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Betriebssysteme elektrischer BahnenInstitut für Land- und Seeverkehr

Systemvergleich im Nah- und Regionalverkehr

• Verkehrsarten/Abgrenzung• Vergleich im Nahverkehr• Vergleich im Regionalverkehr• Vergleich mit Fernverkehr• Leistungsfähigkeit der Nahverkehrssysteme• Einordnung/Anforderungen an Maglev Express• Parameter neuer Bahnsysteme (weltweit)


Verkehrssystematik

Verkehrsträger im öffentlichen Personenverkehr

Eingliederung des

Schienenverkehrs

im öffentlichen

Gesamtsystem

(Individualverkehr nicht berücksichtigt)

Quelle: VDV


Verkehrsleistung des öffentlichen Verkehrs in Deutschland (Pkm)

Binnenflugverkehr7 %Schienenpersonen-

fernverkehr26 %

Öffentlicher Personen-nahverkehr

67 %

Quelle: BMVBW 2000


Personenverkehr

Quelle: DB AG


Innerstädtischer Schienenverkehr

S-Bahn• Betrieb von S-Bahnen aus Erfahrungen der Eisenbahn abgeleitet:• Entstanden aus ehem. Fernverkehrsstrecken aus den Städten in das Umland• Später eigene Trassen• S-Bahn-Betrieb ist vollkommen signalgesichert, in Blockstrecken aufgeteilt• EBO relevant• 2 Gleichstromnetze: Hamburg, Berlin (Stromschiene)

U-Bahn• Bau und Betrieb nach „Verordnung über den Bau und Betrieb der Straßenbahnen“ (BOStrab)• Unabhängiger Bahnkörper (Tunnel oder aufgeständert) mit Zugsicherung

Stadtbahn• Elektrische Schienenbahnen für den Nahverkehr, die sich aus Straßenbahnen entwickelt haben• Teilweise große Haltestellenabstände und Linienlängen• Aufgrund schwankender Nachfrage Möglichkeit der Zugbildung

Straßenbahn• Verkehren überwiegend auf straßenbündigen Bahnkörpern• Fahrt auf Sicht; Haltestellen teilweise ebenerdig• Streckenabschnitte auf eigenen Bahnkörpern für höhere Beförderungsqualität


Schienenfahrzeuge im Regionalverkehr

S-Bahn-Triebwagen BR 423/425• ersetzt 420/421 in München, Frankfurt, Stuttgart, Rhein/Ruhr• Modul-, Leicht-, Niederflurbauweise• 2 Wagen stützen sich auf 1 Jakobs-Drehgestell ab• Sicherheit: Notsprechstellen in jedem Einstiegsbereich, Zug durchgängig begehbar, gut einsehbar

Berliner S-Bahn BR 481/482• Basismodell Doppelzug (Viertelzug)• Länge Vollzug: 147 m• Leichtbauweise; Energie verzehrende Elemente in den Zug- und Stoßeinrichtungen• Informations- und Diagnosesysteme im Führerstand

Hamburger S-Bahn BR 474• Dreiteilige Grundeinheit (Kurzzug) aus 2 Motorwagen und 1 Mittelwagen• Mehrzweckraum für Fahrräder und Gepäck

U-Bahn•Separat geführte U-Bahn-Systeme in D in Berlin, Hamburg, München und Nürnberg•Daten: vmax=70-90 km/h; vReise=30-35 km/h; Haltestellenabstände 500 - 1200 m•Wagenkastenbreite bei neuen Systemen: 2,9 m; Länge 18,2 m•Teilweise (halb-)automatischer Betrieb•Viele Türen für einen raschen Fahrgastwechsel


Fahrzeuggrunddaten Stadt-/Straßenbahnen

Quelle: DB AG


Technische Daten S- und U-Bahntriebwagen

Quelle: DB AG


Größe und Anzahl der neuesten U-Bahn-Wagen

Quelle: DB AG


Verkehrsarten

über 2h2 h1 h0,5 hdurchschnittliche Fahrzeit

über 80 km/h60 km/h40 km/h30 km/hdurchschnittliche Fahrgeschw.

