Aktivitätenbericht BAV 2023

Schweizerische Eidgenossenschaft
Confédération suisse
Confederazione Svizzera
Confederaziun svizra
Eidgenössisches Departement für Umwelt,
Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK
Bundesamt für Verkehr BAV
Einblick in die Forschung
und Innovation
im öffentlichen Verkehr
Berichtsjahr 2023
Programme
Bahninfrastrukturforschung
Energiestrategie im öffentlichen Verkehr 2050
Innovation im regionalen Personenverkehr
sowie Ressortforschung Eisenbahnlärm und technische Neuerungen im Schienengüterverkehr

Durch die Förderung von Forschung und Innovation
will das Bundesamt für Verkehr (BAV) erreichen,
dass der öffentliche Verkehr (öV) und der
Schienengüterverkehr noch effizienter, kundenfreundlicher
und umweltschonender werden. Im
Zentrum dieser Berichterstattung stehen dabei
die Bahninfrastrukturforschung, das Programm
Energiestrategie im öffentlichen Verkehr 2050
und die Innovation im regionalen Personenverkehr.
Ausserdem sind Beiträge zur Ressortforschung
Eisenbahnlärm und zu technischen Neuerungen
im Schienengüterverkehr enthalten. Die vorliegende
Publikation gibt einen Einblick in einige der
im vergangenen Jahr unterstützten Projekte und
stellt in Interviews die beteiligten Personen vor.

INHALT
Editorial 4
Einblicke in die Projekte 6
Wege zu einer fossilfreien mobilen
Stromversorgung 6
Elektrifizierung von Buslinien: Simulieren
geht über Studieren! 8
Glyphosat: Suche nach Alternativen 10
So schnell hinunter wie hinauf 14
Die Digitalisierung im Güterverkehr hängt
an der Kupplung 17
Schnell wie das Flugzeug, klimaschonend
wie die Bahn 20
Wenn Busse selber parkieren 24
Geschwindigkeit messen mit dem Magnetfeld26
Lärmschutz oder Erschütterungsschutz –
Fünfer oder Weggli? 28
Die Menschen hinter
den Projekten 31
Prof. Dr. Olga Fink:
Wie künstliche Intelligenz hilft,
die Infrastruktur zu optimieren 31
Prof. Dr. Vincent Bourquin:
Das Bahnsystem: stetig optimiert und
doch noch nicht ausgereizt 36
Daniel Jenzer:
Forschung zu Bahnschranken? Aber sicher! 41
Zahlen und Fakten 44
Die drei Programme 48
Forschungs- und Innovations förderung
beim BAV 48
Mitmachen 50
3

Editorial
Liebe Leserin, lieber Leser
Die Schweiz gilt als Vorzeigeland des öffentlichen
Verkehrs (öV). Im Ausland erfahre ich
viel Lob und Anerkennung für die Dichte, die
Pünktlichkeit, die Sicherheit und die Qualität
des Schweizer öV. Auf diese Errungenschaften
dürfen wir zu Recht stolz sein. Wir sind
gleichzeitig gefordert, sie weiterzupflegen
und weiterzuentwickeln – keine leichte Aufgabe
in einer Zeit des raschen technologischen
und gesellschaftlichen Wandels. Der
Schlüssel dazu liegt in der Innovation: Es gilt,
Dinge nicht nur weiterzuentwickeln, sondern
neue Lösungen zu suchen und sie zur Umsetzungsreife
zu bringen.
Die Entwicklung der Eisenbahn seit Beginn
des 20. Jahrhunderts ist ein sprechendes
Beispiel für die Innovationskraft der Schweiz.
Wir profitieren heute noch von der Weitsicht,
der Sachkenntnis und dem Mut vorangehender
Generationen. Seither hat sich die
Schweizer öV-Industrie aufgefächert und
zunehmend spezialisiert. Sie geniesst nach
wie vor einen hervorragenden Ruf als zuverlässige
und kompetente Partnerin. Davon
zeugen die Aufträge, die sich Schweizer
Firmen gegen internationale Konkurrenz
bei Grossprojekten im öffentlichen Verkehr
weltweit sichern können, beispielsweise bei
der Lieferung von Roll material, der Planung
und Ausrüstung der Infrastruktur oder bei
Dienstleistungen für den sicheren, effizienten
Betrieb.
Die Rolle des Bundesamtes für Verkehr (BAV)
bei der Forschung und Innovation besteht
darin, die Anstrengungen der Branche zu
unterstützen. Es fördert dazu die Umsetzung
Erfolg versprechender Innovationen,
beispielsweise über die Leistungsvereinbarungen
für Betrieb und Substanzerhalt
der Bahninfrastruktur und die Bestellungen
im regionalen Personenverkehr. Firmen, die
Produkte im Ausland vermarkten wollen,
ermöglicht das BAV Zugang zu seinem Netzwerk
mit ausländischen Behörden. Einen
ebenso wichtigen Beitrag leistet das BAV,
indem es die nötigen Voraussetzungen zur
Erprobung neuer Technologien und Systeme
im praktischen Betrieb schafft, beispielsweise
auf nicht interoperablen Strecken,
auf denen wir die Nachweisverfahren selber
gestalten können.
Nicht zuletzt unterstützt das BAV die Forschung
und Innovation über seine thematischen
Programme. Ich freue mich, Ihnen
im vorliegenden Aktivitätenbericht einige
Projekte und Personen vorstellen zu können,
die davon profitierten. Sie beweisen, dass
die Zusammenarbeit zwischen Behörden,
Industrie, Wissenschaft und Transportunternehmen
funktioniert. Sie zeigen auch,
dass die Schweiz dank Forschung und Innovation
nicht nur als öV-Land vorankommt,
sondern auch als Wirtschafts- und Hochschulstandort.
Dr. Peter Füglistaler
Direktor Bundesamt für Verkehr (BAV)
4

Es gilt, Dinge nicht nur
weiterzuentwickeln,
sondern neue Lösungen
zu suchen und sie
zur Umsetzungsreife
zu bringen.
Die Zusammenarbeit zwischen
Behörden, Industrie, Wissenschaft
und Transportunternehmen
funktioniert.
5

