Eisenbahn Simulation

OpenTrack – Eisenbahn Simulation

MC erstellt Schienensystemsimulationen mit OpenTrack(c)

Typische Fragestellungen sind etwa:

  • Berechnung von Fahrzeiten
  • Fahrplankonstruktion
  • Stabilitäts- und Machbarkeitsuntersuchungen von Fahrplänen (durch Einzel- und Mehrfachsimulation, Monte-Carlo-Simulation)
  • Nachweis von Infrastrukturbedarf
  • Berechnung der minimalen Zugfolgezeit (Headway Calculation), z.B. mittels dem Tool Headway Calculator
  • Planung von Umbauphasen und Langsamfahrstellen
  • Verhaltensanalyse exisitierender bzw. zukünftiger Triebfahrzeuge
  • Untersuchungen zum Einsatz der Eisenbahnsicherungstechnik (z.B. konventionelle Blocksysteme, Kurzblocksysteme, Moving Block Systeme, LZB, CBTC (Communication-Based Train Control), ATP, ATO, ETCS Level 1, ETCS Level 2, ETCS Level 3 (siehe auch: ERTMS), PTC (Positive Train Control)
  • Untersuchungen zum Verhalten des Netzes bei Störungen
  • Leistungs- und Energieberechnung von Zugfahrten
  • Simulation von Bahnstromsystemen (mittels OpenPowerNet)

OpenTrack erlaubt die Modellierung, Simulation und Analyse folgender Bahnsysteme und Zugsgattungen:

Unser MC Schieneninfrastruktur und Betriebsexperten analysieren die Ergebnisse und erstellen für Sie Verbesserungsmöglichkeiten zur Reduktion von Infrastrukturbau/Betriebskosten oder zur Verbesserung der Betriebsqualität!

 

Daten

Grafikeditor für die Gleistopologie

Die Gleistopologie des zu simulierenden Netzes wird mittels eines Grafikeditors entworfen und verwaltet. Den auf dem Arbeitsblatt vorkommenden graphischen Objekten wie Gleiselemente, Signale, Stationen, etc. können Attribute zur genaueren Beschreibung der Objekte zugeordnet werden. Die sicherungstechnischen Belange der Gleistopologie
(Fahrstrassen, Blockabschnitte, Auflösepunkte, etc.) können ebenfalls direkt in der Anlagengraphik editiert und visualisiert werden.

Beispiel einer Gleistopologie: Station Olten

Lokeditor

Der Lok, bzw. Zugseditor verwaltet die technischen Daten (Masse, Länge, Adhäsionswerte, Z/V-Diagramme, Stromsysteme, Sicherungseinrichtungen …) aller in der Simulation vorkommenden Kompositionen.

Datenbank für die Fahrplanverwaltung

Die Fahrplandaten werden in einer Datenbank gehalten. Nebst Ankunfts-, Abfahrts- und Haltezeiten werden auch Anschlüsse, Umsteigezeiten und Fahrreihenfolgen zwischen einzelnen Zügen verwaltet.

Die Änderungen können entweder direkt in der Fahrplantabelle durch textuelles Editieren gemacht werden (linkes Fenster) oder mit Hilfe der Maus direkt im Bildfahrplan (rechtes Fenster) (Siehe auch: OpenTrack Videos).

Ein Vergleich der Eingabedaten der Fahrplanes mit den durch die Simulation berechneten Fahrplandaten (Soll-/Ist-Vergleich) ist ebenfalls sowohl in Textform sowie im Bildfahrplan in grafischer Form darstellbar.

 

Schnittstellen

OpenTrack besitzt verschiedene Schnittstellen zu allgemeinen Datenformaten (z.B. ASCII, XML) und zu speziellen Formaten anderer Bahninformatiktools (z.B. FBS, Protim, Simu VII, …). Zudem wird railML, das XML-basierte Standardformat für den Austausch von Eisenbahndaten unterstützt.

Weitere Informationen zu railML sind unter http://www.railml.org zu finden oder auf dem Produktblatt zu railML (PDF-Datei, 800 kB).

 

Fahrplandaten
Import
Export
railML (Versionen 1.0 und 2.2)
X
X
ASCII
X
MS Excel
X
X
OpenTrack ASCII
X
X
OpenTrack XML
X
X
Viriato (via railML)
X
X
FBS (via railML)
X
X
OpenTimeTable (via railML)
X
X
Simu VII (IBS GmbH)
X
UK Planning Inferface Format (.PIF-Format, Protim)
X
SimWalk (via railML)
X
X
Treno (via railML und Treno-Format)
X
X

 

Infrastrukturdaten
Import
Export
railML (Versionen 1.0 und 2.2)
X
X
ASCII
X
MS Excel
X
X
Google Earth (Stationsdaten)
X
OpenTrack ASCII
X
X
SBB ZLR
X
X
Siemens Infrastructure Format
X
ETC Infrastructure Format
X
SIMON (ÅF-Industriteknik)
X
Infraspeed Infrastructure Format
X
Treno Format
X
X
Bentley Rail Track
X

 

Rollmaterialdaten (Z/V-Diagramme)
Import
Export
railML (Versionen 1.0 und 2.2)
X
X
OpenTrack ASCII
X
X
SimWalk (via railML)
X

 

Simulation

Simulations-Modul

Während der Simulation fahren die vordefinierten Züge auf der gegebenen Gleistopologie unter den gewünschten Randbedingungen (Fahrplan, Verspätungsverteilung, Umweltbedingungen, …).

