Liebe Forengemeide,
auch ich möchte hier meine „ewige“ Baustelle vorstellen. Die Anfänge gehen zurück in die 80er und haben ihre Wurzeln noch weit früher in der Kindheit. Also wahrlich eine unendliche Geschichte. Aber allgemein gilt ja für unser Hobby: Nicht das Ziel ist wichtig, sondern der Weg. Auf diesem befinde ich mich noch immer. Auch war und ist die Zeit fürs Hobby begrenzt und nicht immer besteht die Lust, sich damit zu beschäftigen. Es gibt also noch viel zu tun.
Konzept
Anlagenschema
Eine verschlungene zweigleisige Hauptstrecke bildet die Basis. Die Ausfahrten B und E aus dem Bahnhof führen beide zur Einfahrt in den Schattenbahnhof, der unterhalb des Bahnhofs in Ebene 2 angeordnet ist. Der Schattenbahnhof wird nur aus einer Richtung angefahren. Die Ausfahrt aus ihm kann nach A oder F erfolgen. In den Hauptbahnhof kann dann also von links oder von rechts eingefahren werden. Damit ist gleichermaßen eine doppelte Wendeschleife realisiert. Diese Grundform ermöglicht einen abwechslungsreichen, flexiblen Betrieb. Die eingleisige Nebenstrecke mit Ziel eines kleinen Kopfbahnhofs beginnt bei der Ausfahrt G, die Zufahrt zum Bahnbetriebswerk bei C.
Der Hauptbahnhof
Der Hauptbahnhof umfasst 11 Durchgangsgleise und 9 Kopfgleise. Die Gleise 1 bis 6 und 8 dienen primär dem Personenzugbetrieb, 9 bis 12 dem Güterzugbetrieb und 7 der Lokbereitstellung. Die größte Länge zwischen den Weichen weist Gleis 5 mit ca. 3,0 m auf. Entsprechend lange Züge können also abgestellt werden. Von jedem Durchgangsgleis sind alle Strecken über Weichenstraßen erreichbar. Diverse Entkupplungsgleise erlauben Lokwechsel und einen abwechslungsreichen Rangierbetrieb.
Strecken und Schattenbahnhof
Die doppelgleisige Hauptstrecke, unterteilt in insgesamt 9 je ca. 3,5 bis 4m lange Blockabschnitte, verbindet den Hauptbahnhof mit dem Schattenbahnhof und führt über ein „abgehängtes“ Tal. Vorgesehen für den weiteren Ausbau sind ein Viadukt und eine Bogenbrücke. Beide befinden sich z.Zt. im Bau. Im sichtbaren Bereich sind Blocksignale jeweils mit Vorsignal angeordnet.
Krokodil über „abgehängten“ Tal
45 020 mit 18 Selbstentladewagen unterwegs
Die Nebenstrecke mit 3 Blockabschnitten wird über einen Bogen hinter dem Empfangsgebäude entlang geführt und überquert die Hauptstrecke mit einer 45 cm langen Kastenbrücke. Signalisiert ist sie mit Formsignalen.
64 250 auf der Kastenbrücke
Einfahrtsignal für die Nebenstrecke in den Hbf
Der Schattenbahnhof besitzt 8 Gleise, deren Länge zwischen 3,0 und 3,5 m variiert.
Blick in den Schattenbahnhof
Der Nebenbahnhof Nihendorf
Kopfbahnhof an eingleisiger Strecke. Ausgestattet mit Empfangsgebäude, Lagerschuppen, Verladeanlage mit Bockkran, Lokschuppen und kleinem BBW. Der Wandel „weg vom Dampf“ hat begonnen. Darauf weist die Dieseltanksäule hin. Der Ort „Nihendorf“ ist angedeutet: Wohnhäuser, Gasthaus und Fabrik. Die Ausgestaltung ist weitgehend abgeschlossen. Einige Details fehlen aber noch.
Empfangsgebäude Nihendorf
86 173 am Lokschuppen
323 530-6 an der Dieselsäule
Gestaltungsdetail
Wohnhaus
Gasthaus
Bockkran
Fabrik
Das Bahnbetriebswerk
Das BBW besitzt die klassischen Einrichtungen zur Versorgung von Dampfloks. Also Bekohlung, Entschlackung, Löschegrube, Besandung, Drehscheibe und Ringlokschuppen. Im Ausfahrgleis befinden sich noch eine Hilfsbekohlung und ein Wasserkran. Zur Versorgung von Dieselloks ist auch eine Tankanlage mit Öllager vorhanden. Die Entschlackungsanlage mit ihren beiden Sumpfgruben ist ein kompletter Eigenbau. Die Gebäude und technischen Anlagen sind mit LED-Beleuchtungen ausgestattet. Eine entsprechende Ansteuerung sorgt dafür, dass unterschiedliche Beleuchtungssituationen erzeugt werden können. So ist z.B. im Gebäude der Lokleitung das Licht für einzelne „Räume“ separat schaltbar.