EINBLICKE IN DIE PROJEKTE
Wege zu einer fossilfreien
mobilen Stromversorgung
Überall, wo die Stromversorgung ab Fahrleitung nicht dauerhaft sichergestellt
ist, sind heute Dieselmotoren die bevorzugte Lösung: im Rangierbetrieb,
auf Bahnbaustellen, bei Kühlaggregaten von Güterwagen. Sie
verbrauchen allein bei der SBB rund 10 Millionen Liter Diesel im Jahr. Mit
dem Ziel, die Bahn vollständig CO 2 -frei zu betreiben, gilt es, dafür Alternativen
zu finden. Das Programm Energiestrategie im öffentlichen Verkehr
2050 (ESöV 2050) unterstützt drei Projekte dazu.
#ESöV 2050
#Eisenbahn
#Produktion/Betrieb
Weiterführende Angaben
P-214:
Weiterführende Angaben
P-154:
Weiterführende Angaben
P-221:
Der Löwenanteil des Dieselverbrauchs entfällt
auf Lokomotiven und Rangierfahrzeuge.
Die Branche hat die Dringlichkeit früh erkannt,
Alternativen zum Dieselantrieb zu
entwickeln. Inzwischen sind erste Fahrzeuge
mit Hybrid- oder Batterieantrieb im täglichen
Einsatz. Mit dem Ersatz älterer Fahrzeuge
wird sich deren Zahl laufend erhöhen.
Um klimaneutral zu werden, möchten die
Bahnen aber auch andere mobile Anwendungen
dekarbonisieren, beispielsweise
Stromgeneratoren. Auf Bahnbaustellen sind
sie unverzichtbar. Sie liefern die Energie
für den Betrieb von Kompressoren, Geräten,
Beleuchtung und Belüftung. Sie sind überall
einsetzbar, zuverlässig im Betrieb, kostengünstig
und einfach zu bedienen. Diese
Anforderungen sollen auch Systeme mit
anderen Energieträgern erfüllen, damit sie
als Ersatz dienen können. Dabei kommen
in erster Linie Batterien und Wasserstoff-
Brennstoffzellen in Betracht. Bisher fehlen
allerdings Praxiserfahrungen, die es erlauben
würden, derartige Systeme als Standard
einzusetzen.
Die SBB mietet deshalb versuchsweise
einen wasserstoffbetriebenen Generator,
mit welchem sie auf einer Baustelle die
Stromversorgung erprobt. Dabei handelt
es sich um ein kommerziell erhältliches
Brennstoffzellensystem mit integrierten
Wasserstofftanks. Es ist fest in einem
Rahmen eingebaut und kann damit flexibel
für unterschiedliche Einsätze verwendet
werden. Als Teil des Versuchs werden die
Beschaffung von Wasserstoff, die Lagerung
und die Betankung untersucht. Ebenfalls
wird eine Risikoanalyse erarbeitet, welche
auf die besonderen Anforderungen der
Nutzung von Wasserstoff im Bahnumfeld
ausgelegt ist (Projekt P-214).
In einem zweiten Projekt rüstet die SBB
zwei Tragwagen für den Baudienst mit einem
Batteriepack aus (siehe Abbildung nebenan).
Dabei verwendet sie Salzbatterien, welche
zwar mehr Platz beanspruchen und längere
Ladezeiten als die in Autos und Handys
verbreiteten Lithium-Ionen-Batterien und
zudem dauernd auf Betriebstemperatur
geheizt werden müssen. Dafür sind sie umweltfreundlicher,
günstiger und können vollständig
in der Schweiz hergestellt werden.
Das System wird als Hybrid mit einem
kleinen Dieselgenerator realisiert, um bei
eventuellen Problemen mit der Batterie
eine Rückfallebene zur Verfügung zu haben.
Im Pilotversuch liefern die Batterien zunächst
die Energie, um in Tunnelbaustellen den
Personalcontainer zu beleuchten und zu
klimatisieren.
In einer nächsten Phase soll das System
mit einer höheren Belastung getestet
werden, indem eine Kabelabrolleinrichtung
betrieben wird (Projekt P-154).
6

Ebenfalls auf Batterien setzt die Rhätische
Bahn (RhB) bei der Ausrüstung von Tragwagen
für Wechselbehälter. Auf diesen
Wagen befördert sie unter anderem Kühlcontainer
für Lebensmittel und verderbliche
Güter. Um während des Transports die Kühlung
aufrechtzuerhalten, sind die Container
mit dieselbetriebenen Kühlaggregaten
ausgerüstet. Diese verbrauchen je etwa 300
Liter Diesel im Monat. Die RhB hat nun auf
acht Tragwagen ein auf dem Markt erhältliches
Powerpack mit integriertem Ladegerät
aufgebaut (siehe Abbildung unten). Vor dem
Einsatz werden die Lithium-Ionen-Batterien
mittels eines stationären Netzanschlusses
auf einem Abstellgleis geladen. Die Kühlcontainer
werden auf die Tragwagen geladen
und mit einem Stromkabel mit dem Powerpack
verbunden, welches dann während
des Transports die nötige Energie für das
Kühlgerät liefert. Eine Steuerung in jedem
Kühlgerät stellt sicher, dass bei einem
eventuellen Ausfall der Stromversorgung
Für den Ersatz von dieselbetriebenen
Stromgeneratoren kommen
in erster Linie Batterien und
Wasserstoff-Brennstoffzellen in
Betracht.
Mobile Stromversorgung für den Baudienst auf
einem Tragwagen der SBB. Die Einheit besteht aus
fünf Salzbatterien, einem Wärmetauscher und
einem Wechselrichter.
der Generator einspringt und die Kühlkette
nicht unterbrochen wird (Projekt P-221).
Allen drei Pilotversuchen ist gemeinsam,
dass sie nicht auf für den Bahnbetrieb zugelassene
Produkte zurückgreifen können.
Somit braucht es vor dem breiten Einsatz
aussagekräftige Praxistests. Diese wollen
gut geplant sein und erfordern oft ein vorgängiges
Engineering. Die Pilotversuche
dienen auch dazu, das Personal mit neuen
Technologien und Abläufen vertraut zu
machen und seine Rückmeldungen in die
weitere Entwicklung einfliessen zu lassen.
Die Frage, ob Wasserstoff oder Batterien für
Anwendungen bei der Bahn besser geeignet
seien, tritt dabei in den Hintergrund – viel
wichtiger ist, dass die klimaschonenden
Lösungen bezüglich Sicherheit, Zuverlässigkeit,
Bedienerfreundlichkeit und Kosten
ähnlich gut abschneiden wie Diesel. Nur
dann werden sie sich rasch und flächendeckend
durchsetzen.
Powerpack auf einem Containertragwagen der
Rhätischen Bahn (RhB). Es wird am Netz aufgeladen
und liefert während der Fahrt den Strom zur Kühlung
des Wechselbehälters.
7

