Patentansprüche
1) Station für eine Kabinenbahn, bestehend aus einer durchgehenden Trassenführung oder einem Schienenstrang, im folgenden Fahrweg genannt, für das ungehinderte Passieren der Station (1) sowie von Abzweigungen zum Ein- und Ausfahren (4, 5) zu Fahrwegen (2) mit Haltebuchten (6), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Fahrwege (2) mit jeweils eigener Ein- und Ausfahrt (4, 5) vorgesehen sind, entlang denen jeweils eine Gruppe aus mindestens zwei Haltebuchten (6) angeordnet ist.
2) Station nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausfahrten (4, 5) der einzelnen Fahrwege mit Haltebuchten hintereinander entlang des durchgehenden Fahrwegs (1 ) angeordnet sind.
3) Station nach einem der Ansprüche Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausfahrten (4, 5) der einzelnen Fahrwege mit Haltebuchten entlang des durchgehenden Fahrwegs (1) so angeordnet sind, daß sie sich gegenseitig zum Teil überlappen oder überkreuzen.
4) Station nach einem der Ansprüche Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugänge zu den Haltebuchten (6) aller Fahrwege auf einer gemeinsamen Stations-Plattform (7) angeordnet sind.
5) Verfahren zur Steuerung der Einfahrt in die Haltebuchten der Station, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
• Sind alle Haltebuchten (6) der Station leer, so wird der Wagen in die, bezogen auf die Fahrtrichtung (3), vorderste Haltebucht (6) einer beliebigen Gruppe geführt.
• Der nächste einfahrende Wagen wird grundsätzlich in jene Haltebucht (6) gesteuert, die, in Fahrtrichtung (3) gesehen, hinter jener des zuvor eingefahrenen Wagens angeordnet ist.
• Ist keine Haltebucht (6) in der entsprechenden Gruppe mehr verfügbar, wird der Wagen in die, bezogen auf die Fahrtrichtung (3), vorderste Haltebucht (6) einer anderen Gruppen geführt. |
Station für Kabinenbahn und Verfahren zum Betrieb
Beschreibung
Vollautomatisch gesteuerte Kabinenbahnen, insbesondere Kleinkabinenbahnen mit autonom angetriebenen Fahrzeugen sind eine zukunftsträchtige Alternative für heutige Nahverkehrssysteme, insbesondere für kleine und mittlere Städte und für die Erschließung und Anbindung von Zentren (z.B. Flughäfen, Bahnhöfe, Messegelände) an andere Verkehrsträger oder Parkplätze. Sie zeichnen sich durch eine leichtere Bauweise und schlankere Konstruktion als heutige Bahnen aus, vor allem aber durch die Möglichkeit für bedarfsorientierte und individuelle Transportservices. Beispielsweise können einzelne Personen oder kleine Gruppen ein gemeinsames Ziel ohne Unterbrechung oder Umsteigen anfahren. Der Verkehrsstrom wird durch Kleinkabinenbahnen in kontinuierlicherer und flexiblerer Weise transportiert als es mit heutigen Bahnen möglich ist. Kleinkabinenbahnen, die die genannten Vorzüge aufweisen, werden in der Literatur oft auch als „PRT"-(Personal Rapid Transport)-Systeme bezeichnet. Sie können entweder schienengebunden oder trassengebunden ausgeführt werden. Letzteres bedeutet, daß die einzelnen Wagen eine gewisse Lenkmöglichkeit auf einer vorgegebenen Trasse aufweisen (Die Begriffe Kabinen, Fahrzeuge und Wagen werden im folgenden synonym für die mobilen Einheiten der Kabinenbahn verwendet).
Stationen für PRT-Systeme werden zweckmäßigerweise als sogenannte „Offlinestations" ausgeführt. Dies bedeutet, daß sie einen Bypass besitzen, über den Wagen, die nicht an dieser Station halten wollen, vorbeifahren können. Erst dadurch wird eine unterbrechungsfreie und schnelle Fahrt bis zum gewünschten Zielort möglich.