Wasserturm, Drehscheibe, Lokschuppen, Lokleitung
Abendstimmung am Lokschuppen
Kran und Kohlebansen
80 030 mit eingeschalteter Fahrwerksbeleuchtung an der Hilfsbekohlung
Schlackensumpf
Stromversorgung und Steuerung
Eine Anlage dieser Größe erfordert mehrere verschiedene Fahrstromkreise. Darüber hinaus ist die Trennung zwischen Fahrstromversorgung (Central Unit 6021, 4 Booster) und Ansteuerung der Weichen, Signale, Fahrspannungsschalter und Drehscheibe im Hinblick auf die Computersteuerung zweckmäßig (Central Unit 6020, 2 Booster). Kurzschlüsse im Fahrbetrieb wirken sich dann nicht negativ auf die Schaltbefehle aus. Die Verbindung zum PC erfolgt für beide Bereiche über je eine eigene serielle Schnittstelle mit je einem Interface 6051. Auf dem PC laufen gleichzeitig zwei Programme, ein Server und ein Client, die miteinander Daten austauschen. Der Server empfängt ebenfalls über eine serielle Schnittstelle vom HSI-88 die Rückmeldedaten und legt diese in einem Puffer ab. Der Client ist das eigentliche Steuerungsprogramm. Tastatureingaben, Mausbefehle und Rückmeldedaten werden ausgewertet und in Instruktionen umgesetzt, die dann Lokomotiven, Weichen, Signale oder Fahrspannungsschalter ansteuern.
Hardware-Schema zur Anlagensteuerung
Die Software ist eine komplette Eigenentwicklung und wird nachfolgend näher beschrieben.
Die Steuerungssoftware
Für sichere Zugfahrten in oder durch einen Bahnhof mit 12 Gleisen oder für die Abläufe in einem Schattenbahnhof ist eine Überwachung der Weichenstellungen und der Gleisbelegung unumgänglich. Wie bereits angedeutet, habe ich dazu ein Softwaresystem mit Visual Basic 6 entwickelt, das folgende Hauptmerkmale aufweist:
- Zustandsanzeige für Gleisbelegung, Weichenstellung, Signalbild, Fahrstromschalter und eingestellte Fahrstraßen
- jeweils eigenes Bildschirmfenster für die verschiedenen Anlagebereiche
- Schaltfunktionen für Weichen, Signale und Fahrstromschalter mittels Mausklick
- Fahrstraßenwahl durch Start- und Zieleingabe mit Tastatur, Drag und Drop oder Doppelklick
- Fahrstraßenschaltung manuell oder automatisch
- Unterscheidung zwischen Zug-, Rangier- und Lokstraßen
- geschaltete Fahrstraßen sind verriegelt
- nicht freigebbare Fahrstraßen werden anhand einer Prioritätsliste verwaltet und automatisch geschaltet, wenn Freigabebedingungen vorliegen
- Zuordnung von Merkmalen für Loks nach Typ (Dampf, E, Diesel) und Zugklassen für die Bahnhofsein- und -ausfahrt . Davon abhängig ist die automatische Zugstraßenwahl für die Bahnhofseinfahrt. Ferner dürfen nicht alle Loks die Nebenstrecke oder das Bahnbetriebswerk befahren.
- Vorwahl kompletter Rangierabläufe
- Blockstreckensteuerung
- Verfolgung der Lokadresse
- Loksteuerung einschließlich Funktionstastenzuordnung
- Geschwindigkeitsanpassung für Loks
- Automatische Steuerung der Abläufe im Schattenbahnhof
Basis für die Software ist die Abbildung der Anlage durch die Grundelemente Gleisabschnitt, Weiche und Signal. Diesen Elementen werden durch Setzen entsprechender Bits in einem zugeordneten Byte Zustände zugewiesen, die einerseits der Bildschirmdarstellung dienen und die andererseits die Grundlage für die Steuersignale bilden.
Zustandstabelle
Gleisabschnitte im Nebenbahnhof.