über 160 km/h120 – 140 km/h100 km/h80 km/hHöchstgeschw. der Fahrzeuge

über 150 kmbis 150 kmbis 50 kmunter 20 kmFahrsteckenlänge

FernverkehrRegional-schnellverkehr

RegionalverkehrStadtverkehrVerkehrsart

Klassischer FernverkehrKlassischer Nahverkehr 1)

1) nach der gesetzlichen Definition in Deutschland

Quelle: VDV


Definition der Verkehrsaufgabe MEX

Stadtverkehr Stadtverkehr „„CityMaglevCityMaglev““Schneller Nahverkehr innerhalb von Ballungsräumen; häufige Halte; großes Aufkommen; sehr geringe Fahrgastwechselzeiten erforderlich; restriktive Trassierung.

Shuttleverkehr Shuttleverkehr „„ShuttleMaglevShuttleMaglev““Schnelle Punkt-zu-Punkt-Verbindung zur Anbindung zweier großer Verdichtungsräume; möglichst kurze Fahrzeit; Konzepte für Gepäckhandling erforderlich; mittleres Aufkommen; Tarifgestaltung mit hoher Nachfrageelastizität. Teilweise restriktive Trassierung.

Urbanverkehr Urbanverkehr „„UrbanMaglevUrbanMaglev““Schnelle Verbindung im Umfeld eines Ballungsraums; möglichst kurze Fahrzeit; eher geringes Aufkommen; teilweise restriktive Trassierung.


Einsatzfelder des Maglev Express

Schnelle Verbindung zwischen zwei Großstädten

Schnelle Verbindung zwischen einer Großstadt und einem Ballungsraum

Schneller Zubringer aus lokalen Zentren oder Aufkommenspunkten (P+R, Tarifgrenze) in eine Großstadt

(

(Variante A

Variante C

Variante B

Schneller, leistungsfähiger Nahverkehrinnerhalb einer Großstadt

Schnelle Verbindung zwischen Großstadt/Ballungsgebiet und einem großen Aufkom-menspunkt (Flughafen), weitgehend ohne Zwischenhalte

Stadtverkehr:

Urban-verkehr:

Shuttle-verkehr:


Auslegungsparameter neuer Bahnsysteme (weltweit)

135 km/h

5 min

6 km

4

31 km

Lantau and Airport Railway(Rad/Schiene-Technik zum

Vergleich)Hong Kong

Lantau and Airport Railway(Rad/Schiene-Technik zum

Vergleich)Hong Kong

HSST-100L (Magnetfahr-

technik, Kurzstator)

Japan



Japan

100 km/h

*)

8,3 km

0

8,3 km

Hiroshima Airport

(in Planung)

Shuttleverkehr

100 km/h

*)

*)

*)

5,3 km

OfunaDreamland Line

(in Planung)

135 km/h

10 min

11 km

2

35 km

Airport Express Line Tsung Chun Line

Urbanverkehr

71Anzahl der Zwischenhalte

100 km/h80 km/hBetriebliche Höchstgeschwindigkeit

5 - 10 min1,5 minTaktfrequenz

1,1 km800 mDurchschnittlicher Stationsabstand

9,2 km1,6 kmStreckenlänge

Nagoya Eastern

Hillside Line(in Planung)

Berlin(eingestellt)Strecke



Japan

M-Bahn(Magnetfahr

-technik, Langstator)Deutschl.