Die Transportkapazität von Kabinenbahnen wird nun primär von der Größe der Kabinen, der Anzahl der Fahrzeuge und ihrem Fahrabstand bzw. Fahrintervall bestimmt. Ein zweiter wichtiger Faktor ist jedoch die Stationskapazität, d.h. die Anzahl von Wagen, die pro Zeiteinheit in einer Station zum Ein- und Aussteigen abgefertigt werden können. Die Bedeutung der Stationskapazität ist insbesondere dann hoch, wenn an einer oder mehrerer Stationen des Streckennetzes hohe Bedarfssptizen vorkommen. Dies wird insbesondere bei Bahnhöfen und Flughäfen nach Ankunft von Zügen oder Großraumflugzeugen, oder bei großen Firmen bei Schichtwechsel, etc. der Fall sein.
Um ähnlich hohe Transportkapazitäten wie herkömmliche Bahnen zu erreichen, weisen Kleinkabinenbahnen wie PRT-Systeme deutlich geringere Fahrintervalle auf, die bei hohem Bedarf nur mehr einige wenige Sekunden betragen können. Dadurch ergibt sich, daß die mittleren Ein- und Ausstiegszeiten deutlich höher sein können als die Fahrintervalle. Zusätzlich ist zu berücksichtigen, daß die Ankunftzeiten der einzelnen Fahrzeuge in der Station nicht mehr durch Fahrpläne geregelt, sondern statistisch verteilt sein werden. Dadurch besteht die
Gefahr, daß die Einfahrt in Stationen, in denen die Kabinen nur seriell, d.h. hintereinander abgefertigt werden können, bei hohem Andrang durch zuvor eingefahrene, stehende Fahrzeuge, an denen Passagiere gerade ein- bzw. aussteigen, blockiert werden. Der Einsatz von Kleinkabinenbahnen ist dadurch in jenen Situationen problematisch, in denen sich das Verkehrsaufkommen auf einzelne Stationen konzentriert und starken temporären Schwankungen unterliegt.
Diese Problematik kann durch eine Parallelisierung der Abfertigung beseitigt werden, wie in der WO2004089679 vorgeschlagen wird. Die darin angegebene Lösung wurde für trassengebundene Systeme entwickelt und stellt für jeden einfahrenden Wagen einen eigenen, von einer durchgehenden Haupttrasse abzweigenden Pfad zu einer schräg zur Fahrtrichtung angeordneten Haltebucht zur Verfügung. Diese Lösung erfordert extrem enge Kurvenradien und überkreuzungen der Fahrwege zum Verlassen der Haltebucht, und weist einen deutlich höheren Platzbedarf längs und auch quer zur Fahrtrichtung auf.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Konstruktionsweise und ein Betriebsverfahren für eine Station anzugeben, die ein blockadefreies Spitzenlastverhalten aufweist und die genannten Nachteile vermieden werden. Gelöst wird dies durch die Merkmale des Anspruchs 1. Weitere Merkmale und Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Station weist normalerweise zwei Fahrwege (2) auf, entlang dieser Fahrwege sind jeweils mehrere Haltebuchten (6) unmittelbar hintereinander angeordnet, wobei jeder Fahrweg eine eigene Ein- und Ausfahrt (4, 5) zu einem durchgehenden Fahrweg (Bypass) (1) besitzt. Jeder Fahrweg (1), (2) kann aus einem Schienenstrang oder einer Fahrtrasse bestehen. Die erfindungsgemäße Station besteht daher üblicherweise aus 2 hintereinander angeordneten heute bekannten „Offline-Stationen". Der Platzbedarf quer zur Fahrtrichtung ist völlig unverändert, der Platzbedarf in Längsrichtung wird von der Gesamtzahl der Haltebuchten zuzüglich der erforderlichen Ein- bzw. Ausfahrt des zweiten Fahrwegs bestimmt, daher nur um diese zusätzliche Ein- und Ausfahrt höher.
Wie in der nachfolgenden Beschreibung gezeigt wird, können durch diese serielle Anordnung von 2 Fahrwegen mit jeweils mehreren Haltebuchten folgende vorteilhaften Effekte erreicht werden:
• Die Mindest-Verweildauer jedes Wagens in der Station, die zum Ein- und Aussteigen der Fahrgäste zur Verfügung steht, kann deterministisch aus der Anzahl der Haltebuchten und dem kleinsten zulässigen Fahrintervall abgeleitet werden.