Screenshot: Bildschirmdarstellung Nebenbahnhof
Für Zugbewegungen auf der Anlage müssen Fahrstraßen geschaltet sein. Definiert sind sie durch ihren Start- und Zielgleisabschnitt und eventuell notwendige Zwischenpunkte.
Drei Grundtypen werden unterschieden:
- Zugstraßen (gelb)
- Rangierstraßen (weiß)
- Lokstraßen (blau)
Zugstraßen stellen die Verbindung zwischen der Strecke und dem Bahnhof dar. Gestellt werden sie nur, wenn keine bestehende Fahrstraße verletzt wird und wenn jeder Gleisabschnitt der Fahrstraße frei ist. Erreicht der Zug den Zielgleisabschnitt wird die Lokadresse an diesen übertragen und die Straße wird gelöscht.
Rangierfahrten müssen auch in belegte Gleisabschnitte möglich sein. Zum Schalten von Rangierstraßen darf lediglich keine bestehende Fahrstraße verletzt werden. Eine Übertragung der Lokadresse erfolgt nicht. Das Löschen benötigt ein Mausklick oder eine Tastatureingabe. Falls ein umfangreicher Rangierablauf vorgewählt wurde (mehrere aufeinanderfolgende Rangierstraßen), löst das Löschen einer Straße automatisch das Stellen der folgenden aus.
Lokstraßen stellen die Verbindung mit dem Bahnbetriebswerk her. Sie können ebenfalls in belegte Gleisabschnitte führen. Bei Zielerreichung erfolgt das Löschen nachdem die Loknummer übertragen wurde.
Für alle Typen gilt: Kann eine Fahrstraße nicht geschaltet werden, wird sie in eine Warteliste entsprechend ihrem Prioritätswert einsortiert. Das Löschen einer Straße hat zur Folge, dass überprüft wird, ob für einen oder für mehrere Kandidaten der Warteliste das Schalten möglich ist, wenn ja, wird dies dann durchgeführt. Die, die weiterhin in der Warteliste verbleiben, werden aufgewertet und neu einsortiert. Damit wird vermieden, dass Straßen niederer Priorität immer in der Warteliste verbleiben. Das Schalten einer Fahrstraße bewirkt, dass alle an ihr beteiligten Weichen, Signale und Fahrstromschalter die notwendige Stellung einnehmen.
Geschaltete Fahrstraßen im Hauptbahnhof, Zugstr.: Einfahrt F-12, Rangierstr.: I-1, Lokstr.: 4-C
In besetzten Gleisabschnitten wird die Lokadresse angezeigt. Befinden sich lediglich Waggons in einem Abschnitt lautet die Anzeige „00“. Ein Doppelklick auf einen mit einer Lok belegten Gleisabschnitt eines Bahnhofgleises wählt die Ausfahrt-Zugstraße an.
Die Fahrstraßentabelle dient der Eingabe und zeigt alle angewählten Fahrstraßen mit Hinweisen über ihre Art und ihren Zustand.
Fahrstraßentabelle
Automatische Fahrstraßenwahl für einfahrende Züge
Fährt ein Zug in Richtung Haupt- oder Nebenbahnhof, so wird über einen Rückmeldekontakt eine Einfahrt- oder eine Durchgangszugstraße automatisch angewählt. In dem Merkmal Zugklasse der Lok ist hinterlegt, welche Gleise angefahren werden dürfen bzw. ob die Durchfahrtbedingung der Lok zugeordnet ist. Die einer Lok zugeordnete Zugklasse ist nicht starr, sondern kann jederzeit verändert werden.
Der Schattenbahnhof
Die Steuerung läuft automatisch ab. Fährt ein Zug von B oder E kommend in Richtung Schattenbahnhof, so wird durch einen Rückmeldekontakt signalisiert, dass eine Zugstraße geschaltet werden soll. Sofern ein freies Gleis vorhanden ist und nicht gerade ein anderer Zug einfährt, erfolgt dies. Anderenfalls wird die Anforderung in einem Eingangsspeicher abgelegt und die Fahrspannung im Signalabschnitt vor dem Schattenbahnhof bleibt ausgeschaltet. Der Zug hält. Erreicht ein Zug den Zielgleisabschnitt wird die Ausfahrt eines andern Zuges eingeleitet. Welcher Zug dies ist, hängt von einem vorgewählten Modus ab: Durchfahrt (D), serielle Wahl (Fifo), zufällige Wahl (Rnd) oder Programm. Letzteres kann durch entsprechende Eingaben in die Tabelle bestimmt werden. Für die Ausfahrrichtung (U oder V) gelten entsprechende Wahlmöglichkeiten. Hat ein Zug den SBhf vollständig verlassen, erfolgt eine Überprüfung, ob sich im Eingangsspeicher Anforderungen befinden, wenn ja, werden diese abgearbeitet. Eine Ausfahrt lässt sich auch direkt durch Abruf auslösen. Gleise können auch gesperrt sein (Button rot wie Gleis 6) und werden so beim automatischen Ablauf nicht berücksichtigt.