EINBLICKE IN DIE PROJEKTE
Elektrifizierung von Buslinien:
Simulieren geht über Studieren!
Angesichts des Klimawandels möchten immer mehr Busunternehmen ihre Dieselfahrzeuge
durch Elektrobusse ersetzen. Die neue Technologie erfordert jedoch einiges an Planung
und Überlegungen, angefangen bei der Streckenwahl über die Bestimmung der richtigen
Batterieleistung bis zum Bau der Ladestationen. Ein Simulationsmodell bietet nun Hilfe.
Aus mathematischer Sicht ist die Frage, wie
sich Dieselbusse auf einer bestimmten Linie
durch Elektrobusse ersetzen lassen, eine
Spielart eines bekannten Forschungsgegenstands
des Verkehrsingenieurwesens. Es ist
dort als «Fahrzeugdispositionsproblem» (vehicle
scheduling problem) bekannt, bei dem
es darum geht, den Fahrzeugeinsatz einer
Bus- oder Zugsflotte optimal auf den Fahrplan
und die betrieblichen Randbedingungen
abzustimmen. Die Formulierung als mathematisches
Problem erlaubt, Rechenmodelle zu
entwickeln und Simulationen durchzuführen.
Eine Forschungsgruppe an der Fachhochschule
der italienischen Schweiz SUPSI um
Professor Vasco Medici hat diese Analogie
erkannt und ein entsprechendes Simulationsmodell
entwickelt. Es kann Busunternehmen
helfen, verschiedene Optionen für den Einsatz
von Elektrobussen zu entwickeln und
miteinander zu vergleichen. Insbesondere
können damit verschiedene Fahrzeug- und
Ladekonfigurationen für eine bestimmte Linie
und einen gegebenen Fahrplan untersucht
werden 1 .
#ESöV 2050
#Bus
#Fahrzeuge
Weiterführende Angaben:
Davide Strepparava, Charitha Buddhika
Heendeniya und Marco Belliardi von
der SUPSI diskutieren eine mögliche
Umstellung auf Elektrobusse.
Für die Simulation benötigt das Modell Fahrzeugdaten
(unter anderem Länge, Gewicht,
Batteriekapazität, Anschaffungskosten),
Fahrplandaten, Streckenlänge und -profil,
Ladepunkte und betriebswirtschaftliche
Angaben (z. B. Energiekosten, Anschaffungs­
1
Das Modell ist als vereinfachte Version unter
der Adresse https://pvxte.isaac.supsi.ch/ frei
verfügbar.
8

kosten und Lebensdauer von Ladestationen,
Wartungsaufwand). Das Modell berechnet
daraus, ob die gewählte Fahrzeugkonfiguration
technisch und betrieblich realisierbar ist
und welche Kosten damit verbunden sind.
Durch Anpassen ausgewählter Parameter
können unterschiedliche Optionen durchgespielt
werden, etwa die Grösse des Busses,
die Batterieleistung oder die Anordnung der
Ladepunkte auf der Strecke.
Vasco Medici und seine Mitarbeitenden
Charitha Buddhika Heendeniya, Davide
Strepparava und Marco Belliardi haben das
Modell mit der FART (Società per le Ferrovie
Autolinee Regionali Ticinesi) und der AMSA
(Autolinea Mendrisiense SA) erfolgreich
getestet. Sie konnten dabei feststellen, dass
sich die Linien beider Unternehmen grundsätzlich
auf Elektrobetrieb umstellen lassen.
Dabei kommt ihnen zugute, dass die zu befahrenden
Strecken eher kurz sind. Damit
lassen sich trotz des anspruchsvollen
Höhenprofils Elektrobusse gut einsetzen.
Wichtig ist den Forschenden, dass das Gesamtsystem
berücksichtigt wird. Damit die
Elektrifizierung der Busflotte einen Beitrag
zur Reduktion der Treibhausgasemissionen
leistet, ist es notwendig, dass der Strom aus
erneuerbaren Quellen stammt. Zudem sollten
die Ladevorgänge so gestaltet werden,
dass Lastspitzen möglichst tief bleiben und
Strom aus Photovoltaikanlagen auf dem
Areal genutzt werden kann.
«Wir würden uns freuen, wenn
andere Verkehrsunternehmen das
Tool ebenfalls nutzen würden.»
Mit der Simulation ist es aber nicht getan.
Sie zeigt zwar auf, ob die Elektrifizierung
möglich und wirtschaftlich ist, aber die Umsetzung
beginnt damit erst. Um Transportunternehmen
auch dabei zu unterstützen,
hat das Team der SUPSI zusammen mit der
Firma Protoscar einen Leitfaden entwickelt.
Er zeigt in zehn Schritten praxisnah auf, wie
Busbetreiber vorgehen können, um erfolgreich
ihre Flotte zu elektrifizieren.
Die AMSA und die FART haben bereits die
nächsten Schritte getan. Die AMSA hat ein
Finanzierungsgesuch beim Kanton für eine
erste Tranche von 12 Bussen eingereicht, die
ab 2026 in Betrieb gehen sollen. Die Elektrifizierung
der restlichen Flotte soll später
folgen. Möglicherweise haben bis dann die
auf dem Markt angebotenen Fahrzeuge eine
genügend hohe Reichweite, dass auf den
Bau einer Zwischenladestation in Chiasso
verzichtet werden könnte. Ausserdem plant
die AMSA mit dem lokalen Energieversorger
die Installation von Solarpanels auf ihren
Gebäuden. Die FART hat erst kürzlich neue
Dieselbusse beschafft. Sie steht nun mit
dem Hersteller im Gespräch, um auszuloten,
ob die Fahrzeuge gegen Elektrobusse gleicher
Grösse ausgetauscht werden könnten.
Die Elektrifizierung
von Busflotten umfasst
nicht bloss die
Beschaffung neuer
Fahrzeuge, sondern
braucht Anpassungen
in der Flottenplanung,
im Betrieb und in der
Infrastruktur. (Bild mit
künstlicher Intelligenz
erzeugt)
9

EINBLICKE IN DIE PROJEKTE
Glyphosat:
Suche nach Alternativen
Zur Unkrautbekämpfung auf Bahnanlagen wird das Herbizid Glyphosat
eingesetzt. Die Infrastrukturbetreiberinnen arbeiten seit Jahren daran,
die ausgebrachte Menge zu verringern, um mögliche Auswirkungen
auf die Umwelt zu reduzieren. Ganz ohne Chemie wird es aber auch in
Zukunft nicht gehen. Gesucht sind deshalb Wirkstoffe, die gleichzeitig
umweltschonend und wirksam sind.
Rund 6900 km lang ist das Schienennetz,
das die Bahnunternehmen unkrautfrei halten
müssen. Täten sie das nicht, würden Schachtelhalm,
Storchenschnabel, Brombeere und
andere Pflanzen die Begehbarkeit der Gleisanlagen
erschweren, Signale verdecken und
den Gleisunterbau destabilisieren. Um den
Einsatz von Herbiziden möglichst gering zu
halten, achten die Bahnen schon beim Bau
und bei der Erneuerung von Gleisanlagen auf
eine Konstruktion, die den Bewuchs hemmt.
Sie untersuchen neue nicht chemische Methoden
zur Unkrautbekämpfung beispielsweise
mittels Heisswasser, Hochspannung
oder Mährobotern. Und wo nicht unbedingt
nötig, wird auf die Unkrautbekämpfung auch
einmal verzichtet.
#Bahninfrastrukturforschung
#Eisenbahn
#Infrastruktur
Weiterführende Angaben:
In einzelnen Situationen, beispielsweise bei
der Bekämpfung von Problempflanzen, werden
die Bahnen aber weiterhin auf Herbizide
wie Glyphosat angewiesen sein. Der grosse
Vorteil der Herbizide liegt darin, dass sie gegenüber
anderen Methoden kostengünstig
sind. Richtig angewendet, ist die Belastung
der Umwelt minimal. Auch die Sicherheit des
Personals ist bei korrekter Anwendung der
Schutzmassnahmen gewährleistet.
Das Ziel ist, einen möglichst umweltverträglichen
Wirkstoff zur Hand zu haben und ihn
in minimaler Menge anzuwenden, aber trotzdem
noch die nötige Wirkung zu erreichen.
10

