Kuppelbarkeit von Nahverkehrstriebwagen und -zügen

In diesem Projekt wurde die Kuppelbarkeit von Nahverkehrstriebzügen hinsichtlich technischer und betrieblicher Aspekte untersucht. Die technischen Aspekte wurden anhand einer durchgeführten Recherche zu den bundesweit betriebenen Triebzügen betrachtet. Dabei wurden die verbauten Kupplungen, die betreffende Standards und wissenschaftliche Arbeiten analysiert. Es existiert nur eine geringe Anzahl an Literatur, die sich mit dieser Thematik auseinandersetzt, daher wurden ergänzende Interviews mit Expertinnen und Experten durchgeführt und die Diversitäten herausgearbeitet. Es zeigte sich, dass der aktuelle Fahrzeugbestand hinsichtlich der verbauten Kupplungen sehr inhomogen ist. Zwar besitzt ein Großteil der Fahrzeuge die Scharfenbergkupplung (SchaKu) Typ 10 zur mechanischen und pneumatischen Kupplung, aber die E-Kupplungen und die Leittechnik sind durch die fehlende Normung deutlich verschieden aufgebaut, sodass die Fahrzeuge baureihenübergreifend i. d. R. nicht kuppelbar sind. Hierzu wurden auch Detailanalysen von ausgewählten Stromlaufplänen durchgeführt. Die technischen Gründe für die Diversitäten können im Spannungsfeld von Wirtschaftlichkeit, Technik und Administration verortet werden. Wirtschaftliche Aspekte betreffen eine kostspielige Herstellung einer (herstellerübergreifenden) universellen Kuppelbarkeit, technische Aspekte die fehlende Normung der Schnittstelle sowie administrative Aspekte die derzeitige Fahrzeugbeschaffungspraxis. Ferner wurde analysiert, welche Fahrzeuge des heutigen Bestands miteinander in welchem Grade kuppelbar sind. Es zeigte sich, dass nur ein Bruchteil der Fahrzeuge betrieblich kuppelbar ist, zumeist innerhalb einer Baureihe eines EVU. Die Mehrzahl der Fahrzeuge ist mechanisch und pneumatisch kuppelbar, was zumindest im Abschleppfall hilfreich ist. Auch wurde betrachtet, welche Fahrzeuge hinsichtlich gegebener Infrastruktur miteinander sinnvoll betrieblich kuppelbar wären. Aufbauend auf der Analyse der Defizite wurden aktuelle Fahrzeugausschreibungen recherchiert und analysiert. Es zeigte sich, dass je nach Ausschreibung nur sehr wenige Mindestanforderungen an die Fahrzeuge gestellt werden, die Freiraum bei der Ausgestaltung lassen. Hinzu kommt, dass es bundesweit kein einheitliches Lastenheft für die Fahrzeuggestaltung gibt. Es gibt lediglich Empfehlungen ohne bindenden Charakter. Abschließend wurde eine Handlungsempfehlung erarbeitet, um die herausgestellten Defizite beseitigen zu können. Die Handlungsempfehlung umfasst die Beseitigung administrativer sowie technischer Hemmnisse und schließt mit einer allgemeinen Empfehlung. Die Beseitigung administrativer Hemmnisse umfasst u. a. die mangelnde Einheitlichkeit bei der Fahrzeugbeschaffung, die standardisiert erfolgen sollte. Zudem könnten Fahrzeuge losübergreifend beschafft werden, um einen kuppelbaren Fahrzeugpool zu bilden. Die Beseitigung technischer Hemmnisse umfasst u. a. die Erarbeitung eines Standards für die E-Kupplung und der zu übertragenden Funktionen. Die meisten Funktionen könnten über ausreichend sichere digitale Bussysteme zusammengefasst werden. Komfortfunktionen wie das FIS sollten lokal auf dem Fahrzeug ausgeführt werden und direkt mit der Zentrale kommunizieren. So ließe sich die Zahl der Kupplungskontakte reduzieren. Die Datenprotokolle sollten standardisiert werden, damit eine einheitliche Übertragung gewährleistet werden kann. Hierzu könnten Gateways die Schnittstelle zur Fahrzeugleittechnik bilden, um die Informationen zu übersetzen. Grundsätzlich sollte diese Thematik in Nachfolgeprojekten weiterverfolgt werden. Für die Bewertung der betrieblichen Auswirkungen, Potenziale und zu überwindenden Hürden einer MKB wurden bahnbetriebliche Analysen auf Basis von fahrdynamischen Simulationen durchgeführt und durch die Anwendung von Fahrplankonstruktionsansätzen sowie durch die Anwendung der Analytik zur Ermittlung der Kapazitätsauswirkungen unterfüttert. Durch die Identifizierung eines geeigneten Untersuchungsgebiets sowie betrieblicher Anwendungsbeispiele konnten Auswirkungen primär auf die generelle Machbarkeit innerhalb des geplanten Deutschlandtaktes 2030 identifiziert werden. Zur Bemessung der Auswirkungen wurden betriebliche Parameter z. B. in Form von Trassenauswirkungen und -verfügbarkeiten, Gleisbelegungen, theoretischen Leistungsfähigkeiten und zugehörigen Restleistungsfähigkeiten sowie des Fahrzeugbedarfs durch Umlaufverknüpfungen herangezogen. Identifizierte betriebliche Nutzenaspekte bei Einführung einer MKB sind die Erhöhung der Zahl von Direktverbindungen aufgrund der Durchbindung einzelner Linien. Durch die MKB entsteht eine Erhöhung der Fahrgastkapazitäten, da mehrere Zugteile im Verbund verkehren und die zugehörigen Umstiege für die Reisenden entfallen. Ein großer betrieblicher Nutzen der MKB ist der Aspekt, dass unterschiedliche Fahrzeuge einander ersetzen können. In den Szenarien wurde das Augenmerk auf die Einsparung von möglichen Fahrplantrassen durch das Bündeln von Linien gelegt. Durch die untersuchte Fahrtenbündelung anstelle von zwei separaten SPNV-Zugfolgen unmittelbar hintereinander konnte eine Trasseneinsparung von einer Trasse pro Stunde und Richtung erreicht werden. Bei der Bewertung des Fahrzeugbedarfs konnte durch eine exemplarische Berechnung der Reservefahrzeuge gezeigt werden, dass Einsparungen erreicht werden können, wenn die Fahrzeuge nicht nur linienscharf vorgehalten, sondern universell in größeren Teilnetzbereichen eingesetzt werden können. Je nach Größe des Teilnetzes liegt die Einsparung zwischen einem und 4,8 Prozent. Die größte identifizierte betriebliche Herausforderung stellt die Kuppelzeit innerhalb der Bahnhöfe und die damit verbundene Gleisbelegungszeit dar. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ein Kupplungsvorgang an einem Bahnsteig des durchgehenden Hauptgleises durchgeführt werden muss. Die verlängerte Haltezeit hat eine unmittelbare negative Auswirkung auf die Leistungsfähigkeit der anknüpfenden Strecke. Daher sind zusätzliche Bahnsteige oder Nebengleise für den Kupplungsvorgang vorzusehen, um eine Möglichkeit der Umfahrung und Überholung der Züge zu gewährleisten. Durch die verlängerte Haltezeit durch den Kupplungsvorgang ist daher zu überprüfen, ob insbesondere im Deutschlandtakt 2030 noch Fahrzeitreserven zwischen zwei Halten eingeplant werden können, um diese verlängerte Reisezeit auszugleichen