Steuerdaten des Schattenbahnhofs
Ein Zug mit Lok 43 fährt bei F in den Hauptbahnhof, ein anderer mit Lok 48 in den Schattenbahnhof.
Das Bahnbetriebswerk
Im Bahnbetriebswerk wird die Positionierung der Drehscheibe ebenfalls über die Fahrstraßenwahl vorgenommen. Eine Direktansprache über Buttons und Maus ist ebenso möglich. Führt eine Fahrstraße zur Drehscheibe, erfolgt die Drehung aus der aktuellen Stellung immer über den direkten (kleineren) Winkel. Für das Verlassen der Drehscheibe kann der kleinere oder der größere Winkel (Wenden der Lok) gewählt werden. Mit Kohle beheizte Dampfloks, die ins BBW einfahren, werden über Lokstraßen zur Behandlung auf die Gleise 4 oder 5 geleitet (hinterlegt im Lokprofil). Dieselloks oder ölbeheizte Dampfloks fahren auf Gleis 3. E-Loks haben keine Berechtigung für das BBW.
Bildschirmdarstellung des Bahnbetriebswerks
Loksteuerung
Loks lassen sich auch per Programm steuern. Piktogramme zeigen die Wirkung der Funktionstasten. Hinterlegt ist auch eine Geschwindigkeitsanpassung. Den einzelnen Loks ist eine Kennlinie zugeordnet, die auf den Decodertyp abgestimmt ist. Bei ungeregelten Antrieben erfolgt die Geschwindigkeitsanpassung per Software. Bei geregelten hingegen wird nur der neue Geschwindigkeitswert übermittelt. Sind Sonderfunktionen nur im Stillstand schaltbar, wird das berücksichtigt. Bei der 103 z. B. dürfen die Pantografen während der Fahrt nicht betätigt werden. f2 und f3 sind gesperrt, da die Lok fährt. Der Wendebutton bewirkt zunächst die Verzögerung (entsprechend Kennlinie) bis auf V=0, dann erst wird umgeschaltet. Bei Stopp mit linker Maustaste erfolgt Abbremsen entsprechend Kennlinie; mit rechter Schnellstopp.
Loksteuerung: 103 137-6
Der Kupplungswalzer: Auch hier spielt der Decodertyp eine Rolle. Bei Decodern, die den Ablauf beherrschen, wird lediglich die Funktion gestartet. Der Decoder übernimmt die Durchführung. Bei älteren Decodern (auch beim 6080) wird der Ablauf über eine Befehlsfolge durch die Software realisiert. Dabei wird unterschieden, ob die Lok einen Wagenverband gezogen oder geschoben hat. Davon abhängig ist, ob zu Beginn eine Fahrtrichtungsumkehr eingeleitet wird oder nicht. Die Auswahl erfolgt über die entsprechende Checkbox (entspricht Funktionstaste). Das Auslösen kann nur über das Bildschirmfenster erfolgen. Die Funktionstasten der 6021 haben in diesem Fall keine Wirkung.
Die Lok 260 417-1 hat noch den Decoder 6080. Funktion ein/aus steuert über den Decoder die Telex auf beiden Lokseiten an (Serienzustand). Die Checkboxen f1 (Zug) und f2 (Druck) hingegen rufen über die Software den „Kupplungswalzer“ auf.
Auf dem Bildschirm sind die geöffneten Fenster für den Hauptbahnhof sowie für den Schattenbahnhof und Strecken zu sehen. Alle anderen Anlagenbereiche können ebenso angewählt werden. Geschaltete Fahrstraßen werden immer in allen betroffenen Fenstern angezeigt. Der Zustand der gesamten Anlage ist so umfassend am Bildschirm erkennbar.
Die Software wird vervollständigt durch diverse Dienstprogramme wie Gleisbildeditor, Fahrstraßeneditor, Erfassung des Lokprofils sowie eine Systemanalyse zum Test aller Komponenten.
Insgesamt ist zu erahnen, dass es noch viel, viel zu tun gibt. Es ist nun mal eine unendliche Geschichte und damit noch lange nicht zu Ende.
wulf43