Anforderungen

Stadtverkehr

*) wird im weiteren Planungsverlauf spezifiziert


Übersicht rotierende Maschinen

Elektrische Antriebe

Linearmotoren

Rotierende Maschinen

Drehstrommotor Gleichstrommotor

Synchronmotor Asynchronmotor Gleichstromreihen-schlussmotor

Einsatz in einigen TGV -Triebköpfen

Einsatz in Nahverkehrs-und Regionalfahrzeugen

(Fortsetzung nächste Seite)

Einsatz in Nahverkehrs-,Regional- und

Fernverkehrsfahrzeugen

Käfigläufermotor

ICE 1/2

Transversalflussmotor

zur Zeit noch nicht im Einsatz


Baureihe 481 (Berliner S-Bahn)

• Fahrzeug der Berliner S-Bahn, neueste Bauart• Antrieb über Drehstrom-Asynchronmotoren• Stromversorgung über seitliche Stromschiene (750 V)• Vmax: 100 km/h• Betr. Beschleunigung: 1,0 m/s²• Betr. Verzögerung: 0,8 m/s²


Hongkong Airport Line (AEL)

• Antrieb über Drehstrom-Asynchronmotoren• Stromversorgung über Dachstromabnehmer (1.500 V)• Vmax: 135 km/h• Betr. Beschleunigung: 1,0 m/s²• Betr. Verzögerung: 0,8 m/s²


Baureihe 425 (Regionaltriebwagen)

• Regionalverkehrsfahrzeug der DB AG aus der Fahrzeugfamilie 423 -426

• Antrieb über Drehstrom-Asynchronmotoren• Stromversorgung über Dachstromabnehmer (15 kV, 16 2/3 Hz)• Vmax: 160 km/h• Betr. Beschleunigung: 1,0 m/s²


Übersicht Linearmotorvarianten

Linearmotoren

GleichstrommotorIndustrieapplikation

Synchronmotor Asynchronmotor

Langstator KurzstatorIndustrieapplikaion

LangstatorIndustrieapplikaion

Kurzstator

Transversalflussmotor eisenbehaftet

Drehstrom-/ Wanderfeldmotor

Japan HSST-100L

eisenlos

Korea HML-03Deutschland

TransrapidJapan MLX 01

DeutschlandStarlim

Zur Zeit keine Anwendung

DeutschlandEETDeutschland

M-Bahn

USA MagneplanDeutschland

Neue Bahntechnik

Paderborn

USA BechtelUSA

Grumman


Varianten magnetischer Schwebesysteme

• Elektromagnetische Schwebetechnik (EMS) geregelte Elektromagnete übernehmen gesamte Traglast (elektronische Spaltregelung), Anwendung beim Transrapid.

• Elektrodynamische Schwebetechnik (EDS)selbststabilisierend; ungeregelte, supraleitende Magnete übernehmen gesamte Trag-last, aufgrund geschwindigkeitsabhängiger Tragkraft ist zusätzliches Trag-/Führsystem erforderlich, Anwendung beim japanischen MLU-System.

• Permanentmagnetisches Schwebesystem (PMS)ungeregelte Permanentmagnete übernehmen den größten Teil der Traglast, zusätzliches Trag-/Führsystem erforderlich (mechanische Spaltregelung z. B. mittels Rollen), Anwendung bei der M-Bahn eingestellt.

• Kombiniertes Schwebesystem (PMS/EMS)Permanentmagnete übernehmen den größten Teil des Fahrzeugleergewichts, geregelte Elektromagnete (elektronische Spaltregelung) nur für Zuladung und dynamische Lasten erforderlich, zur Zeit ohne Anwendung.


M-Bahn

M-Bahn Berlin Teil des Schwebegestells1

2

3

4

Bremsbacken

Notlaufkufen

Führschiene im Fahrweg

obere Vertikalführungsrolle


Langstatorsystem Transrapid N

• Systemstudie, weitgehend identisch mit Transrapid TR 07• Linearantrieb im Fahrweg• Trag- und Führfunktion durch geregelte Elektromagnete• Tragmagnete mit integrierten Lineargeneratoren und Erregerfunktion für den

Antrieb• Fahrzeug umgreift den Fahrweg mit seinen Trag- und Führmagneten• Vmax: 280 km/h• Betr. Beschleunigung/Verzögerung: 1,3 m/s²