Potenziale einer Multikuppelbarkeit im Schienenpersonennahverkehr

DE: Ein Großteil der Triebzüge im deutschen Schienenpersonennahverkehr besitzt die Scharfenbergkupplung Typ 10, die meist mechanisches und pneumatisches Kuppeln ermöglicht. Elektro-Kupplungen und Leittechnik sind aufgrund fehlender Normung größtenteils inkompatibel, sodass ein gekuppelter Betrieb unterschiedlicher Fahrzeugbaureihen nicht oder nur eingeschränkt möglich ist. Eine uneingeschränkte Kuppelbarkeit der Triebzüge könnte große Potenziale im täglichen Betrieb erschließen. Für diese Analyse wurde untersucht, welche technischen Maßnahmen eine Multikuppelbarkeit erfordert, wie regulatorische Anpassungen gestaltet werden könnten und welche betrieblichen Auswirkungen hierdurch zu erwarten sind. Erste Ergebnisse zeigen, dass durch eine Multikuppelbarkeit die Zahl an Direktverbindungen erhöht werden kann. Darüber hinaus kann die betriebliche Flexibilität durch den wechselseitigen Einsatz von Fahrzeugen gesteigert werden. Eine große Herausforderung stellt jedoch die Kuppelzeit innerhalb der Bahnhöfe und die damit verbundene Gleisbelegungszeit des Zuges dar. EN: The majority of multiple units in the German local rail passenger transport system have the Scharfenberg coupler type 10, which mostly allows mechanical and pneumatic coupling. Due to a lack of standardization, electric couplers and control technology are largely incompatible, so that coupled operation of different vehicle series is not possible or only possible to a limited extent. Unrestricted couplability of multiple units could open up great potential in daily operation. For this analysis, the technical measures required for multi-couplability were investigated, as well as how regulatory adjustments could be designed and what operational effects can be expected as a result. Initial results show that multicouplability can increase the number of direct connections. In addition, operational flexibility can be increased through the alternating use of vehicles. However, the coupling time within the stations and the associated track occupation time of the train pose a major challenge