In einigen Fällen sind Herbizide immer noch die
effektivste und kostengünstigste Methode zur
Vegetationskontrolle. Der Wirkstoff wird gezielt
und in möglichst geringen Mengen direkt auf die
Pflanzen aufgebracht. Die Wahl des richtigen
Zeitpunkts in der Entwicklung der Pflanzen und
trockene Witterungsbedingungen sind mitentscheidend
für den Erfolg.
Ein Team der Forschungsanstalt Agroscope
hat sich dieser Frage in einer Studie angenommen,
die vom BAV unterstützt und von
SBB, BLS, SOB und VöV mitfinanziert wurde.
Ignaz Bürge und seine beiden Kollegen Roy
Kasteel und Thomas Poiger suchten Wirkstoffe,
welche für den Einsatz auf Bahnanlagen
zugelassen werden könnten und keine
unannehmbaren Nebenwirkungen auf Mensch,
Tier und Umwelt haben. Dabei legten sie ein
besonderes Augenmerk auf den Schutz des
Grundwassers.
Herbizide werden mit Handsprühgeräten
ausgebracht und über die Blätter oder
Wurzeln aufgenommen. Ein Teil der ausgebrachten
Substanzmenge wird mit dem
Niederschlag ausgewaschen und sickert via
Schotter in den Untergrund. Dort werden
die Herbizide teilweise mikrobiell abgebaut
oder an Bodenmaterial gebunden und immobilisiert.
Der Rest kann unter Umständen
in das Grundwasser gelangen. Die Aufgabe
des Teams von Agroscope war nun, zu untersuchen,
welcher Anteil der Herbizide und ihrer
Abbauprodukte (Metaboliten) ausgewaschen
werden könnte. Dazu wählte es aus rund
achtzig infrage kommenden Wirkstoffen vier
aus, welche als Alternative für Glyphosat berücksichtigt
werden könnten.
Für den Versuch baute das Team von Ignaz
Bürge sogenannte Lysimeter. Dabei handelt es
sich um Stahlrohre von 80 cm Durchmesser
und 145 cm Tiefe, die sie vertikal auf eine
Bodenplatte stellten. Sie füllten sie zunächst
mit Sand und Kies für eine gute Drainage,
11

dann mit Aushubmaterial von drei verschiedenen
Bahnanlagen und schliesslich mit einer
Schicht Schottersteinen. Damit simulierten
sie den Bodenaufbau unter einem Bahngeleis.
Unter jedem Lysimeter führte ein Rohr
zu einem Auffangbehälter, der das durch die
Bodenschichten sickernde Regenwasser
aufnahm. Dieses beprobten sie regelmässig
und untersuchten es auf die darin enthaltenen
Substanzen.
Mit dieser Anlage konnten sie nun beobachten,
welcher Anteil der Herbizide, die sie auf
den Schotter ausbrachten, durch die Lysimeter
nach unten sickerte und wie stark sie
sich in dieser Zeit abbauten. Dieser Vorgang
findet in ähnlicher Weise auch auf Bahnanlagen
statt, allerdings sind dort die
Schichten, die die Herbizide durchwandern,
bis sie in das Grundwasser gelangen könnten,
wesentlich mächtiger.
Ihre Versuche zeigten, dass sich die Herbizide
während ihrer Wanderung durch die Lysimeter
unterschiedlich verhalten. Einige werden
grösstenteils von den Bodenschichten zurückgehalten,
andere hingegen werden
schlecht im Boden gebunden. Wie viel des
Wirkstoffs am unteren Ende der Lysimetersäule
ankommt, hängt zudem vom Abbauverhalten
ab, welches ebenfalls untersucht
wurde. Die geringste Menge des Wirkstoffs
und seiner Metaboliten fanden die Forscher
ausgerechnet im Sickerwasser der Lysimeter,
die sie mit Glyphosat behandelt hatten:
Weniger als 0,02 % der ausgebrachten Menge
schaffte die Reise durch die Bodenschichten.
Ebenfalls eine hohe Rückhalterate zeigte
das Herbizid Quizalofop-P, die drei restlichen
getesteten Produkte schnitten deutlich
weniger gut ab. Gegen den Ersatz von Glyphosat
durch Quizalofop-P spricht allerdings,
dass es nur gegen Gräser wirksam ist, nicht
aber gegen zweikeimblättrige Unkräuter.
Es müsste also in einer Mischung mit einem
anderen Herbizid verwendet werden. Die
Verwendung der anderen drei Herbizide wäre
denkbar, allerdings müssten Massnahmen
getroffen werden, die das Risiko einer Verlagerung
ins Grundwasser minimieren.
Im Labor wird das Wasser analysiert,
das sich am Boden der Säulen sammelt.
Damit kann bestimmt werden,
welcher Anteil der Herbizide durch
die Bodenschichten wandert und
welche Umwandlungsprodukte dabei
entstehen.
12

Forschende von Agroscope bringen mit Sprühflaschen
Herbizid auf die Schotteroberfläche der
Lysimeter aus. Die Wirkstoffe werden bei Regen
ausgewaschen und sickern in das Bodenmaterial
in den Säulen.
Mit dieser Anlage konnten die
Forscher beobachten, welcher
Anteil der Herbizide, die sie auf
den Schotter ausbrachten, durch
die Lysimeter sickerte und potenziell
ins Grundwasser gelangen
könnte.
Herbizide sollen nicht nur möglichst wenig
mobil sein, sondern natürlich auch wirksam.
Agroscope hat deshalb in Gewächshäusern
und danach in Freilandversuchen auf
Gleisanlagen getestet, ob mit den potenziellen
Alternativen der Bewuchs tatsächlich
bekämpft werden kann. Es zeigte sich, dass
nur eine Herbizidkombination (Flazasulfuron
gemischt mit Pelargonsäure) ähnlich
wirksam war wie Glyphosat. Sie hat den
Vorteil, dass damit auch Schachtelhalm bekämpft
werden kann, gegen den Glyphosat
bekannterweise keine Wirkung hat und der
bisher separat behandelt werden musste.
Die Suche für den Ersatz von Glyphosat geht
also weiter. Die Studie hat dafür aber wertvolle
Erkenntnisse geliefert, wie Ignaz Bürge
bestätigt: «Die Lysimeter haben sich bewährt.
Die Versuchsanlage kann weiterhin genutzt
werden, um wie im vorliegenden Fall wissenschaftliche
Grundlagen zu liefern, um das
Verhalten der verschiedenen Wirkstoffe im
Boden zu beurteilen.»
13