HSST-System

Größenvergleich der beiden HSST-Fahrzeugvarianten

Fahrweg mit 6 % Steigungauf der Teststrecke in Nagoya

Fahrzeug HSST-100S für geringere Verkehrsaufkommen

Fahrzeug HSST-100L für größeres Verkehrsaufkommen


Systemstudie: Kurzstatorsystem STARLIM

• Linearantrieb im Fahrzeug, Typ U-LIM-AS• Trag- und Führfunktion durch geregelte

Elektromagnete• U-förmige Reaktionsschiene im Fahrweg• Tragschienen im Fahrweg sind gleichzeitig

Stromschienen• Fahrzeug greift in den Fahrweg• Vmax: 250 km/h• Betr. Beschleunigung/Verzögerung: 1,3 m/s²


Auslegungsparameter neuer Bahnsysteme

Shuttleverkehr

135 km/h

5 min

6 km

4

31 km

Lantau and Airport Railway

(Hong Kong)zum Vergleich

Lantau and Airport Railway

(Hong Kong)zum Vergleich

HSST-100L (Japan)

HSST-100L (Japan)

100 km/h

*)

8,3 km

0

8,3 km

Hiroshima Airport

(in Planung)

100 km/h

*)

*)

*)

5,3 km

OfunaDreamland Line

(in Planung)

135 km/h

10 min

11 km

2

35 km

Airport Express Line

Tsung ChunLine

Urbanverkehr

71Anzahl der Zwischenhalte

100 km/h80 km/hBetriebliche

Höchstgeschwin-digkeit

5 - 10 min1,5 minTaktfrequenz

1,1 km800 mDurchschnittlicher Stationsabstand

9,2 km1,6 kmStreckenlänge

Nagoya Eastern

Hillside Line(in Planung)

Berlin(eingestellt)Strecke

HSST-100L (Japan)M-Bahn

Anforderungen

Stadtverkehr

*) wird im weiteren Planungsverlauf spezifiziert


Urbanverkehr: Beschleunigungsvermögen der Systemalternativen

0

50

100

150

200

250

300

0 1 2 3 4 5 6

Weg

Ges

chw

indi

gkei

t

(1) Kurzstatorantrieb, 6 Sektionen

(2) Langstatorantrieb, 8 Sektionen

(3) Rad/Schiene (BR 425)

km/h

km

(1)(2)

(3)

t150 LS = 40 st150 KS = 36 s

t150 RS = 77 s

Weg [km]0 1 2 3 4 5 6

0

50

100

150

200

Ges

chw

indi

gkei

t [km

/h]

250

300


Übersicht potenzieller Einsatzstrecken

Nürnberg - Erlangen

Hamburg - Lübeck

Berlin - Frankfurt (O)

Stuttgart - Tübingen

Köln - Hagen

Karlsruhe - Stuttgart

Augsburg - München

M‘Gladbach - Düsseldorf

Bochum - Remscheid

Halle - Leipzig

Aachen - Köln


Simulationsergebnisse bei systemtypischen Höchstgeschwindigkeiten

Kurzstator* Langstator* R/S-System

HöchstgeschwindigkeitStadtverkehr 160 km/h - 100 km/hShuttleverkehr 250 km/h 280 km/h 135 km/hUrbanverkehr 250 km/h 280 km/h 160 km/h

FahrzeitStadtverkehr 24,0 min - 30,7 minShuttleverkehr 13,0 min 13,9 min 19,7 minUrbanverkehr 28,4 min 29,7 min 39,0 min

ReisegeschwindigkeitStadtverkehr 59 km/h - 46 km/hShuttleverkehr 156 km/h 146 km/h 103 km/hUrbanverkehr 152 km/h 145 km/h 111 km/h

Energiebedarf pro Fahrt1)

Stadtverkehr 1366 kWh - 206 kWhShuttleverkehr 1199 kWh 718 kWh 480 kWhUrbanverkehr 1904 kWh 1437 kWh 569 kWh

