Die Sicherung von Zugfahrten erfolgt bei Eisenbahnen durch verschiedene Systeme der Sicherungstechnik. Die Ausrüstungsstandards, und damit auch die Ortungslösungen, orientieren sich an den Bedürfnissen des Kernnetzes und sind auf Bahnen untergeordneter Bedeutung, sog. Sekundärbahnen, hauptsächlich aus wirtschaftlichen Gründen nicht tragfähig. Steigende Anforderungen an die Sicherheit und der weiter zunehmende Kostendruck werden für diese Bahnen eine Ablösung der bisherigen Betriebsweise mit Hilfe neuer technischer Möglichkeiten erfordern. Die vorliegende Arbeit soll Anforderungen an Ortungslösungen für Sekundärbahnen auf Grundlage bereits bestehender Umsetzungen identifizieren. Die Ergebnisse sollen die Basis für eine vedarfsgerechte Weiterentwicklung bisheriger Techniken zur Sicherung von Zugfahrten auf Sekundärbahnen bilden.:Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 14
1.1 Motivation 14
1.2 Zielstellung 14
1.3 Vorgehen 15
2 Grundlagen und Begriffe 17
2.1 Grundlegende Begriffe des Systems Eisenbahn 17
2.1.1 Abgrenzung der Begriffe 17
2.1.2 Aufgaben der Sicherungstechnik 20
2.1.3 Aufgaben der Leittechnik 22
2.1.4 Aufgaben der Telematik 23
2.2 Begriffsabgrenzung der Netzbereiche 25
2.2.1 Neue Sekundärbahn 25
2.2.2 Kernnetz 26
2.2.3 Transeuropäische Netze 26
2.2.4 Zusammenhang der Netzteile 26
2.3 Physikalische Betrachtungen 27
2.4 Grundlegendes zur Ortung bei Schienenbahnen 30
2.5 Einordnung verschiedener Ortungsmöglichkeiten 30
2.6 Begrifflichkeiten fahrzeugseitiger Ortungssysteme 32
2.6.1 Absolute und relative Ortung 32
2.6.2 Initialortung 33
2.7 Entwicklungstendenzen der Ortung bei Schienenbahnen 33
2.7.1 Forschungs- und Spezifizierungsaktivitäten 33
2.7.2 Aktivitäten europäischer Organe 34
2.7.3 Merkmale des Systems Galileo 35
2.7.4 Schlussfolgerung zur weiteren Entwicklung 38
3 Europäische Ortungslösungen 40
3.1 Allgemeines 40
3.2 ERTMS Regional 40
3.2.1 Allgemeines 40
3.2.2 Systemarchitektur 41
3.2.3 Ortung 43
3.2.4 Besonderheiten 45
3.3 SATLOC 48
3.3.1 Allgemeines 48
3.3.2 Systembeschreibung 49
3.3.3 Ortung 50
3.3.4 Testanwendung 52
4 Nordamerikanische Ortungslösungen 54
4.1 Besonderheiten der Nordamerikanischen Eisenbahnen 54
4.1.1 Charakteristika der Eisenbahn in Nordamerika 54
4.1.2 Eisenbahnbetrieb und Sicherungstechnik 57
4.1.3 Entwicklungen in der Sicherungstechnik 58
4.2 Advanced Civil Speed Enforcement System 60
4.2.1 Allgemeines 60
4.2.2 Systembeschreibung 60
4.2.3 Ortung 62
4.3 Interoperable Electronic Train Management System 63
4.3.1 Allgemeines 63
4.3.2 Systembeschreibung 63
4.3.3 Ortung 66
4.3.4 Besonderheiten 67
5 Vergleich der betrachteten Lösungen 68
5.1 Rahmenbedingungen der Eisenbahnsysteme 68
5.2 Allgemeine Systemeigenschaften70
5.2.1 Einsatzbereich der Systeme70
5.2.2 Systemarchitektur 71
5.3 Ortungsspezifische Systemeigenschaften 73
5.3.1 Eigenschaften der Ortung 73
5.3.2 Zugintegrität 74
5.3.3 Kommunikationsmöglichkeiten 75
6 Anforderungen an fahrzeugseitige Ortungssysteme 77
6.1 Allgemeines 77
6.2 Konzeption eines fahrzeugseitigen Ortungssystems 78
6.2.1 Koordinatensysteme 78
6.2.2 Ausrüstung von Fahrzeugen 81
6.2.3 Architektur eines fahrzeugseitigen Ortungssystems 82
6.3 Funktionale Anforderungen 84
6.3.1 Nutzung der Ortungsinformationen 84
6.3.2 Örtliche Verfügbarkeit der Ortungsinformationen 88
6.3.3 Zeitliche Verfügbarkeit der Ortungsinformationen 93