EINBLICKE IN DIE PROJEKTE
So schnell hinunter wie hinauf
Viele Bergbahnen fahren auf Zahnradstrecken langsamer bergab als bergauf. Nur so ist
es möglich, bei Gefahr jederzeit den Zug zum Stillstand zu bringen und Entgleisungen zu
verhindern. Betrieblich und fahrplantechnisch wäre es aber vorteilhaft, in beide Richtungen
mit ähnlicher Geschwindigkeit fahren zu können. Die Matterhorn-Gotthard-Bahn (MGB) und
Stadler entwickeln ein Fahrzeug, das dies ermöglicht.
Ein talwärts fahrender Zug muss jederzeit und sofort
zum Stillstand gebracht werden können. Entsprechend
hohe Anforderungen werden an die Bremssysteme gestellt.
Ausserdem sind die Höchstgeschwindigkeiten in
den Ausführungsbestimmungen zur Eisenbahnverordnung
(AB-EBV) reglementiert. In sogenannten Geschwindigkeitsreihen
ist festgelegt, wie schnell ein Zug in Abhängigkeit
vom Gefälle und von der Bremsausrüstung der
Fahrzeuge maximal talwärts fahren darf.
Die Geschwindigkeitseinschränkung führt dazu, dass
viele Bergbahnen auf Zahnradabschnitten schneller
bergwärts als talwärts fahren. Könnten die Geschwindigkeiten
auf der Talfahrt erhöht werden, wären symmetrische
Fahrpläne möglich, was den Betrieb vereinfachen
würde. Die Verkürzung der Fahrzeit würde unter Umständen
zudem erlauben, den Bedarf an Fahrzeugen zu senken,
die für einen Umlauf nötig sind. Und natürlich wären
symmetrische Fahrpläne und kürzere Reisezeiten auch
für die Kundschaft ein Plus.
Dario Jossen, Leiter Engineering für Rollmaterial und
Traktion bei der Matterhorn-Gotthard-Bahn (MGB),
erklärt: «Unser Ziel ist, bergauf und bergab gleich schnell
zu fahren. Ausnahme ist die Schöllenenschlucht, die
wegen ihres Gefälles von 181 Promille eine Maximalgeschwindigkeit
von lediglich 25 km/h statt 35 km/h zulässt.
Dort könnten wir aber dank der kürzeren Fahrzeit
den Umlauf von Göschenen nach Andermatt im Halbstundentakt
mit nur einem Triebzug abdecken und den
zweiten für andere Einsätze freispielen.»
So wünschbar die schnellere Talfahrt wäre, technisch ist
sie eine Herausforderung, da die Sicherheit weiterhin
gewährleistet sein muss. Die Bremsleistung muss also
erhöht werden. Beim Abbremsen aus einer höheren
#Innovation RPV
#Eisenbahn
#Fahrzeuge
Weiterführende Angaben:
14

Untersicht eines Drehgestells des ORION-Triebzugs.
Das Bremssystem 1 besteht aus den Klotzbremsen (rot)
und der regelbaren Bandbremse (grün, unmittelbar
neben dem Zahnrad). Das Bremssystem 2 wird von einer
nicht regelbaren Bandbremse gebildet (grün, unten),
welche auf die Zahnradachsen wirkt.
Geschwindigkeit wird aber mehr Wärme erzeugt. Diese
abzuführen, ist aufgrund der engen Platzverhältnisse und
der dadurch eingeschränkten Luftzirkulation in modernen
Drehgestellen nicht einfach, wie Jossen erklärt. Zusammen
mit Stadler hat er aber dennoch eine Lösung gefunden.
Um diese zu verstehen, muss man den Aufbau des
Bremssystems einer Zahnradbahn kennen. Gemäss
den AB-EBV sind die Fahrzeuge mit zwei voneinander
unabhängigen mechanischen Bremssystemen ausge­
Der ORION-Triebzug eignet sich
ideal als Versuchsträger, da der
Antrieb eine hohe Leistung und
Redundanz aufweist.
rüstet. Die neusten von Stadler für die MGB gelieferten
ORION­ Triebfahrzeuge haben Klotzbremseinheiten an
jeder Achse sowie eine regelbare Bandbremse, welche
auf die Zahnradachsen wirkt (Bremssystem 1). Als Rückfallebene
ist eine weitere, nicht regelbare Bandbremse
vorhanden, welche gleichermassen direkt auf die Zahnradachsen
greift (Bremssystem 2). Mit beiden Systemen
kann der Zug im steilsten Gefälle bei maximaler Geschwindigkeit
jederzeit zum Stillstand gebracht werden.
In beiden Betriebsarten (Adhäsion und Zahnstange) wird
ausserdem die Rekuperationsbremse genutzt, bei welcher
der Elektromotor die Bremsleistung erzeugt. Sie gilt
aber gemäss AB-EBV nicht als vollwertiges Bremssystem,
da ihre Steuerungstechnik nicht das gleiche Sicherheitsniveau
erreicht wie eine mechanische Bremse. Im täglichen
Betrieb ist diese jedoch als Ergänzung zu den mechanischen
Systemen zugelassen. Da sie beim Bremsen
elektrische Energie erzeugt, die ins Netz zurückgeführt
werden kann, ist ihr Einsatz sogar ausgesprochen
sinnvoll.
Der Ansatz der MGB und von Stadler liegt nun darin, bei
der Schnellbremsung eine Kombination der mechanischen
und der elektrischen Bremse anzuwenden. Dadurch ist
es möglich, auch bei erhöhter Geschwindigkeit den Wärmeeintrag
in die Bandbremse im zulässigen Bereich zu
halten und sicherzustellen, dass das Fahrzeug jederzeit
zuverlässig zum Stehen kommt. Diese Neugruppierung
15

der Bremsmittel erfordert eine umfangreiche Risikoanalyse,
bei welcher auch Ausfälle von Systemen betrachtet
wurden. Die Sicherheit gegen Entgleisen ist von diesem
Systemwechsel unberührt und bleibt weiterhin gegeben.
Das Projekt von MGB und von Stadler umfasst nicht nur
die Konzeption des neuen Bremsverfahrens und den Bau
eines entsprechend ausgerüsteten Fahrzeugs, sondern
auch die erforderlichen Zulassungen für Testfahrten und
den Regelbetrieb. Dazu arbeiten sie eng mit den Zulassungsspezialisten
des BAV zusammen. «Überhaupt»,
meint Dario Jossen, «wäre das Projekt ohne den Bund
wohl nicht zustande gekommen. Das Projektrisiko wäre
angesichts der Entwicklungs-, Erprobungs- und Umrüstkosten
im Umfang von 4,8 Millionen Franken für unser
Unternehmen zu gross gewesen. Dank der finanziellen
Unterstützung des Bundes ist nun aber eine Innovation
entstanden, die auch bei anderen Zahnradbahnen
einen Nutzen bringen wird.»
Die MGB plant, dereinst alle 12 Fahrzeuge der ersten
ORION-Beschaffungsetappe mit dieser Technik auszurüsten
und für sie eine Betriebszulassung zu beantragen.
Sie hat vorausschauend die Fahrzeuge im Jahr 2020
so bestellt, dass die notwendigen pneumatischen und
elektrischen Leitungen sowie die Bremssteuerung
bereits so weit vorbereitet wurden, wie dies aufgrund
des damaligen Wissensstands möglich war. Verlaufen
die Probe- und Zulassungsfahrten mit dem Prototyp
erfolgreich, sollen die restlichen 11 Fahrzeuge zeitnah
umgebaut werden. Eine zweite Serie von 25 Einheiten
soll bis 2029 folgen. Damit wird die MGB über genügend
ORION-Triebzüge mit dem neuen Bremssystem verfügen,
um auf Teilstrecken ausschliesslich «schnelle» Züge einsetzen
und dadurch punktuelle Fahrplananpassungen
machen zu können. Bereits mit der ersten Serie wird sich
aber dank der höheren Geschwindigkeit bei der Talfahrt
die Fahrplanstabilität verbessern. Und mit der nächsten
Revision der AB-EBV findet voraussichtlich auch die neue
Geschwindigkeitsreihe «v+» im Regelwerk Eingang.
Dank der finanziellen Unterstützung
des Bundes ist eine
Innovation entstanden, die auch
bei anderen Zahnradbahnen
einen Nutzen bringen wird.
16

