Verkehrssysteme wirklich begreifen

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Prof. Dr. Hoyer baut im Institut für Verkehrswesen den Bahnhof Magdeburg nach/Lehre am Modell als lebendige Ergänzung zur Simulation am Computer

Professor Dr. Robert Hoyer schiebt den virtuellen Zugkraftsteller auf seinem Smartphone nach oben, und der Regionalexpress 16330 von Calbe/Saale-Ost mit den roten Doppelstockwagen setzt sich langsam und fast lautlos in Bewegung in Richtung Schönebeck/Elbe. Es sieht aus wie ein Spiel im Maßstab 1 zu 87, das der Leiter des Fachgebiets Verkehrstechnik und Transportlogistik am Institut für Verkehrswesen der Universität Kassel hier in Gang setzt, und dem Professor steht die Freude an der Eisenbahn unverkennbar ins Gesicht geschrieben. „Obschon Wissenschaft uns hier auf ihre eigene Weise Freude bereitet, ist es doch ein Labor für die Lehre. Wir meinen, dass wir alles im Computer simulieren und mit abstrakten Powerpoint-Folien vermitteln könnten. Aber ich habe meine Zweifel, dass das immer richtig ist. Wenn meine Studenten hier den Bahnhof Magdeburg in seinen Grundzügen nachbauen, der mit seinen sechs angebundenen Strecken vom Betriebsablauf her anspruchsvoll ist, wenn sie die Züge wie in der Wirklichkeit nach Plan fahren lassen und mit ,echten’ Betriebsstörungen umgehen müssen, weil eine Strecke durch einen liegen gebliebenen Zug blockiert ist, dann haben sie die Zusammenhänge auf ganz andere Weise durchdrungen. Es geht im wahren Sinne des Wortes um das ,Begreifen’“, sagt Hoyer.

Konfrontation mit der Wirklichkeit im Masterstudiengang ÖPNV und Mobilität 

Wie wichtig, wie lehr- und heilsam die Konfrontation mit der Wirklichkeit sein kann, weiß Hoyer nicht zuletzt als Dozent im berufsbegleitenden Masterstudiengang „ÖPNV und Mobilität“ der UNIKIMS, der Management School der Universität Kassel. Mitarbeiter aus Verkehrsunternehmen in ganz Deutschland qualifizieren sich in dem Studiengang nach einem ersten Hochschulabschluss und einigen Jahren Berufserfahrung parallel zu ihrer Tätigkeit im Unternehmen zum Master of Science, indem sie supradisziplinär lernen und Probleme lösen. Am Ende versteht der Ingenieur den Juristen besser, der Betriebswirt hat im Anschauungsunterricht an den Gleisen der Kasseler Straßenbahn den Unterschied zwischen einer Tief- und einer Flachrillenweiche erfasst, und ein Stadtplaner fuhr am Fahrtisch eines Fahrsimulators eine Straßenbahn durch die Stadt Kassel, um sie anschließend auf Eisenbahngleisen die Endstation im Umland erreichen zu lassen.

Dichter Takt: „Der Fahrgastwechsel ist die kritische Größe“

Das Lernen an der begreifbaren Wirklichkeit, auch wenn es am Modell ist, hilft nach Hoyers Erfahrung, die Möglichkeiten, aber auch die Grenzen des Möglichen aufzuzeigen. Die Eisenbahn, sagt er, habe zwei systemische Vorteile. Physikalisch-technisch sei ihr Rollwiderstand etwa acht Mal kleiner als bei der Kombination von Gummi-Asphalt im Straßenverkehr. Obwohl die Bahn aus technischen Gründen schwerer sei als Straßenfahrzeuge, könne sie diesen Vorteil bis heute ausspielen. Zudem sei sie bisher das „einzige Verkehrsmittel, das vernünftig elektrisch zu fahren ist“, und damit den lokalen Ausstoß von Emissionen vermeidet. Nachteil der Bahn sei jedoch ihre geringe Flexibilität. Schon aufgrund ihrer Entstehungsgeschichte und wegen der erforderlichen Sicherheit im Betriebsablauf sei die Bahn quasi militärisch organisiert (es gibt Befehle), lasse Züge nur nach Plan und stets im hinreichenden Sicherheitsabstand fahren, so dass die Strecken für den Laien, der in die Landschaft blickt, im Gegensatz zur Straße meist unbefahren aussehen. Taktzeiten von weniger als zwei Minuten schafften selbst hocheffiziente urbane Transportsysteme nicht, da die Dauer der Fahrgastwechsel die kritische Größe sei: „Wenn es hier zu Problemen kommt, zieht sich eine Störung schnell durch das ganze Netz“, sagt Hoyer.