• Für die erfindungsgemäße Station kann ein im folgenden ausgeführtes Verfahren angegeben werden, das sicherstellt, daß auch bei stärkster Beanspruchung keine überlaufsituationen auftreten können. Die stärkste
Beanspruchung ist dann gegeben, wenn an der Einfahrt der Station kontinuierlich Wagen im zulässigen Mindest-Intervall fahren und jeder
Wagen in der Station stehenbleibt.
Die erfindungsgemäße Station garantiert daher die freie Einfahrtsmöglichkeit bei einer definierten Mindestziet zum Ein- und Aussteigen auch bei höchster Belastung. Zur weiteren Erhöhung der Stationskapazität sowie der Ausfallsicherheit können mehr als 2 Fahrwege (2) in Serie entlang des Bypass (1) angeordnet werden.
Die vorzusehende Anzahl der Haltebuchten (6) läßt sich aus dem Verhältnis der Ein-/Ausstiegszeit zum Fahrintervall ableiten. Da beide Größen statistisch verteilt sind, muß für die Berechnung die höchste anzunehmende Ein-/Ausstiegszeit tEA und das kürzeste vorkommende mittlere Fahrintervall t| N τherangezogen werden. Zusätzlich muß die Zeit zum öffnen und Schließen der Türen t O c berücksichtigt werden. Die mindestens notwendige Anzahl der Haltebuchten B m j n ergibt sich dann zu:
Bmin = Abrunden {(\BA+ toc) /W) + 1 + Reserve
Die Reserve kann z.B. notwendig sein, um Spielraum für zukünftig erfoderliche dichtere Intervalle abzudecken.
Wesentlich ist das Verfahren, nach dem die Einfahrt der Kabinen in die Station gesteuert wird. Nur wenn die beiden Gruppen von Haltebuchten (6) abwechselnd angefahren werden, kann sichergestellt werden, daß die Station eine hohe Spitzenkapazität aufweist und sich keine Blockaden bilden können. Im Detail bedeutet dies, daß ein Wagen grundsätzlich in die nächste Haltebucht (6) derselben Gruppe einfahren muß wie der zuvor in die Station eingefahrene Wagen, außer die Gruppe ist voll. Ist dies der Fall, muß die erste Haltebucht (6) der anderen Gruppe angefahren werden. Dadurch ergibt sich ein Wechselspiel von Ein- und Ausfahrten. Dieses Verfahren stellt sicher, daß jeder Wagen, der im Rhythmus des Fahrintervalls t| NT in die Station einfährt, einen freien Weg zu einer Haltebucht (6) vorfindet.
Die erfindungsgemäße Station mit 2 Gruppen von Haltebuchten (6) wird daher eine Stationskapazität erreichen, die der Transportkapazität der gesamten Bahn entspricht. Dadurch können Kleinkabinenbahnen auch in Situationen eingesetzt werden, in denen das Verkehraufkommen des Gesamt-Systems von 1 Station dominiert wird. Liegen zusätzliche Anforderungen, wie z.B. an besonders hohe Ausfallsicherheit vor, können zu den 2 Gruppen von Haltebuchten weitere Gruppen hinzugefügt werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher dargestellt und erläutert.
Es zeigen die Fig.1 den Aufbau einer herkömmlichen „Offline-Station" für PRT- Systeme, die Fig. 2 — 5 mögliche Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Hochleistungsstation, sowie die Fig.6 ein Funktionsschema der Steuerung für die Einfahrt und Ausfahrt der Wagen in bzw. aus der Station.
Die Fig.1 zeigt den Aufbau einer herkömmlichen „Offline-Station" für PRT- Systeme mit einem als Schienenstrang oder Fahrtrasse ausgebildeten Fahrweg 1 zum Passeren der Station in Fahrtrichtung 3 ohne Anhalten („Bypass"), einen weiteren Fahrweg entlang der Stationsplattform 7, entlang dem mehrere Haltebuchten 6 für PRT-Fahrzeuge angeordnet sind, in denen die Passagiere ein- und aussteigen können. Dieser Fahrweg ist über eine Einfahrt 4 und eine Ausfahrt 5 mit dem Bypass 1 verbunden. Die Haltebuchten 6 sind mit „A1"..."A6" gekennzeichent, wobei A1 die vorderste Bucht ist.