Technisch funktioniert das so, dass in wählbaren Zeitschritten (0.5 – 10 s) von jedem Zug dessen Momentanbeschleunigung bestimmt und mittels numerischer Integration dessen aktuelle Geschwindigkeit und momentaner Standort gerechnet wird. Das Fortschreiten der Züge kann am Bildschirm verfolgt werden, wo unter anderem reservierte Fahrstrassen, belegte Gleisabschnitte, etc. direkt angezeigt werden.

OpenTrack kann einzelne Betriebstage simulieren oder mittels Mehrfachsimulation (durch Variation der Inittialverspätungen und der stationsbezogenen Verspätungen) mehrere Tage durchrechnen und auswerten.

Visualisierung der Simulation

Während der Simulation können die abgebildeten Prozesse auf verschiedene Weise visualisiert werden.

Screenshot von OpenTrack während der Animation der Simulation. Das Video davon kann hier angeschaut werden.

Headway Calculator / Headway Calculation

Der Headway Calculator kann basierend auf einer Reihe von Inputparametern die minimale Zugfolgezeit zwischen zwei Zügen berechnen. Die beiden Züge können verschiedene Zugstypen (z.B. Intercity, S-Bahn, Güterzug), einen beliebigen Fahrweg sowie ein beliebiges Haltemuster (Stopping Pattern) aufweisen und können unter fester Blockteilung (Discrete Block), Moving Block oder CBTC verkehren. Die Zugfolgezeit wird für den gemeinsamen Abschnitt der beiden Fahrwege berechnet.

Tools für die Ausgabe der Simulationsergebnisse

OpenTrack liefert eine Fülle von möglichen Auswertungen. Von jedem Zuglauf wird z.B. das Weg/Zeit-, das Geschwindigkeits/Strecken-, das Beschleunigungs/Strecken-Diagramm und die für die Fahrt benötigte Energie ausgegeben. Zudem werden die genauen Daten über Stationshalte oder -durchfahrten mitgeschrieben. Für die verschiedenen Streckenabschnitte können graphische Fahrpläne (Bildfahrpläne) und die dazugehörigen Sperrzeitentreppen angezeigt werden. Pro Station werden Gleisbelegungen und weitere Daten über haltende oder durchfahrende Züge ausgegeben.

Komponenten von OpenTrack

OpenTrack ist erhältlich für die Betriebssysteme Windows XP, Windows Vista, Windows 7 (32 und 64 Bit), Windows 8 (32 und 64 Bit), Windows 10 (32 und 64 Bit), Mac OS X Server und Mac OS X. Es existieren zwei verschiedene Versionen von OpenTrack. Die Vollversion erlaubt eine unbeschränkte Anzahl von verkehrenden Zügen pro Simulationslauf. Die für die Zuglaufrechnung einsetzbare Version OpenTrack Light ist limitiert auf zwei Züge pro Simulationslauf.

ScreenShots

Werfen Sie einen Blick auf die Benutzeroberfläche von OpenTrack unter den verschiedenen Windows-Versionen und unter MacOS X.

Windows 8 Windows XP MacOS X

 

Auswertungen

OpenTrack kann verschiedenste Auswertungen in grafischer oder textueller Form produzieren.

Bildfahrplan (offline oder online darstellbar).

Geschwindigkeits-/Strecken-Diagramm

Weg-/Zeit-Diagramm mit Sperrzeitentreppen

Leistungs- und Energieauswertungen (rot: aufgenommene Leistung, blau: mech. Leistung am Rad, grün: aufgenommene Energie)

Belegungs-Diagramm (Reservation und Belegung der Stationsgleise)

Belegungsstatistik (Beispiel: Prozentuale Belegung der Gleise in der Spitzenstunde) .

Verspätungsstatistik

Sämtliche Auswertungen sind als ASCII-Text darstellbar, bzw. in anderen Programmen (z.B. Microsoft Excel) weiterverwendbar.

OpenTimeTable kann Auswertungen von OpenTrack-Mehrfachsimulationen darstellen und analysieren.

OpenTrack API

OpenTrack erlaubt über eine Programmierschnittstelle (API: application programming interface) die Anbindung an andere Programme, so dass diese standardisierte Befehle an OpenTrack senden können und definierte Statusmeldungen von OpenTrack zurückerhalten. Technisch gesehen werden dabei SOAP-Meldungen via HTTP übertragen (SOAP over HTTP).

Mögliche Anwendungsgebiete sind:

  • Entwicklung von benutzerspezifischen Dispositionsalgorithmen
  • Vergleich von Dispositioinsstrategien
  • Entwicklung von neuen Zugsteuerungskonzepten
  • Anbindung neuer Optimierungsverfahren (z.B. energieoptimiertes Fahren)
  • Detailierte Beurteilung von Betriebsverfahren