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Innovative Eisenbahn

geschrieben von: Rollo

Datum: 27.12.15 15:35


Wie könnte denn nun so eine technische Weiterentwicklung der Eisenbahn aussehen?

Im vorherigen Text habe ich schon zwei Wege angesprochen. Den Weg der kleinen Transportgefäße, die ohne Zwischenziel vom Ausgangspunkt zum Ziel fahren. Und den Weg der Bündelung der Verkehrsströme während der Fahrt anstatt während des Halts des Zuges. Auf diese beiden Wege möchte ich hier noch einmal eingehen.

Zuvor noch mal ein Blick auf die Rahmenbedingungen der Eisenbahn, um die Veränderungen im Rahmen zu halten und Synergien zu sichern.

Ein weiter entwickeltes Eisenbahnsystem sollte von herkömmlichen Zügen passiert werden können, um den Netzeffekt zumindest in einem gewissen Rahmen beizubehalten. Das würde die Umstellung erleichtern und das Netz für internationale Verkehre offen halten.

Der Rad-Schiene Antrieb hat sich bewährt, auch wenn die beiden, im vorherigen Text verlinkten Konzepte hier andere Ansätze vorsehen. Vor allem dürfte das Rad-Schiene System den im folgenden angesprochenen Innovationen nicht im Wege stehen, auch wenn einzelne Komponenten wie eine andere Spurwahl hinzu kommen würden.

Die Energieversorgung setzt heute auf die Oberleitung. Sie ist auf die Nutzung durch lange Züge, mit großen Stromabnehmerabständen ausgelegt. Als Orientierungshilfe mögen dabei die heutigen Richtlinien dienen. Sie sehen heute bis zu einer Geschwindigkeit von 160 km/h einen Mindestabstand zwischen zwei Stromabnehmern von 85 Metern vor, um ein Aufschwingen der Leitung zu verhindern. Bei Doppeltraktion mit zwei führenden Lokomotiven sind im Einzelfall bei Stromabnehmerabständen von knapp 30 Metern ebensolche Geschwindigkeiten zulässig und auf Hochgeschwindigkeitsstrecken noch deutlich mehr.
Die Ausnahme für Hochgeschwindigkeitsstrecken lässt erwarten, das Veränderungen der Oberleitungen weiteren Spielraum schaffen könnten. Daher wäre im Zweifelsfall zu prüfen, welche Gestaltungsgrenzen sich durch die Oberleitung ergeben. Denn wollte man einzelne Wagen jeweils als unabhängige Fahrzeuge im Netz fahren lassen, so sollte die Oberleitung mit Stromabnehmern im Abstand von jeweils 15 bis 30 Metern zurecht kommen.

Das ETCS macht spätestens im Level 3 den Weg frei für das Fahren im relativen Bremswegabstand. Damit ist eine wesentliche Voraussetzung für einen sehr dichten Eisenbahnverkehr auf der Schiene erfüllt. Sehr wünschenswert wäre es zusätzlich, Annäherungsmanöver einander folgender Fahrzeuge zu ermöglichen. Damit könnten sich Konvois während der Fahrt bilden oder auch einzelne Fahrzeuge während der Fahrt zusammen kuppeln, um Fahrgäste oder Güter auszutauschen. Letzteres wäre die Voraussetzung um durchgehende Fahrzeuge zu ermöglichen, die per Shuttles mit den Stationen verbunden werden (um den Reisezeitverlust durch den Zwischenhalt für die durchreisenden Fahrgäste zu vermeiden). Bei diesem Entwicklungsschritt könnte auch die Politik gefordert sein, um dieses Verfahren zuzulassen, denn es macht den Anschein, dass es schwierig wird, diesen Entwicklungsschritt allein auf der Basis der bewährten Sicherheitsphilosophie, wonach das neue sicherer als das bestehende sein muss, auf Behördenebene durchzuwinken.

Das System der aktiven Weichen der heutigen Eisenbahn passt nicht zu kleinen Fahrzeugeinheiten, die einander in kurzen Abständen folgen. Soll eine aktive Weiche umgestellt werden, so muss während des Stellvorgangs und bis zum Erreichen der gesicherten Endstellung der absolute Bremswegabstand zuzüglich der erforderlicher Reserven eingehalten werden. Das bedeutet, dass zumindest vor und hinter dem abbiegenden Fahrzeug diese Abstände frei zu halten sind.