Die Fig.2 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Station. Sie besteht ebenfalls aus einem Bypass 1, von dem weg jedoch hintereinander 2 weitere Fahrwege 2 mit eigenen Ein- und Ausfahrten 4, 5 abzweigen, die jeweils einer herkömmlichen Offline-Station mit mehreren Haltebuchten 6 entsprechen. Beide Gruppen von Haltebuchten 6 („A1"...A3" und „B1"..."B3") sind an derselben Stationsplattform 7 angeordnet, können daher von den wartenden Fahrgästen gleichermaßen erreicht werden. Sie liegen lediglich um die für die Ein- und Ausfahrtsstrecken notwendigen Entfernungen auseinander.
Die Fig.3 und 4 zeigen ähnliche Ausführungsformen der Station wie Fig. 2. Zur Minimierung der Entfernung zwischen den beiden Gruppen der Haltebuchten 6 wurde eine Anordnung getroffen, bei der sich die Fahrwege der beiden Gruppen entweder vollständig überlappen, wie in Fig. 3 dargestellt, oder kreuzen, wie in Fig.4 gezeigt.
Die Fig.5 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Station, an der die Wagen gleichzeitig umkehren, d.h. eine Endstation bildet. Sie kann besonders kompakt gebaut werden, vorausgesetzt, der Kurvenradius der Bahn erlaubt eine entsprechende enge Führung des Fahrwegs. Weitere Ausführungsformen sind durch Kombination der genannten Varianten oder durch Anpassung der Konstruktionen an die Gegebenheiten und Erfordernisse der lokalen Verhältnisse ableitbar.
Die Fig.6 zeigt das Funktionsschema der Wagensteuerung, insbesondere der Steuerung der Einfahrt der Wagen in die Station. Es wurde zugrundegelegt, daß jeder Wagen mindestens 3 Fahrintervalle lang Zeit zum Ein- bzw. Aussteigen bieten muß. Dies wird durch das Anhalten jeden Wagens über 4 Fahrintervalle sichergestellt. Im ersten Fahrintervall ist die Station leer und der einfahrende Wagen wird an die Bucht A1 dirigiert (Alternativ hätte er auch in der Bucht B1
halten können). Die darauffolgenden Wagen halten in den dahinterliegenden Buchten, solange Platz in der Gruppe A ist. Ist diese voll, so hält der nächste Wagen in Bucht B1 (Fahrintervall 5), während im selben Schritt der erste Wagen aus der Gruppe A wieder aus der Station fährt. Dasselbe Schema wiederholt sich nun für Gruppe B, anschließend wieder für Gruppe A u.s.w. Mit diesem alternierenden Einfahrtsschema ist daher gewährleistet, daß in jedem Fahrintervall in der Station ein freier Zufahrtsweg zu einer Haltebucht für den Wagen zur Verfügung steht.
Zusammenfassend kann ein Beispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden:
Eine Station von modernen Kabinenbahnen mit autonom angetriebenen Fahrzeugen, insbesondere PRT-(Personal Rapid Transport)-Systeme, weisen einen Fahrweg (2) mit mehreren Haltebuchten (6) sowie einen Bypass (1) zum ungehinderten Passieren der Station, wenn nicht gehalten werden soll, auf. Durch die bei diesen Systemen sehr kurzen Fahrintervalle kann es jedoch bei hohem Bedarf in der Station zu Staus infolge von Blockaden bei der Einfahrt (4) kommen. Die erfindungsgemäße Station für Kabinenbahnen weist einen Bypass (1) zum ungehinderten Passieren sowie mindestens 2 mit eigenen Ein- und Ausfahrten (4, 5) versehene Fahrwege (2) auf, an denen Gruppen von Haltebuchten (6) angeordnet sind, die sich räumlich auf einer gemeinsamen Stations-Plattform (7) befinden. Die Gruppen der Haltebuchten (6) werden von den Kabinen abwechselnd angefahren, bis sie voll sind. Damit wird ausreichend Zeit zum Ausfahren aller Wagen aus der/n anderen Gruppe(n) gewährt und jeder einfahrende Wagen finden einen freien Weg (2) zu einer Haltebucht (6).