Bahnverkehr stößt an die Grenze seiner Kapazität

An prinzipielle Grenzen stoße der Bahnverkehr wegen seiner beschränkten Kapazitäten. Gegen neue Trassen rege sich Widerstand, weil Beeinträchtigungen für Mensch und Natur zu erwarten sind. Der Platz in den Städten sei – insbesondere rund um die Bahngleise – knapp oder gar nicht mehr vorhanden, und der Neubau von Strecken brauche nicht nur Zeit, sondern sei auch teuer, wie das jüngste Großprojekt der Bahn mit dem Neubau der Strecke zwischen München und Berlin gezeigt habe.

Als Massenverkehrsmittel, wo es auf den regelmäßigen Transport einer großen Zahl an Personen oder Güter ankomme, offenbare die Bahn ihre Stärken. Produktionsprozesse in der Industrie, wie die Zulieferung von Motoren in Automobilwerke über große Entfernungen just in time oder der Transport großer Mengen flüssiger Stoffe, fielen auf der Straße weitaus schwerer als mit der Bahn. Auch Personenverkehre in Ballungsräumen oder zwischen Zentren wären ohne Bahnsysteme undenkbar. „Man stelle sich nur vor, wenn alle Fahrgäste, die in einer Straßenbahn oder in einem S-Bahn-Zug sitzen, jeder für sich in einem Auto - und sei es auch noch so klein - auf der parallel laufenden Straße mitführe“, sagt Hoyer. Insbesondere auf Fernstrecken komme im Personenverkehr die Schnelligkeit, der Komfort und die Sicherheit – insbesondere im Fall von Gefahrguttransporten - der Bahn hinzu.

Tageskapazität der Straße ist im Gegensatz zur Bahn noch nicht ausgereizt

Zur Wahrheit gehöre aber auch, dass im Fernverkehr der vollbesetzte Reisebus bezogen auf die Gesamtfahrleistung nicht nur eines der sichersten Verkehrsmittel sei, sondern auch jenes mit dem geringsten Energieverbrauch je Fahrgast. (Getötete Personen im Durchschnitt der Jahre 2005 bis 2009 nach Verkehrsmitteln je eine Milliarde Personenkilometer nach Angaben des Statistischen Bundesamts: PKW: 2,93; Kraftomnibus 0,17; Straßenbahn 0,16; Eisenbahn 0,04; Flugzeug mit Startgewicht über 5,7 Tonnen 0,00 getötete Personen.) Im Vergleich zur Bahn sei die Tageskapazität der Straße bei weitem noch nicht ausgereizt – insbesondere nachts, wenn die Bahnstrecken mehr noch als am Tag von Güterzügen dicht belegt, die Fernstraßen aber im Vergleich zu den Verdichtungszeiten des Tages gleichsam leer seien. „Dies ist heute noch eine Wohltat für lärmgeplagte Anwohner, aber ob das in Anbetracht des erwarteten automatisierten Verkehrs ohne einschränkende Lenkzeiten auf der Straße so bleibt?“, fragt Hoyer.

Flexibles Tempolimit steigert die Transportkapazität der Autobahn

Hoyer wirbt nicht unbedingt für ein generelles Tempolimit auf den Autobahnen, sieht aber einen wichtigen Schritt zur Kapazitätssteigerung auf den Straßen in einem flexiblen Tempolimit, wie es seit mehr als drei Jahrzehnten versucht werde, mit Verkehrsbeeinflussungssystemen durchzusetzen. Diese Systeme zielten auf mehr Sicherheit und eine Steigerung der Verkehrsleistung. Untersuchungen zeigten, dass mit ihnen die Unfallfolgekosten um bis zu 30 Prozent gesenkt und die Verkehrsleistung um bis zu 10 Prozent auf der Straße gesteigert werden konnten. Noch größer sei die Wirkung der sogenannten temporären Seitenstreifenfreigabe wie sie beispielsweise im Rhein-Main-Gebiet zu spürbaren Erleichterungen geführt hat.