Spez. Energiebedarf pro Fahrt2)

Stadtverkehr 102,4 Wh/(Pkm) - 16,6 Wh/(Pkm)Shuttleverkehr 81 Wh/(Pkm) 57,8 Wh/(Pkm) 31,1 Wh/(Pkm)Urbanverkehr 80,6 Wh/(Pkm) 68,1 Wh/(Pkm) 27,3 Wh/(Pkm)1) alle Systeme mit Energierückspeisung

2) Spezifischer Energiebedarf bei 2/3 Auslastung in [Personen*km]* Einsatzfeldspezifisch nicht optimiert


Wesentliche Auslegungsparameter MEX

Einsatzfeld

Anforderungen Stadtverkehr Shuttleverkehr

10 – 30 km 30 – 50 km 50 - 80 km*

6 - 14 0 - 1 2 - 3

≤ 2 km ≤ 50 km ≤ 10 km

1,5 min ≤ t ≤ 5 min

ca. 150 km/h ca. 250 km/h ca. 200 km/h

beschleunigungs-orientiert

endgeschwindig-keitsorientiert

beschleunigungs-/endgeschwindig-keitsorientiert

Einschränkungen der baul. u.trassierungsmäß. Flexibilität (Anteil an der Gesamtstrecke)

80 % 5 % 40 %

Taktfrequenz

Durchschnittlicher Stationsabstand

Anzahl Zwischenhalte

Streckenlänge

Betriebliche Höchst-geschwindigkeit

Fahrdynamische Anforderungen

UrbanverkehrNahverkehr

10 min ≤ t ≤ 20 min 10 min ≤ t ≤ 20 min

* längere Strecken für Anwendungen im Ausland möglich


Wertung der Angaben

Die gemachten Angaben für die Magnetfahrtechnik-Fahrzeuge (Transrapid/Metrorapid und Maglev Express) sind mit einer wesentlich größeren Unsicherheit behaftet als das Zahlenmaterial zu den konventionellen Fahrzeugen/Verkehrsträgern.

Kursiv gedruckte Daten basieren auf Ideal(/Wunsch-)vorstellungen und/oder Prognosen.

Es ist bei einer Wertung unbedingt zu beachten, dass die hier zugrunde liegende Magnetfahrtechnik bisher noch nicht im Regelbetrieb eingesetzt worden ist.

Das Forschungsvorhaben „Maglev Express“ ist erst in der Anfangsphase und soll hier lediglich das Bewusstsein wecken, dass die Magnetfahrtechnik sinnvoll in allen Verkehrsbereichen (also auch im Stadtbereich) eingesetzt werden könnte.


Vergleich im Nahverkehr (1)

10 - 30 km10 km12 km6 kmMittl. Reiseweite

5 – 100 km1 – 50 km500 – 2.000 m350 – 800 mHaltestellen-abstände

10 – 20 minTechn.: 7,5 min

5 – 20 min1,5 – 20 min5 – 20 minZugfolgezeit/Takt

10 – 30 min10 – 20 min20 – 30 min10 – 20 minMittl. Reisedauer

10 – 100 km10 – 50 km10 – 30 km5 – 20 kmStrecken-/ Linienlänge

180 –300 km/h100 – 200 km/h30 – 60 km/h30 – 40 km/hReisegeschw.

200 – 430 km/h200 km/h80 – 120 km/h60 km/hBetriebsgeschw.

450 km/h250 – 350 km/h100 –140 km/h70 – 80 km/hEntwurfsgeschw.

MetrorapidMaglev ExpressS-Bahn/U-BahnStraßenbahn

Quellen: [1] – [9], IFB


Vergleich im Nahverkehr (2)

--- LZB (Funk, Sonderbauform)

ERTMSPZB, LZB,Autom. Betrieb

Leittechnik

1,1 m/s²1,3 m/s²1,3 m/s²1,3 m/s²max. Bremsbeschl.

1,1 m/s²1,3 m/s²1,3 m/s²1,3 m/s²max. Anfahrbeschl.