6.3.4 Geschwindigkeit 99
6.3.5 Zugintegrität 100
6.3.6 Zuglänge 103
6.3.7 Genauigkeit Querrichtung 106
6.3.8 Genauigkeit Längsrichtung 108
6.3.9 Interoperabilität und Intraoperabilität 109
6.3.10 Integrität der Ortungsinformation 110
6.3.11 Absolute und relative Ortung 111
6.3.12 Übergang zu anderen Ortungsverfahren 112
6.3.13 Veränderungen der Zugkonfiguration 116
6.4 Wirtschaftliche Anforderungen 117
6.4.1 Kostenbetrachtungen 117
6.4.2 Kostenverteilung 118
6.4.3 Kostenprognosen 118
6.5 Rechtliche Anforderungen 119
6.5.1 Zulassung 119
6.5.2 Diskriminierungsfreiheit 120
6.5.3 Garantieübernahme 120
6.5.4 Sicherheitsverantwortung 121
6.6 Sonstige Anforderungen 121
6.6.1 Nichtausgerüstete Fahrzeuge 121
6.6.2 Hardware 124
6.6.3 Software 126
6.6.4 Weiterentwicklungsfähigkeit und Abwärtskompatibilität 126
6.6.5 Betriebliche Belange 127
6.6.6 Umweltbelange 128
7 Zusammenfassung und Ausblick130
7.1 Zusammenfassung 130
7.1.1 Aktuelle Situation 130
7.1.2 Funktionale Anforderungen an ein fahrzeugseitiges Ortungssystem 130
7.1.3 Weitere Anforderungen und Herausforderungen131
7.2 Ausblick 132
7.2.1 Handlungsempfehlungen 132
7.2.2 Weiterentwicklung der Zugbeeinflussung 133
7.2.3 Weiterentwicklung der Fahrwegsicherung 134
7.2.4 Weiterentwicklung der Betriebsverfahren 134
7.2.5 Weiterentwicklung Technik134
Abkürzungsverzeichnis 136
Abbildungsverzeichnis 141
Tabellenverzeichnis 143
Literaturverzeichnis
Glossar 150
Erklärung 155
Anhang A: Besprechungsprotokolle 156
Anhang B: Baumdiagramm Anforderungskatalog 172
Anhang C: Zusammenstellung wichtiger Informationen173 / The safety of railway operations is ensured by different technical systems of train protection. The systems including train positioning are usually designed to satisfy the requirements of busier lines but are not suitable for secondary lines due to economic reasons. Rising demands on safety combined with increasing cost pressure will lead to the need of new technical solutions. The intention of this diploma thesis is the identification of train positioning system requirements taking into consideration existing solutions. The results are meant to be a basis for further development of customised technical solutions for safe train operations on low density lines.:Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 14
1.1 Motivation 14
1.2 Zielstellung 14
1.3 Vorgehen 15
2 Grundlagen und Begriffe 17
2.1 Grundlegende Begriffe des Systems Eisenbahn 17
2.1.1 Abgrenzung der Begriffe 17
2.1.2 Aufgaben der Sicherungstechnik 20
2.1.3 Aufgaben der Leittechnik 22
2.1.4 Aufgaben der Telematik 23
2.2 Begriffsabgrenzung der Netzbereiche 25
2.2.1 Neue Sekundärbahn 25
2.2.2 Kernnetz 26
2.2.3 Transeuropäische Netze 26
2.2.4 Zusammenhang der Netzteile 26
2.3 Physikalische Betrachtungen 27
2.4 Grundlegendes zur Ortung bei Schienenbahnen 30
2.5 Einordnung verschiedener Ortungsmöglichkeiten 30
2.6 Begrifflichkeiten fahrzeugseitiger Ortungssysteme 32
2.6.1 Absolute und relative Ortung 32
2.6.2 Initialortung 33
2.7 Entwicklungstendenzen der Ortung bei Schienenbahnen 33
2.7.1 Forschungs- und Spezifizierungsaktivitäten 33
2.7.2 Aktivitäten europäischer Organe 34
2.7.3 Merkmale des Systems Galileo 35
2.7.4 Schlussfolgerung zur weiteren Entwicklung 38
3 Europäische Ortungslösungen 40
3.1 Allgemeines 40
3.2 ERTMS Regional 40
3.2.1 Allgemeines 40
3.2.2 Systemarchitektur 41
