiten


Lage der Bahnsteige


Signalfolgeabstand

VorsignalabstandBremswegabstand + 50%/-5%Mögliche Vorsignalabstände („Bremstafeln“)

1000 m (Hauptbahn > 100 km/h)Abweichend Regelvorsignalabstand: 1300 m

700 m (Hauptbahn ≤ 100 km/h)400 m (Nebenbahn)

Abstand des Vorsignals zum rückgelegenen Hauptsignal

Min. 300 m, sonst Vorsignal am rückgelegenen Hauptsignal anordnen


Abstand zu BÜ

nach Ril 815.0033 7 (1)

BÜ ist nicht Bestandteil des gesamten Durchrutschweges!

10 m≤ 40 km/h

Abstand Signal – BÜ Geschwindigkeit

30 m≤ 80 km/h

50 m> 80 km/h


Sichtbarkeit von Haupt- und Vorsignalen

Unter bestimmten Umständen reichen 6,75 s Signalsichtzeit

Sicht auf Hauptsignale muss ununterbrochen gegeben sein, sonst Vorsignalwiederholer

Elemente der Fahrleitung dürfen Sicht kurzzeitig verdecken

Planmäßig abgestellte Fahrzeuge dürfen Sicht nicht verdecken

200 m300 m< 100 km/h

VorsignalHauptsignal

250 m400 m (300 m)≤ 120 km/h

300 m500 m (300 m)> 120 km/h


Anordnung innerhalb gruppenweise zusammenstehender Signale

Reihenfolge der Signale einer Signalgruppe muss für Tf immer gleich erscheinen

Im Bogen wichtig!

Ansonsten Gleisnutzlänge ausnutzen


Rangierhalttafel

Nur, wenn betrieblich erforderlich

Standort links vom Gleis (im DV-Bereich früher rechts vom Gleis)

An zweigleisigen Strecken in der Regel nicht am Ausfahrgleis


Spezielle Probleme bei der Fahrstraßensicherung


Nahbedienung/Nahstellung

Fahrdienstliche Verantwortung im Bereich wahlweise beim

Rangierpersonal („Nahbedienung abgegeben“)

Fdl/Wärter („Nahbedienung zurückgegeben“)Wahlweise Bedienung der Weichen fernbedient/ortsbedient

P1

P2

1

2

B ZR1

ZR2

P33

ZR3

ZU1

ZU2BBVbb

Vb

A

Va

4

5

ZR4

Nb1


Zwieschutzweichen

� Zwieschutzweiche: Weiche, die gleichzeitig in beiden Stellungen als Flankenschutz angefordert werden kann

� Echte Zwieschutzweiche

Z., die gleichzeitig von zwei Fahrten beansprucht wird

� Eigenzwieschutzweiche

Z., die gleichzeitig von einer Fahrt beansprucht wird

P1

P2

P3

P1

P2


Flankenschutzgegen das Strecken der Züge

Fahrwegweiche mit Flankenschutzfunktion (a)

Gleisfreimeldeabschnitt

Streckschutzabschnitt (b)

Verlängerung des Freimeldeabschnitts einer Weiche (c)

10 m

6 m

10 m

a)

b)

c)

Fahren

Bremsen

Stehen


Mittelweiche

� Weiche innerhalb der Gleisnutzlänge eines Bahnhofsgleises, die bei der Einfahrt nicht vollständig freigefahren wird

Liegt bei Einfahrt hinter der Fahrstraßenzugschlussstelle

Wird nach Einfahrt meist nicht aufgelöst

Einbindung in Ausfahrstraße, aber ohne Freiprüfung

In modernen Stw: Mittelweichenteilfahrstraße


Nutzbare Gleislängebei Stellwerken mit Gleisfreimeldung

Beginn der Gleisnutzlänge: Ausfahrsignal

Ende der Gleisnutzlänge: Flankenschutzelement des anderen Gleisendes

Forderung: Flankenschutzraum muss frei sein

Einschränkung: Zwischen Flankenschutzsignal und Grenzzeichen dürfen Fahrzeuge eines Zuges stehen, wenn an diesem nicht rangiert wird

Kann von Stw-Technik mit automatischer Gleisfreimeldung nicht realisiert werden


Möglichkeiten der Verlängerung der NLbei Stellwerken mit Gleisfreimeldung

Verschiebung AusfahrsignalFstr-Ausschlüsse (über D-Weg) oderVerringerung der Einfahrgeschwindigkeit

Verzicht auf Flankenschutz (-signal) und Rangierverbot

Fahrmöglichkeit entfälltBeispiel: Entfall von P1

Aufstellung von Sperr-/Rangiersignalen für Flankenschutz (nur in besonderen Fällen)

Zusätzliche Kosten für Signal, welches regulär nicht benötigt wirdBeispiel: Sperr-/Rangiersignal zur Verlängerung der NL für Einfahrten mit Zielsignal P2

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