Wollte man lauter einzelne Wagen im Konvoi fahren lassen und dies mit aktiven Weichen realisieren, so müsste sich zumindest der fahrende Konvoi so weit auffächern, dass vor und hinter dem abbiegenden Fahrzeug die erforderlichen Abstände vorhanden sind. Im gewissen Umfang wäre das sogar denkbar, wenn man zwischen den Konvois ausreichend große Abstände hat und diese einfach immer so zwischen den Fahrzeugen und über die Konvois hinweg verschiebt, dass sie zum abbiegenden Fahrzeug kommen. Hält man sich einen solches Manöver vor Augen, so ist ersichtlich, dass immer nur so viele Fahrzeuge oder zusammenhängende Fahrzeuggruppen abbiegen können, wie man freie Abstände durch die Längsverlagerung der anderen Fahrzeuge innerhalb des Verkehrsstroms um die abbiegenden Einheiten herum gruppieren kann. Das wäre eine erhebliche Einschränkung bei der Flexibilität der Verkehrssteuerung. Außerdem würde es dazu führen, dass die Streckenhöchstgeschwindigkeit nicht ausgenutzt werden kann, da eine Längsverschiebung von Lücken immer bedeuten würde, dass sich zumindest einzelne Fahrzeuge relativ zum möglichen Zeitwegpfad zurück fallen lassen müssten.

Die Alternative bilden passive Weichen mit aktiver Spurwahl im Fahrzeug. In einem System mit vielen, kleinen Fahrzeugen wären diese passiven Weichen sehr gut geeignet, um aus Konvois einzelne Fahrzeuge ausscheren zu lassen, ohne die Abstände zuvor aufweiten zu müssen.

Die passiven Weichen sind vor allem zum Aussortieren von einzelnen Wagen oder Kurzzügen aus einem dichten Verkehrsstrom sehr gut geeignet. Sie sind aber weniger geeignet, um auf engem Raum Weichenstraßen für eine weite Verästelung aufzubauen, da hier zwischen den einzelnen Weichen Sicherheitsabstände notwendig werden.

Um mehr Güterverkehr auf die Schiene zu bekommen, ist es wichtig die Güter, vom LKW auf die Schiene zu bekommen. Denn ein LKW wird fast immer zumindest für die letzten Meter bis zum Verwendungsort Teil der Logistikkette sein. Dafür sollte die Eisenbahn am besten die Ladung eines LKW oder den LKW samt Ladung, ohne die Zusammenstellung mit anderen Ladungen befördern können. Denn, wenn man erst eine passende Ladung zum Zusammenstellen finden muss, so entsteht jede Menge Aufwand und die Reisegeschwindigkeit wird gedrückt. Je größer der Zug, der zusammen gestellt werden muss, desto mehr Aufwand entsteht und desto mehr Reisegeschwindigkeit geht verloren. Selbst ein Unternehmen, welches Ganzzüge füllen kann, hat erheblichen Aufwand dadurch. Im Zweifelsfall braucht es Lagerarbeiten oder auch die Bearbeitungsprozesse müssen schneller sein, wenn die Güter eines zeitkritischen Prozesses anstatt mit lauter kleinen Transportgefäßen, die nach und nach ankommen, mit einem großen Zug ankommen.

Ein konvoifähiger Kurzzug, der im Verkehrsstrom des Personenverkehr mit schwimmt, wäre in diesem Sinne schon eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem heutigen Güterzug. Er könnte mit kurzen Behandlungszeiten eine Reihe von Güterbahnhöfen im Linienverkehr anfahren. Aber dennoch ergäben sich erhebliche Verzögerungen an der Schnittstelle Schiene Straße und vor allem müssten sich LKW und Umladegerät nach dem Zug richten, wenn man keine Zwischenschritte beim Umladen einbauen will.

Anders siehst das aus, wenn eine Straßenladung 1:1 auf der Schiene weiter fahren und sich in einen dichten Verkehrsstrom auf der Schiene eingliedern kann. Dann kann die Ladung direkt nach der Ankunft auf der Straße, Verladen werden und seinen Weg auf der Schiene fortsetzen. Die Ladung findet dann auch schnell ihr Ziel auf der Schiene, weil keine weiteren Zwischenstops wie bei einem Zug mit verschiedenen Ladungen erforderlich sind. Am Ziel angekommen, ist es bei einzelnen Wagen auch kein Problem, diese eine Weile warten zu lassen, bis das Umsetzen auf die Straße erfolgen kann. Der Prozess im Umschlag und der auf der Straße, wäre viel einfacher zu gestalten, als bei zugbildenden Formen.