Multikuppelbarkeit bei Nahverkehrstriebzügen – Herausforderungen und Potenziale

Im Rahmen der Auftragsforschung des Deutschen Zentrums für Schienenverkehrsforschung (DZSF) wurde das Projekt „Kuppelbarkeit von Nahverkehrstriebwagen und -zügen“ bearbeitet. Dabei sollte untersucht werden, inwieweit eine Multikuppelbarkeit technisch möglich und betrieblich sinnvoll ist. Der aktuelle SPNV-Fuhrpark ist bundesweit betrachtet sehr inhomogen. Ein Grund dafür ist unter anderem, dass die Länder und Regionen wegen der Regionalisierung die Funktion als Aufgabenträger wahrnehmen und somit i. d. R. nur Teilnetze ausgeschrieben werden, die dann von unterschiedlichen Eisenbahnverkehrsunternehmen (EVU) bedient werden. Daher weisen die sich derzeit im Einsatz befindlichen Nahverkehrstriebwagen und -züge eine große Fahrzeug- und Variantenvielfalt unterschiedlichster Baujahre und Hersteller auf

Potenziale einer Multikuppelbarkeit von Fahrzeugen im öffentlichen Schienenpersonennahverkehr

DE: In Deutschland werden im Schienenpersonennahverkehr (SPNV) überwiegend Triebzüge für die Personenbeförderung genutzt. Für die durch die Aufgabenträger ausgeschriebenen Streckennetze in den Bundesländern wird in der Regel eine netzspezifisch einheitliche Fahrzeugflotte vorgesehen, welche durch das zuständige Eisenbahnverkehrsunternehmen betrieben wird. Die Fahrzeugflotten der Strecken- oder Teilnetze sind bundesweit inhomogen und unterscheiden sich z. B. hinsichtlich Hersteller, (Unter-)Baureihen und Baujahr. Auch wenn in Teilnetzen eines größeren Streckennetzes identische Fahrzeugtypen desselben Herstellers eingesetzt werden, ist eine vollständige betriebsfähige Kupplung (mechanisch, pneumatisch, elektrisch, elektronisch) dieser Fahrzeuge kaum möglich. Durch diese Inkompatibilität lassen sich temporär ausgefallene Fahrzeuge eines Zugverbandes nicht ohne Weiteres ersetzen. Diese Situation schränkt den Betrieb erheblich ein und verhindert eine mögliche Kapazitätssteigerung der Netze. Ein besserer Zustand wäre gegeben, wenn sich künftig eine universelle Kuppelbarkeit verschiedener Fahrzeuge realisieren ließe. In diesem Beitrag wird zunächst ein Überblick über die Problematik der Kuppelbarkeit, die betrieblichen Vorteile der universellen Kuppelbarkeit von SPNV-Fahrzeugen sowie die Herausforderungen bei einer angenommenen universellen Kuppelbarkeit gegeben. EN: In Germany, regional rail passenger transport (SPNV) mainly uses multiple units for passenger transport. For the route networks advertised by the transport authority in the federal states, a network-specific, uniform vehicle fleet is usually provided, which is operated by the responsible railway company. The vehicle fleets of the routes or sub-networks are inhomogeneous nationwide and differ, e.g., with regard to manufacturer, series and the year of construction. Even if identical vehicle types from the same manufacturer are used in sub-networks of a larger route network, a fully operational coupling (mechanical, pneumatic, electrical, electronic) of these vehicles is hardly possible. Due to this incompatibility, vehicles in a train set that are temporarily out of service cannot be replaced offhandedly. This situation significantly restricts operations and prevents a possible increase in network capacity. The situation would be better if, in the future, it would be possible to realize universal couplings between different vehicles. This article provides an overview of the problem of coupling, the operational advantages of universal coupling of SPNV vehicles as well as the chances and challenges of an assumed universal coupling