EINBLICKE IN DIE PROJEKTE
Die Digitalisierung im
Güterverkehr hängt an
der Kupplung
Sich unter den Puffern durchbücken, den Kupplungshaken einhängen,
die Verschraubung festzurren, die Bremsleitungen verbinden, sich wieder
unter den Puffern durchbücken, zur nächsten Kupplung marschieren –
die Arbeit des Rangierpersonals beim Zusammenstellen eines Güterzugs
ist mühsam, zeitraubend und nicht ungefährlich. Die digitale automatische
Kupplung macht das auf Knopfdruck.
Wo gibt es das noch? Die Arbeit, die das Rangierpersonal
beim Bilden und Auflösen eines
Zugverbunds leistet, hat sich seit hundert
Jahren nicht verändert. Bei jeder Witterung,
bei Tag und bei Nacht ist es zu Fuss auf dem
Gleisfeld unterwegs. Das Bücken unter den
Puffern hindurch, das Heben der rund 20 kg
schweren Kupplungshaken und das Festzurren
der massiven Verschraubungen bedeuten
harte körperliche Arbeit. Sie ist eintönig,
erlaubt aber keine Unachtsamkeit – der
Aufenthalt auf dem Gleisfeld ist und bleibt
gefährlich.
Ein wichtiger Grund, dass sich die automatische
Kupplung im Güterverkehr noch nicht
durchgesetzt hat, besteht im enormen Aufwand
für den Systemwechsel. Güterwagen
können – sofern sie dafür zugelassen
sind – quer durch ganz Europa verkehren.
Dies ist nur möglich, weil die Schraubenkupplung
an allen Wagen gleich ist. Wollte
man auf die automatische Kupplung umstellen,
müsste man einen grossen Teil des rund
eine halbe Million umfassenden Wagenparks
umbauen oder gar erneuern. Hinzu kommt
In der Branche hat sich die Einsicht
durchgesetzt, dass der Schienengüterverkehr
digital werden muss, wenn er
konkurrenzfähig bleiben soll.
Umso mehr erstaunt, dass es die Technologie,
um Wagen automatisch zu kuppeln,
bereits seit über hundert Jahren gibt. Im
Jahr 1903 meldete Karl Scharfenberg eine
automatische Mittelkupplung zum Patent
an. Sie trägt heute noch seinen Namen und
ist bei praktisch allen neueren Eisenbahnfahrzeugen
im Personenverkehr im Einsatz.
Bei Trams ist die ähnlich funktionierende
Schwabkupplung verbreitet.
noch die Um- und Ausrüstung der Streckenund
Rangierloks sowie weiterer Fahrzeuge,
welche zum Rangieren genutzt werden.
Da Güterwagen sehr langlebig sind, ist
die Erneuerungsrate gering: Bloss zwischen
7000 und 15 000 Güterwagen werden pro
Jahr ersetzt. Der Systemwechsel zur automatischen
Kupplung braucht also ein umfangreiches
Umrüstprogramm. Dies ist nicht
nur eine logistische Herausforderung, sondern
stellt auch einen finanziellen Kraftakt
für die Branche dar, die bereits heute unter
geringen Margen leidet. Der Bundesrat hat
deshalb am 10. Januar 2024 in der Botschaft
zum Gütertransportgesetz dem Parlament
Massnahmen zur Förderung des Schienengüterverkehrs
in der Fläche vorgeschlagen.
Darin ist auch ein Betrag von 180 Millionen
#Technische
Neuerungen
Güterverkehr
#Eisenbahn
#Fahrzeuge
Konzeptbericht:
17

Franken zur Einführung der digitalen automatischen
Kupplung (DAK) enthalten.
Die digitale Version der automatischen Kupplung
baut auf einem Vorgängerprojekt auf,
in dem die praktische Einsatzfähigkeit der
automatischen Kupplung im Güterverkehr
nachgewiesen wurde. Inzwischen sind
rund 200 Güterwagen, 19 Streckenloks und
16 Rangierloks mit einer automatischen
Kupplung ausgerüstet. Diese Fahrzeuge sind
seit 2019 im kombinierten Verkehr im Regelbetrieb
unterwegs. Im ebenfalls vom Bund
geförderten Folgeprojekt wurde eine sogenannte
digitale automatische Kupplung getestet.
Dabei werden die Wagen – zusätzlich
zur mechanischen und zur pneumatischen
Verbindung – mit einer Strom- und einer Datenleitung
verbunden. Diese Leitungen sind
eine Voraussetzung für intelligente Güterwagen,
die mit Sensoren, Steuerungs- und
Regeltechnik ausgerüstet werden können,
welche beispielsweise für die Ortung und die
Zustandserfassung benötigt werden.
Nebst der digitalen automatischen Kupplung
braucht es aber noch einiges mehr für die
Digitalisierung des Schienengüterverkehrs.
Bereits realisiert wurde die automatische
Bremsprobe, für welche SBB Cargo im
Elemente der automatischen Kupplung. Die Verbindung
für Strom- und Datenleitungen oben auf dem Kupplungskopf
ist eine Voraussetzung zur Digitalisierung des
Güterverkehrs.
18