Es wäre also der eigenständige, konvoibildende Güterwagen wünschenswert. Für diese Fahrzeuge müsste die Oberspannungsleitung aber Stromabnehmerabstände von 15 Meter oder weniger erlauben, um das Potential eines Konvois ausnutzen zu können. Andererseits würde ein Oberleitungsstromabnehmer auch zu erheblichen Einschränkungen in der Nutzbarkeit eines kleinen Güterfahrzeuges führen, da der Oberleitungsstromabnehmer bei der Beladung stören könnte und auch für den begleiteten LKW Transport extra Aufenthaltsräume für den oder die Fahrer vorgehalten werden müssten. Daher würde ich ein Stromschienensystem vorziehen. Bei dieser Überlegung ist auch zu berücksichtigen, dass der Vorteil der Schiene primär in seinem geringeren Rollwiderstand liegt und ein zu hohes Gewicht der Eisenbahnfahrzeuge diesen auch schnell kompensieren können, so dass ein Transport auf der Schiene gar keinen Sinn mehr macht.

In diesem Sinne, wäre ein konvoifähiger, 85m Kurzgüterzug sicherlich schon eine gewaltige Verbesserung im Vergleich zu heute. Einen wirklichen Durchbruch würde aber der kleine, selbstfahrende, konvoifähige Güterwagen bringen.

Im Personenverkehr ist die Herausforderung noch höher, da Personen auf der Straße in der Regel im Individualverkehr unterwegs sind, also gar keine Verkehre zusammen gefasst sind. Auf der Schiene hingegen muss eine Zusammenfassung unterschiedlicher Einzelfahrten erfolgen, um wirtschaftlich zu sein.

Ein selbstfahrender, konvoifähiger Wagen wäre also nur ein besserer Bus oder Zug. Wirklich attraktiv wird es, wenn das Zusammenfassen der verschiedenen Einzelfahrten während der Fahrt erfolgt und sie somit nicht mehr zu Lasten der Reisegeschwindigkeit geht.

Dafür wäre der durchgehende Zug interessant, der mit Shuttles an die Stationen angebunden wird.
Die 85m Oberleitungsstromabnehmer wären hier also nicht das zentrale Problem.

Wichtiger wäre hier die starre Weiche in Verbindung mit der aktiven Spurwahlmöglichkeit im (Shuttle-) Fahrzeug. Das würde es den Shuttles ermöglichen, dass sie ohne vorher große Abstände aufzubauen, unmittelbar nach der Trennung von dem durchfahrenden Fahrzeug eine abzweigende Spur nehmen können. Dadurch würde es möglich, dass das durchfahrende Fahrzeug an Stationen angebunden werden könnte, die im Abstand von rund 10 Kilometern entlang der Strecke angeordnet sind. Damit könnte im Haltestellenabstand eines typischen RE die Reisegeschwindigkeit einer Fernverkehrslinie angeboten werden.

Im Zweifelsfall könnte dieses Angebot dann im 10 Minuten Takt angeboten werden. Zwischen diesen Zügen und den für sie erforderlichen Abstände, könnten dann die Güterwagen oder Güterkurzzüge auf der Trasse eingeflochten werden. In Summe gäbe das ein sehr attraktives und sehr leistungsfähiges Eisenbahnsystem. Das gilt insbesondere dann, wenn die Ausgliederung der Fahrzeuge aus dem Verkehrsfluss per passiven Weichen erfolgen kann.

Im Gegensatz zum Railcab halte ich jedoch moderatere Betriebsgeschwindigkeit zwischen 140 und 160 km/h für realistisch. Die bestehende Eisenbahntrassierung dürfte diese Geschwindigkeiten häufiger erlauben, als die 180 km/h die die anderen Konzepte annehmen. Außerdem reduziert die geringere Höchstgeschwindigkeit auch die Anforderungen an das Fahrzeugmaterial. Auch die Erweiterung und Optimierung des Netzes ist um so einfacher und damit um so preiswerter trassierbar, je geringer die Auslegungsgeschwindigkeit ist.


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