Methode zur Optimierung einer Blockteilung von ETCS Hybrid Level 3 am Beispiel des Digitalen Knotens Stuttgart

Im 3. Baustein des Digitalen Knotens Stuttgart soll das Zugbeeinflussungssystem ETCS Hybrid Level 3 eingesetzt werden. Das System soll eine schnelle Migration von ETCS Level 2 zu Level 3 ermöglichen, indem es sowohl streckenseitig freigemeldete als auch virtuelle Blockabschnitte kombiniert. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Methodik, um die Blockteilung dieser Abschnitte für Hybrid Level 3-Strecken unter Berücksichtigung von Kosten und Streckenkapazität zu optimieren. Im ersten Teil der Arbeit werden die prinzipielle Funktionsweise von ETCS allgemein und von Hybrid Level 3 im speziellen sowie weitere relevante Grundlagen vorgestellt. Die anschließende Kapazitätsuntersuchung analysiert die quantitativen Auswirkungen von Veränderungen der Blockteilung einer im Rahmen der Arbeit konstruierten Modellstrecke auf die Streckenkapazität. Diese Analyse wurde unter Verwendung der Software LUKS der Firma VIA Consulting & Development GmbH durchgeführt. Mit den Ergebnissen der Analyse wurde im dritten Teil der Arbeit eine allgemeine Methode zur Optimierung der Blockteilung von Hybrid Level 3-Strecken entwickelt. Die Methode in Form eines Algorithmus konstruiert bei vorgegebener Aufteilung der virtuellen Blockabschnitte eine Blockteilung der streckenseitig freigemeldeten Abschnitte, um sowohl Streckenkapazität als auch Kosten zu optimieren. Der Algorithmus wird schließlich anhand der Modellstrecke exemplarisch angewendet und kann dadurch quantitativ bestätigt werden.ETCS Hybrid Level 3 is developed to enable a fast change from ETCS Level 2 to Level 3. It uses fixed virtual blocks for the separation of trains being equipped with a Train Integrity Monitoring System (TIMS) as well as trackside train detection blocks for the separation of trains without TIMS. This thesis develops a method to optimize the layout and the location of these two different block sections of ETCS Hybrid Level 3. For this purpose, it carries out different capacity analysis to quantify the effect of different block separations. The main part of the thesis consists of the presentation and application of the developed method. The found algorithm optimizes the capacity of the track and simultaneously the costs for the needed infrastructure. At last, the algorithm is applied using a model test track. This confirms that the algorithm works successfully to improve the block separation for tracks which are being equipped with ETCS Hybrid Level 3