GTOIGBTGTO / IGBTGTO / IGBTStromrichter

syn. Langstator-linearmotor

Kurzstator-linearmotor

Drehstrom-asynchronmotor


Fahrmotor

15 MW(30 MW)

ca. 10 MW500 – 3.000 kW300 - 450 kWAntriebsleistung

20 kV, 50 Hz20 kV, 50 Hz15 kV, 16 2/3 Hz600 – 800 V DC

15 kV, 16 2/3 Hz600 – 800 V DC

Versorgungsnetz

MetrorapidMaglev ExpressS-Bahn/U-BahnStraßenbahn



Vergleich im Regionalverkehr (1)

5 – 50 km

20 – 60 min

45 – 55 min

20 – 30 km

10 – 150 km

50 – 80 km/h

100 – 120 km/h

120 – 160 km/h

Regionalzug

10 - 30 km10 kmMittl. Reiseweite

5 – 100 km1 – 50 kmHaltestellenabstände

10 – 20 min5 – 20 minZugfolgezeit/Takt

10 – 30 min10 – 20 minMittl. Reisedauer

10 – 100 km10 – 50 kmStrecken-/ Linienlänge

180 –300 km/h100 – 200 km/hDurchschnittliche Reisegeschwindigkeit

200 – 430 km/h200 km/hBetriebsgeschwindigkeit

450 km/h150 – 350 km/hEntwurfsgeschwindigkeit

MetrorapidMaglev Express



Vergleich im Regionalverkehr (2)

PZB 90, LZB 80, ERTMS

1,1 m/s²

1,1 m/s²

GTO / IGBT


1 – 4 MW

15 kV, 16 2/3 Hz

Regio(elektrisch)

LZB (Funk, Sonderbauform)

ERTMSLeittechnik

0,7 - 1,0 m/s²1,0 m/s²1,1 m/s²1,3 m/s²max. Bremsbeschl.

0,7 - 1,0 m/s²1,0 m/s²1,1 m/s²1,3 m/s²max. Anfahrbeschl.

---GTO / IGBTGTOIGBTStromrichter

---Drehstrom-asynchronmotor



Fahrmotor

0,4 – 0,7 MW0,5 – 2 MW15 MW(30 MW)

ca. 15 MWAntriebsleistung

------20 kV, 50 Hz20 kV, 50 HzVersorgungsnetz

Regio(dieselmech.)

Regio(dieselel.)

MetrorapidMaglevExpress



Vergleich mit Fernverkehr (1)

100 – 300 km

20 min – 1 h

0,5 – 1 h

200 km – 250 km

300 – 2.000 km

300 km/h

430 km/h

450 km/h

Transrapid

100 – 300 km

1 – 2 h

1 – 2,5 h

200 km

300 – 700 km

100 – 180 km/h

300 km/h

330 km/h

ICE 3

10 - 30 km10 kmMittl. Reiseweite

5 – 100 km1 – 50 kmHaltestellenabstände

10 – 20 min5 – 20 minZugfolgezeit/Takt

10 – 30 min10 – 20 minMittl. Reisedauer

10 – 100 km10 – 50 kmStrecken-/ Linienlänge

180 –300 km/h100 – 200 km/hReisegeschw.

200 – 430 km/h200 km/hBetriebsgeschw.

450 km/h250 – 350 km/hEntwurfsgeschw.

MetrorapidMaglev Express



Vergleich mit Fernverkehr (2)


0,8 m/s²

0,7 m/s²

GTO


15 MW(30 MW)

20 kV, 50 Hz

Transrapid


1,1 m/s²

1,1 m/s²

GTO


15 MW(30 MW)

20 kV, 50 Hz

Metrorapid

PZB 90, LZB 80ERTMSLeittechnik

0,5 m/s²1,3 m/s²max. Bremsbeschl.

0,5 m/s²1,3 m/s²max. Anfahrbeschl.