3.2.3 Ortung 43
3.2.4 Besonderheiten 45
3.3 SATLOC 48
3.3.1 Allgemeines 48
3.3.2 Systembeschreibung 49
3.3.3 Ortung 50
3.3.4 Testanwendung 52
4 Nordamerikanische Ortungslösungen 54
4.1 Besonderheiten der Nordamerikanischen Eisenbahnen 54
4.1.1 Charakteristika der Eisenbahn in Nordamerika 54
4.1.2 Eisenbahnbetrieb und Sicherungstechnik 57
4.1.3 Entwicklungen in der Sicherungstechnik 58
4.2 Advanced Civil Speed Enforcement System 60
4.2.1 Allgemeines 60
4.2.2 Systembeschreibung 60
4.2.3 Ortung 62
4.3 Interoperable Electronic Train Management System 63
4.3.1 Allgemeines 63
4.3.2 Systembeschreibung 63
4.3.3 Ortung 66
4.3.4 Besonderheiten 67
5 Vergleich der betrachteten Lösungen 68
5.1 Rahmenbedingungen der Eisenbahnsysteme 68
5.2 Allgemeine Systemeigenschaften70
5.2.1 Einsatzbereich der Systeme70
5.2.2 Systemarchitektur 71
5.3 Ortungsspezifische Systemeigenschaften 73
5.3.1 Eigenschaften der Ortung 73
5.3.2 Zugintegrität 74
5.3.3 Kommunikationsmöglichkeiten 75
6 Anforderungen an fahrzeugseitige Ortungssysteme 77
6.1 Allgemeines 77
6.2 Konzeption eines fahrzeugseitigen Ortungssystems 78
6.2.1 Koordinatensysteme 78
6.2.2 Ausrüstung von Fahrzeugen 81
6.2.3 Architektur eines fahrzeugseitigen Ortungssystems 82
6.3 Funktionale Anforderungen 84
6.3.1 Nutzung der Ortungsinformationen 84
6.3.2 Örtliche Verfügbarkeit der Ortungsinformationen 88
6.3.3 Zeitliche Verfügbarkeit der Ortungsinformationen 93
6.3.4 Geschwindigkeit 99
6.3.5 Zugintegrität 100
6.3.6 Zuglänge 103
6.3.7 Genauigkeit Querrichtung 106
6.3.8 Genauigkeit Längsrichtung 108
6.3.9 Interoperabilität und Intraoperabilität 109
6.3.10 Integrität der Ortungsinformation 110
6.3.11 Absolute und relative Ortung 111
6.3.12 Übergang zu anderen Ortungsverfahren 112
6.3.13 Veränderungen der Zugkonfiguration 116
6.4 Wirtschaftliche Anforderungen 117
6.4.1 Kostenbetrachtungen 117
6.4.2 Kostenverteilung 118
6.4.3 Kostenprognosen 118
6.5 Rechtliche Anforderungen 119
6.5.1 Zulassung 119
6.5.2 Diskriminierungsfreiheit 120
6.5.3 Garantieübernahme 120
6.5.4 Sicherheitsverantwortung 121
6.6 Sonstige Anforderungen 121
6.6.1 Nichtausgerüstete Fahrzeuge 121
6.6.2 Hardware 124
6.6.3 Software 126
6.6.4 Weiterentwicklungsfähigkeit und Abwärtskompatibilität 126
6.6.5 Betriebliche Belange 127
6.6.6 Umweltbelange 128
7 Zusammenfassung und Ausblick130
7.1 Zusammenfassung 130
7.1.1 Aktuelle Situation 130
7.1.2 Funktionale Anforderungen an ein fahrzeugseitiges Ortungssystem 130
7.1.3 Weitere Anforderungen und Herausforderungen131
7.2 Ausblick 132
7.2.1 Handlungsempfehlungen 132
7.2.2 Weiterentwicklung der Zugbeeinflussung 133
7.2.3 Weiterentwicklung der Fahrwegsicherung 134
7.2.4 Weiterentwicklung der Betriebsverfahren 134
7.2.5 Weiterentwicklung Technik134
Abkürzungsverzeichnis 136
Abbildungsverzeichnis 141
Tabellenverzeichnis 143
Literaturverzeichnis
Glossar 150
Erklärung 155
Anhang A: Besprechungsprotokolle 156
Anhang B: Baumdiagramm Anforderungskatalog 172
Anhang C: Zusammenstellung wichtiger Informationen173
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:29936 |
| Date | 11 November 2016 |
| Creators | Kirschbauer, Fabian |
| Contributors | Kunze, Michael, Sommer, Martin, Trinckauf, Jochen, Maschek, Ulrich, Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:masterThesis, info:eu-repo/semantics/masterThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.003 seconds