Herbst 2023 die Zulassung erhalten hat. Bis
anhin muss das Rangierpersonal bei jeder
Achse jedes Wagens von Hand prüfen, ob die
Bremse funktioniert und somit die Sicherheit
des Zuges gewährleistet ist. Zukünftig
können Sensoren die Funktionsfähigkeit der
Bremse erfassen und eine entsprechende
Meldung direkt an das IT-System der Bahnbetreiber
schicken. Auch hier wurde der lange
Weg bis zur Zulassung vom BAV finanziell
gefördert.
Weitere Projekte wären denkbar. Beispielsweise
liegt noch Potenzial in der automatischen
Zustandserfassung. Heute prüft das
Rangierpersonal jeden Wagen auf ordnungsgemässe
Beladung und eventuelle Beschädigungen.
Diese Aufgabe könnten in Zukunft
Kameras und eine KI-gestützte Software
übernehmen. Ein Rechner beurteilt damit
den Fahrzeugzustand sowie die Einhaltung
des Lichtraumprofils und meldet die Ergebnisse
an die Betriebsüberwachung. Überhaupt
sollen zukünftig alle Informationen
zum Wagen und zu seiner Fracht digital und
in Echtzeit verfügbar sein. Davon profitieren
Kunden, Wagenhalter wie Bahnbetreiber
gleichermassen.
Rangierarbeiter beim Lösen und Aushängen
der Schraubverbindung zum
Zughaken. Die Schläuche dienen der
Druckluftversorgung der Bremsen.
In der Branche hat sich die Einsicht durchgesetzt,
dass der Schienengüterverkehr digital
werden muss, wenn er konkurrenzfähig bleiben
und seinen Anteil an den zunehmenden Warenströmen
übernehmen soll. Die Digitalisierung
ist der Schlüssel zu einer schnelleren
und günstigeren Produktion. SBB Cargo hat
mit seinem pionierhaften Engagement für
die Einführung der automatischen Kupplung
und der automatischen Bremsprobe einen
wichtigen Impuls gesetzt, damit auf europäischer
Ebene Schwung in die Thematik
gekommen ist. So waren die praktischen
Erprobungen massgebend dafür, dass sich
nun ein Kupplungstyp international als Standard
durchgesetzt hat. Das Rennen zwischen
der Schwab- und der Scharfenbergkupplung
war lange Zeit sehr eng: Beide Typen erwiesen
sich als betrieblich und technisch geeignet.
Letztlich hat sich aber für die Erprobung
das Original durchgesetzt, sowohl aufgrund
kommerzieller Vorteile als auch aufgrund
der höheren Innovationsbereitschaft des
Lieferanten. Inzwischen haben sich auch die
Die Technologie, um Wagen
automatisch zu kuppeln, gibt es
bereits seit über hundert Jahren.
grossen Bahnbetreiber und die Europäische
Union für dieses System entschieden.
120 Jahre nach ihrer Patentierung könnte
sich die Erfindung von Herrn Scharfenberg
als ein Schlüssel entpuppen, um den europäischen
Güterverkehr in die digitale Zukunft
zu führen. Noch sind aber viele technische,
finanzielle, betriebliche und politische
Hürden zu meistern, bis das vollautomatische
Rangieren und Abfertigen aus der
Betriebs leitzentrale heraus funktioniert. Bis
dahin ist weiterhin Handarbeit angesagt.
19

EINBLICKE IN DIE PROJEKTE
Schnell wie das Flugzeug,
klimaschonend wie die Bahn
Klimaschonend und komfortabel durch Europa zu reisen, das kann
eigentlich nur die Bahn bieten. Auf längeren Strecken ist aber das
Flugzeug immer noch die beliebtere, weil schnellere Alternative.
Der Vakuumtransport verspricht, die Vorzüge beider Verkehrsmittel
mit einander zu verbinden. Und die Schweiz arbeitet an vorderster
Front mit, diese Vision Realität werden zu lassen.
#ESöV 2050
#Metro
#öV-System
Weiterführende Angaben:
Wollten Züge auch auf langen Strecken dem
Flugzeug Konkurrenz machen, müssten sie
deutlich schneller werden – heute liegt ihre
Höchstgeschwindigkeit bei rund 320 km/h.
Dann aber wird der Luftwiderstand zu einer
Herausforderung. Er nimmt quadratisch zur
Geschwindigkeit zu. Wenn die Bahn unter
Vakuum verkehren könnte, liesse sich der
Luftwiderstand deutlich reduzieren und
damit die Geschwindigkeit erhöhen, ohne
dass der Energiebedarf gleich stark ansteigt.
Das Konzept für Vakuumsysteme wurde in
den Grundzügen bereits 1812 vom englischen
Ingenieur George Medhurst skizziert. Rund
hundert Jahre später hat der Raketenforscher
Robert Goddard das Prinzip des Transports
in einer vakuumierten Röhre weiter
ausgearbeitet und dafür nach seinem Tod
sogar ein Patent erhalten. In der Schweiz
griff der Lausanner Ingenieur Rodolphe Nieth
das Konzept auf und schlug 1974 den Bau
von Swissmetro vor. Die Magnetschwebebahn
sollte in einer unterirdischen Vakuumröhre
St. Gallen mit Genf und Basel mit
Chiasso verbinden.
Obwohl Studien die Machbarkeit und die
Wirtschaftlichkeit bestätigten, kam Swissmetro
bisher nicht über die Konzeptionsphase
hinaus. Für Julian Ehwald, Research &
Development Project Architect bei der
EuroTube Foundation, war Swiss metro wohl
ihrer Zeit voraus. Dass das Konzept nicht
weiterverfolgt wurde, hat verschiedene Gründe.
Ein Grund mag sein, dass es beim Rennen
um die Finanzierung durch den Bund dem
deutlich handfesteren Ausbau der Alpentransversale
unterlag.
Die Idee der superschnellen Reise in der
Röhre lebt aber weiter. In den USA lancierte
Elon Musk einen Forschungswettbewerb, um
unter dem Namen «Hyperloop» ein System
zu entwickeln, das eine Hochgeschwindigkeitsverbindung
zwischen Los Angeles und
San Francisco ermöglichen sollte. Das Vorhaben
wurde inzwischen eingestellt, aber in
China, in Südkorea, in Indien oder in Holland
arbeiten Forschungsteams nach wie vor
daran, die Technologie praxistauglich zu
machen. Und mittendrin sind Teams aus
der Schweiz: das studentische Team «Swissloop»
der ETHZ, das Start-up «Swisspod»
und das Forschungszentrum «EuroTube».
Sie tragen das Gedankengut ihrer Vorgänger
und die Erfahrungen aus den legendären
Hyperloop-Forschungswettbewerben Elon
Musks in die Zukunft.
«Zurzeit bewegt sich zu dem Thema unheimlich
viel», meint Julian Ehwald. Er ist im engen
Austausch mit anderen Forschenden, insbesondere
in Holland. «Die niederländische
Regierung hat mit der Gründung des Hyperloop
Development Program einen starken
Impuls in ganz Europa gesetzt. Aber auch
die Schweiz ist in der Szene sehr aktiv. Sie
20