GTOIGBTStromrichter



Fahrmotor

8 MWca. 15 MWAntriebsleistung

15 kV, 16 2/3 Hz20 kV, 50 HzVersorgungsnetz

ICE 3Maglev Express



Streckendaten Modellstrecke StadtverkehrLänge: 23,6 km, mittlerer Haltestellenabstand: 1.686 m

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 5 10 15 20 25Weg [km]

HöchstgeschwindigkeitKurzstatorHöchstgeschwindigkeit R/S

Höhenprofil ü. NN

Bogenwiderstand

Sta

tion

1

Sta

tion

2

Sta

tion

4

Sta

tion

6

Sta

tion

7

Sta

tion

8

Sta

tion

9

Sta

tion

10

Sta

tion

11

Sta

tion

14

Sta

tion

15

Sta

tion

3

Sta

tion

5

Sta

tion

12

Sta

tion

13

1%1,5% -1,5%

-1%

Ges

chw

indi

gkei

t [km

/h]

Höh

enpr

ofil

[m]

Bog

enw

ider

stan

d B[‰

]


Streckendaten Modellstrecke ShuttleverkehrLänge: 33,9 km, mittlerer Haltestellenabstand: 11,3 km

0

50

100

150

200

250

300

0 5 10 15 20 25 30 35Weg [km]

Höchstgeschwindigkeit LangstatorHöchstgeschwindigkeit KurzstatorHöchstgeschwindigkeit R/SHöhenprofil ü. NNBogenwiderstand

Sta

tion

1

Sta

tion

2

Sta

tion

4

Sta

tion

3

max. Neigungen bis 3 %

Ges

chw

indi

gkei

t [km

/h]

Höh

enpr

ofil

[m]

Bog

enw

ider

stan

d B[‰

]


Streckendaten Modellstrecke UrbanverkehrLänge: 72,0 km, mittlerer Haltestellenabstand: 12,0 km

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Weg [km]

Höchstgeschwindigkeit LangstatorHöchstgeschwindigkeit KurzstatorHöchstgeschwindigkeit R/SHöhenprofil ü. NNBogenwiderstand

Sta

tion

1

Sta

tion

2

Sta

tion

6

Sta

tion

7

Sta

tion

3

Sta

tion

5

-1,5%

-0,5%

0,5%

0,5% -0,75%-1%

Sta

tion

4

Ges

chw

indi

gkei

t [km

/h]

Höh

enpr

ofil

[m]

Bog

enw

ider

stan

d B[‰

]


Vergleich Leistungsfähigkeiten

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

maximale Beförderungskapazität in Tausend Plätze/h/Richtung

Rei

sege

schw

indi

gkei

t 1)

[km

/h]

S-Bahn (vmax = 120 km/h)

U-Bahn (vmax = 80 km/h)

RegionalExpress(vmax = 160 km/h)

1) ohne Zu- und Abgangszeiten

Bus(vmax = 80 km/h)

Tram (vmax = 50 km/h)

Magnetbahn mit Kurzstatorantrieb

(vmax = 250 km/h)

Magnetbahn mit Langstatorantrieb

(vmax = 280 km/h)


Fahrzeiten auf den Modellstreckenbei systemtypischen Höchstgeschwindigkeiten

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

Fahr

zeit

[min

]

Stadtverkehr Shuttleverkehr Urbanverkehr

KurzstatorLangstatorR/S-System


24,0 min ( 78 %)

30,6 min(100 %)

13,9 min(70,5 %)

13,0 min(66 %)

19,7 min(100 %)

29,7 min(76 %)28,4 min

(73 %)

39,0 min(100 %)

STA

RLI

M (8

Sek

tione

n),

v max

= 1

60 k

m/h

BR

481

(Hal

bzug

),v m

ax =

100

km

/h

Tran

srap

id N

(10

Sek

tione

n),

v max

= 2

80 k

m/h

STA

RLI

M (8

Sek

tione

n),

v max

= 2

50 k

m/h

Hon

gkon

g A

EL

(7 W

agen

),v m

ax =

135

km

/h

Tran

srap

id N

(8 S

ektio

nen)