„Was viele Autofahrer nicht wissen“, sagt Hoyer, „ist, dass die Leistungsfähigkeit einer Autobahn bei einer einheitlichen Geschwindigkeit aller Fahrzeuge von etwa 80 Kilometer in der Stunde am größten ist.“ Wenn in Ballungsräumen an den Schilderbrücken das – rechtlich bindende - Tempolimit von 80 km/h signalisiert werde, dann häufig auch, um den Fluss des Verkehrs so lange wie möglich zu erhalten und starke Bremsmanöver zu verhindern, die unweigerlich zum Aufbau eines Staus führten. Die Staus werden mithin häufig von Fahrern verursacht, analysiert Hoyer, die sich nicht an das Limit halten, vermeintliche Vorteile für sich nutzen wollen, indem sie überholen, Fahrstreifen wechseln, Sicherheitsabstände anderer Verkehrsteilnehmer verkürzen, Notbremsungen veranlassen und gar Unfälle weit hinter ihrem eigenen Fahrzeug auslösen und damit den Verkehrsfluss objektiv zum Erliegen bringen. „Die übermäßig lang andauernden Überholvorgänge von LKW, mitunter auch sehr überraschend ausgeführt, leisten womöglich aber auch ihren Beitrag zur Stauentstehung ,aus dem Nichts’“, sagt der Wissenschaftler.

Automatisierung führt zum regelkonformen Fahren

 Hoyer setzt vor allem mit Blick auf einen gleichmäßigen und damit leistungsstarken Verkehrsfluss auf die Automatisierung des Fahrens, da dies zu regelkonformeren Fahren, zu einem besseren Verkehrsfluss und mehr Sicherheit führen würde. Dank Automatisierung führten eng-gekoppelte Straßenfahrzeuge auch – wie heute schon bei der Eisenbahn – zu einer erheblichen Energieeinsparung durch geringere Luftverwirbelungen an den Fahrzeugen. Wenn die ersten Lastzüge eng gekoppelt über die Autobahnen fahren, werde dies zu einer sprunghaften Veränderung führen, denn Güterverkehr würde noch preiswerter. Neben der Einsparung an Energie und der effizienteren Auslastung der Straßen rund um die Uhr werde – je nach Anzahl der gekoppelten Lastzüge – nur ein Drittel oder ein Viertel der bisher eingesetzten Fahrer benötigt. Die Automatisierung werde zu erheblichen Kostenvorteilen führen und Anbieter, die diese nicht realisierten, würden wohl schnell aus dem Markt ausscheiden. Wenn Verkehr billiger werde, werde dies aber neuen Verkehr erzeugen und die Belastung näher an die – durch Automatisierung in Verbindung mit angepassten Abstandsregeln veränderten – Kapazitätsgrenzen führen. „Die Anpassung der Regeln an das automatisierte Fahren ist wichtig“, sagt Hoyer: „Erste Studien haben gezeigt, dass die Kapazität massiv nach unten gehen würde, wenn automatisierte Fahrzeuge nach heutigen Regeln - halber Tacho-Sicherheitsabstand -  fahren würden. Das würden sie dann im Gegensatz zu menschlichen Fahrern ja auch tun.“

Straße und Schiene werden ihren Platz im Transportsystem behalten

Straße und Schiene, sagt Hoyer, werden jeweils ihren Platz im Transportsystem behalten, wenngleich die gegenwärtige Verteilung der Güterverkehrsleistung auf etwa 15 Prozent Bahn und 85 Prozent Straße sich wohl nicht maßgeblich zugunsten der Bahn verschieben werde. Die absolute Transportleistung der Bahn werde bleiben, „aber die 85 Prozent der Straße werden wachsen“, sagt Hoyer voraus, und arbeitet im Labor daran, dass Verkehrswissenschaftler auch in Zukunft das System „Eisenbahn“ werden begreifen können.

Der Bau der Modellbahn gehört zum Konzept der Lehre

Bis der Bahnhof Magdeburg mit den nächsten umliegenden Bahnhöfen entlang der Strecken Hannover – Braunschweig - Magdeburg, Magdeburg - Halle-Leipzig (linkselbisch), Magdeburg – Dessau – Bitterfeld - Leipzig (rechtselbisch), Magdeburg - Berlin, Magdeburg - Stendal, Magdeburg - Wolfsburg und mit der Strecke von Magdeburg in den Harz nachgebaut sein wird, wollen die Wissenschaftler etwa 300 Meter Gleis und 120 Weichen verbaut sowie eine Menge Signale gesetzt haben. Wann es so weit sein wird, vermag Hoyer nicht zu sagen. Schon der Bau der Anlage, das Experimentieren mit der Technik und das Programmieren von Fahrstraßen und Fahrplänen gehöre zum Konzept der Lehre, die Wirklichkeit des Bahnverkehrs durch „Begreifen“ verständlich werden zu lassen. 

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