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B. Schembera:
"Zur Anwendbarkeit der Methode zur Ermittlung des Kapazitätsverbrauches nach UIC auf Strecken des Nahverkehrs";
Betreuer/in(nen): N. Ostermann, A. Schöbel; Eisenbahnwesen, Verkehrswirtschaft und Seilbahnen, 2006.

In dieser Arbeit soll geklärt werden, ob die Methode zur Berechnung der Kapazität einer Eisenbahnstrecke, die vom Internationalen Eisenbahnverband (UIC) als "Merkblatt 406: Kapazität" im September 2004 herausgegeben wurde, dazu geeignet ist eine Maßzahl zu berechnen, die die Auslastung einer Eisenbahnstrecke beschreiben kann. Die Maßzahl ist in diesem Fall der Kapazitätsverbrauch.

Diese neue Methode zur Berechnung der Kapazität wurde notwendig durch die Richtlinie 2001/14 des europäischen Parlaments und des Rates. Diese Richtlinie sieht eine Trennung zwischen Infrastrukturbetreibern und Eisenbahnverkehrsunternehmen vor, wobei die Eisenbahnunternehmen Zugtrassen beim Infrastrukturbetreiber beantragen können, und diese bewilligt werden müssen, bis die Infrastruktur als überlastet eingestuft wird. Um die Überlastung einer Eisenbahnstrecke beurteilen zu können, ist eine geeignete Methode notwendig. Diese Aufgabe soll das UIC-Merkblatt 406 lösen.

Zur Überprüfung der Anwendbarkeit der UIC-Methode diente die Strecke der Franz-Josefs-Bahn von Wien nach Tulln und die Wiener Vorortelinie zwischen Hütteldorf und Handelskai, sowie der Knoten Heiligenstadt, in dem sich die beiden Strecken treffen.

Die Auswertung der Berechnungsergebnisse zeigt, dass der Kapazitätsverbrauch eine gute Maßzahl ist, um den Auslastungsgrad einer Eisenbahnstrecke zu bewerten. Die im UIC-Merkblatt 406 angegebenen Empfehlungen für die Unterteilung einer Strecke in Streckenabschnitte können aber dazu führen, dass das Ergebnis der Berechnung verfälscht wird. Aus diesem Grund haben Infrastrukturbetreiber wie etwa die ÖBB Infrastruktur Betrieb AG oder Banverket ihre eigenen Vorschriften zur Unterteilung einer Strecke in Abschnitte erarbeitet. Diese Vorschriften decken sich mit den Ergebnissen dieser Arbeit.

Die angegebenen Richtwerte für den höchstmöglichen Kapazitätsverbrauch, die die Überlastung einer Strecke anzeigen sollen, sind nicht für alle Infrastrukturbetreiber anwendbar. Auch hier haben die Infrastrukturbetreiber ihre eigenen Richtwerte erarbeitet. Dies ist vor allem deshalb notwendig, da sie gänzlich unterschiedliche Methoden zur Berücksichtigung der Qualitätsfaktoren entwickelt haben.
Die Berechnungen haben ergeben, dass sich die Infrastrukturbelegungen und die Kapazitätsverbräuche auch bei der Variation der zur Berechnung verwendeten Zugmaschinen, die auch in der betrieblichen Praxis üblich ist, nur sehr wenig voneinander unterscheiden. Auch die unterschiedliche Länge von Zügen, wie dies etwa bei Güterzügen der Fall ist, hat keine großen Auswirkungen auf das Ergebnis.

Aus den Berechnungen geht aber auch hervor, dass die Zugmischung große Auswirkungen auf den Kapazitätsverbrauch hat. So kann etwa durch die Bündelung der einzelnen Zugsgattungen der Kapazitätsverbrauch einer Strecke deutlich gesenkt werden. Die Bündelung, wie sie im Rahmen dieser Arbeit vorgenommen wird, ist aber nicht in der Praxis umsetzbar, da das vorhandene Zugangebot dann nicht mehr die Bedürfnisse des Marktes, und damit der Kunden befriedigen kann.

Die Anwendung der Kapazitätsberechnung laut UIC-Merkblatt 406 ist mit dem Programm OpenTrack durchführbar, wenngleich die notwendige Verdichtung des Fahrplans sehr aufwändig ist. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgt nicht durch das Programm, sondern muss vom Bearbeiter selbst durchgeführt werden. Sie ist aber mit nur wenig Aufwand durchführbar. Die mit diesem Programm ermittelten Ergebnisse liefern bei der Verwendung für die Berechnung nach UIC ein sehr genaues Bild über die Auslastung einer Eisenbahninfrastruktur. Ein Vorteil des Programms OpenTrack ist die Möglichkeit, die Beschleunigungs- und Höchstgeschwindigkeitswerte variieren zu können. Dadurch kann das Verhalten des Lokführers bei pünktlicher und verspäteter Fahrt, ebenso wie kleine Unregelmäßigkeiten, die während einer Zugfahrt auftreten können, simuliert werden.

This work examines whether the methodology for the calculation of the capacity of a railway infrastructure, which was published by the International Union of Railways (UIC) in the "leaflet 406: capacity" in September 2004, is able to calculate a measure about the occupation of a railway infrastructure. This measure is the capacity consumption, which is the part of the capacity occupation of the selected period.

This new methodology for the calculation of the capacity got necessary because of the directive 2001/14 of the European Parliament and of the Council. This directive demands the separation between the infrastructure managers and the railway undertakings, where the railway undertakings request train paths from the infrastructure managers until the infrastructure is declared to be congested. To estimate the occupation of a railway infrastructure, an appropriate method is necessary. For this reason, the UIC-leaflet 406 was developed.

To verify the applicability of the UIC-methodology, the line of the Franz-Josefs-Bahn from Vienna to Tulln, and the Wiener Vorortelinie between Hütteldorf and Handelskai, as well as the junction in Heiligenstadt was examined.

The analysis of the results of the calculation shows, that the capacity consumption is a very good measure to estimate the occupation of a railway track. The recommendations in the UIC-leaflet 406 for the partition of a railway track may lead to a falsification of the result. For that reason the infrastructure managers, like the ÖBB Infrastruktur Betrieb AG or Banverket, developed their own directive for the partition of a track in sections. These directions fit with the results of this work.

The levels for the highest possible capacity consumption, which should show the congestion of a railway track, are not applicable for every infrastructure manager. For this reason, the infrastructure managers have defined their own levels. This is necessary because of the different methods for the calculation of the quality-factors.

The calculations in this work proof, that the infrastructure occupations and the capacity consumptions do not differ very much when the engines which are used for the calculations are varied, which is customary in practical operation. Also a different length of the trains, which is common with freight trains, has not much effect on the result.

Another result of the calculations in this work is that the train mixture has big effects on the capacity consumption. For this reason it is possible to reduce the capacity consumption of a track clearly by harmonising the train mixture. The harmonisation which is made in this work is not realizable in practice, because the available offer of trains does not fit anymore the requirements of the market, and therefore of the customers.

The utilization of the capacity calculation according to UIC-leaflet 406 is possible with the program OpenTrack, although the compression of the timetable needs much effort. The evaluation of the results cannot be made with the program, but has to be made by the examiner manually, which does not need that much effort. The results of the calculation with this program, when used according to the UIC methodology, give a very exact view of the capacity of a railway infrastructure. An advantage of the program OpenTrack is the possibility to vary the amount of the acceleration and the maximum speed. In this manner the way of acting of the engine-driver can be simulated in case he leaves a station punctual or too late, as well as small irregularities, which can occur during a train drive.