,v m

ax =

280

km

/h

STA

RLI

M (6

Sek

tione

n),

v max

= 2

50 k

m/h

BR

425

(4 W

agen

),v m

ax =

160

km

/h


Spezifischer Energiebedarf bei systemtypischen Höchstgeschwindigkeiten

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

Spez

ifisc

her E

nerg

iebe

darf

[Wh/

P*km

]]


KurzstatorLangstatorR/S-System


102,4 Wh/P*km ( 628 %)

16,3 Wh/P*km(100 %)

57,8 Wh/P*km(186 %)

81,0 Wh/P*km(260 %)

31,1 Wh/P*km(100 %)

68,1 Wh/P*km(249 %)

80,6 Wh/P*km(295 %)

27,3 Wh/P*km(100 %)

STA

RLI

M (8

Sek

tione

n),

v max

= 16

0 km

/h

BR 481 (Halbzug),vmax= 100 km/h

Tran

srap

id N

(10

Sekt

ione

n),

v max

= 28

0 km

/h

STA

RLI

M (8

Sek

tione

n),

v max

= 25

0 km

/h

Hongkong AEL (7 Wagen),vmax = 135 km/h

Tran

srap

id N

(8 S

ektio

nen)

,v m

ax=

280

km/h

STA

RLI

M (6

Sek

tione

n),

v max

= 25

0 km

/h

BR 425 (4 Wagen),vmax= 160 km/h


Gliederung der Kostenstruktur

Infrastruktur-investitionen

Betriebskosten

Antriebs-/ EnergieversorgungLe

bens

zykl

usko

sten

Fahrzeug-investitionen

Fahrzeug (Inkl. fahrzeugrelevanter Komponenten der Betriebsleittechnik und Ortung)

Fahrweg

Personal

Antriebsenergie

Instandhaltung

Betriebsleittechnik


Literaturverzeichnis

(1) P. Mnich:Neuartige und weiterentwickelte Bahnsysteme,Vorlesungsskript, TU Berlin, Fachgebiet Betriebssysteme elektrischer Bahnen, 2001www.bahnsysteme.tu-berlin.de

(2) Institut für Bahntechnik GmbH:Magnetfahrtechnik für den schnellen Nah- und Regionalverkehr (Kurztitel: "Maglev Express" MEX),Parameter- und Technologieuntersuchung im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), Förderkennzeichen 19P0064

(3) T. Pattison, R. Carvell:Jane’s Urban Transport Systems,Jane’s, Nineteenth Edition 2000-2001, 2000

(4) G. Grinau:Zukuntsfähige Mobilität: Menschen bewegen,Verband Deutscher Verkehrsunternehmen, VDV-Förderkreis e. V., Alba Fachverlag, 1997

Folientitel


(5) G. Grinau:Stadtbahnen in Deutschland: innovativ - flexibel - attraktiv,Verband Deutscher Verkehrsunternehmen, VDV-Förderkreis e. V., Alba Fachverlag, 2000

(6) F. Blennemann:Regionaler Schienen-Personennahverkehr - Neue Fahrzeuge und deren Einsatzfelder,Verband Deutscher Verkehrsunternehmen, VDV-Förderkreis e. V., Alba Fachverlag, 1998

(7) U. Hahn, H. Hochbruck:Jahrbuch des Bahnwesens Nah- und Fernverkehr,VDV-Förderkreis e. V., Verband der Deutschen Bahnindustrie, Hestra-Verlag, 48. Folge, 1998

(8) A. Bethge:Regio Trans 2000 – Jahrbuch für den öffentlichen Personen-Nahverkehr,Kuhn-Verlag, 2000

(9) H.-W. Schleife:Metros der Welt,Transpress Verlag, 1992

Folientitel

Systemvergleich im Nah- und Regionalverkehr · Betriebssysteme elektrischer Bahnen Institut für...

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