So könnte ein Vakuumtransportsystem zukünftig aussehen.
Mit Geschwindigkeiten zwischen 600 und 900 km/h flitzt
eine Magnetschwebebahn durch eine Röhre mit vermindertem
Luftdruck. Die Reise zwischen Genf und Zürich würde dann
ohne Halt nur noch eine halbe Stunde dauern.
fokussiert auf jene Teilsysteme, bei denen
wir eine Spitzenposition beanspruchen
können.»
In Zeiten des Klimawandels ist klar, dass ein
neues Verkehrssystem bezüglich Treibhausgasemissionen
mindestens gleich gut abschneiden
muss wie die bestehenden. In
ihrer vom Programm ESöV 2050 unterstützten
Studie berechneten Julian Ehwald und
sein Team deshalb, wie gut die Klimabilanz,
über den gesamten Lebenszyklus gesehen,
eines Vakuumtransportsystems gegenüber
konventionellen Verkehrsmitteln abschneidet.
Ihr Befund: Gegenüber einem Inlandflug
liegen die Emissionen rund zehnmal tiefer.
Sogar wenn das Flugzeug mit nachhaltigem
Treibstoff betankt würde, wäre der Vakuumzug
immer noch etwa zweieinhalbmal
klimaschonender unterwegs. Wenn man die
Unsicherheiten der Berechnungen berücksichtigt,
kann der Hyperloop eine ähnlich
günstige Bilanz aufweisen wie die Bahn.
Der grösste Beitrag zu den Treibhausgasemissionen
stammt aus der Infrastruktur,
also dem Röhrensystem und den unterirdischen
Bahnhöfen. Die Herstellung der
dafür notwendigen Materialien (Beton, Stahl)
schlägt sich deutlich in der Gesamtbilanz
nieder. EuroTube forscht deshalb an Konstruktionen,
die mit weniger Beton und Stahl
auskommen. An zweiter Stelle folgen die
Emissionen durch den Bau und den Betrieb
der Fahrzeuge. Hier liegt der Schlüssel zur
Senkung der Emissionen in einer leichten
Konstruktion der Pods, der Dimensionierung
ihrer Batterien sowie in der Auslastung der
Fahrzeuge.
Die Kosten für den Bau
und den Betrieb eines
Vakuumsystems werden
auf 15 bis 20 Rp./pkm
geschätzt. Das liegt im
Bereich der Kosten für
den Flugverkehr.
21

Das Vakuumsystem besteht aus einer
Röhre aus Beton oder Stahl. Grosse
Ventilatoren erzeugen einen Unterdruck,
der den Luftwiderstand der Fahrzeuge
(Pods) verringert. Sie schweben auf einem
Magnetfeld und werden mittels Schienen
auf ihrer Spur gehalten. An beiden Enden
der Röhre ist eine Schleuse angebracht,
welche das System gegen die Umgebung
abschliesst und das Druckgefälle aufrechterhält.
Der Energieverbrauch wird massgeblich von
der Geschwindigkeit bestimmt. Bei einer
Reisegeschwindigkeit von 600 km/h rechnen
die Autoren mit einem spezifischen Verbrauch
von etwa 0,08 kWh pro Personenkilometer
(kWh/pkm), bei 900 km/h steigt dieser
auf rund 0,1 kWh/pkm. Zum Vergleich: Im konventionellen
Bahnverkehr beträgt der Wert
etwa 0,07 kWh/pkm. Der Mehrbedarf erklärt
sich durch die Erzeugung des Vakuums und
des Magnetfelds, die Beschleunigungsanlagen
für die Pods, die Kühlung und Belüftung
von Anlagen und Fahrzeugen sowie durch
den Luftwiderstand, der wegen der hohen
Geschwindigkeit trotz des verminderten
Drucks nicht vernachlässigbar ist.
Auch die Kosten des Systems versuchten
die Forscher vorauszusagen. Für den Bau
der Strecke zwischen Genf und Zürich veranschlagten
sie Investitionen in der Höhe von
15 bis 25 Milliarden Franken. Dabei mussten
sie allerdings viele Annahmen treffen,
da noch keine Erfahrungswerte vorliegen.
Auch sind die Entwicklungskosten in diesen
Schätzungen nicht enthalten. Immerhin lässt
sich sagen, dass sich die Investitionen in
einem Rahmen bewegen, wie er bei grossen
Infrastrukturprojekten üblich ist. Die Kosten
für den Bau und den Betrieb werden auf
15 bis 20 Rp./pkm geschätzt. Das liegt im
Bereich der Kosten für den Flugverkehr und
ist etwa dreimal tiefer als im konventionellen
Bahnverkehr (Fern- und Regionalverkehr).
Die Schätzung basiert auf einer Reisezeit
zwischen Genf und Zürich von unter einer
Stunde und auf der erwarteten Nachfrage
auf der Basis der Verkehrsprognosen des
Bundes. Darin nicht berücksichtigt ist der
induzierte Verkehr, also die zusätzliche
Nachfrage, die durch das neue Angebot
erzeugt werden könnte.
Seine Stärken spielt das System wohl eher
auf langen Strecken innerhalb Europas als
in der Schweiz aus. Entsprechend meint
Julian Ehwald: «Für die Schweiz als Forschungs-
und Technologiestandort lohnt
es sich, einen Fuss in der Türe zu behalten,
gerade jetzt, wo das Thema in Europa Fahrt
aufnimmt. Verkehrspolitisch gesehen, sollten
wir sicherstellen, dass wir einen Anschluss
an ein europäisches Netz erhalten. Und aus
der Klimaperspektive glaube ich, dass Hyperloop
eine Lösung sein kann, um die Flüge in
Europa zu reduzieren.»
Noch sind wir aber weit entfernt von der
ersten Fahrt im futuristischen Zug unterwegs.
Bisher existieren erst Prototypen auf vergleichsweise
kurzen Streckenabschnitten
oder im Modellmassstab. Viele der benötigten
Komponenten müssen erst noch entwickelt
werden, beispielsweise die Schleusen, welche
«Aus der Klimaperspektive
kann Hyperloop eine
Lösung sein, um die Flüge
in Europa zu reduzieren.»
22

die Vakuumröhren von den Bereichen abtrennen,
in denen normaler Atmosphärendruck
herrscht, etwa in den Bahnhöfen.
Weitere Forschungsbereiche beschäftigen
sich mit der Konstruktion einer luftdichten
Tunnelröhre, dem Antrieb der Magnetbahn,
der Luftzufuhr in den Fahrzeugen oder der
Kühlung der Fahrmotoren.
Die Forschung geht – von der Öffentlichkeit
grösstenteils unbeachtet – intensiv weiter.
So hat das Team Swissloop an der European
Hyperloop Week in Edinburgh im letzten Jahr
sagenhafte fünf Auszeichnungen für seinen
Fahrzeugprototyp (in der Fachsprache als
Pod bezeichnet) erhalten. In Dübendorf baut
die EuroTube Foundation eine 120 m lange
Demonstrationsanlage, und im Unterwallis
plant sie eine 3 km lange Versuchsstrecke –
das wäre die längste weltweit. Wir dürfen
also auf weitere Innovationen «made in
Switzerland» gespannt sein.
Wie modelliert man ein System,
das es noch nicht gibt?
Um ihre Berechnungen durchführen zu können,
definierten die Forscher das System als Linienverbindung
zwischen den Städten Genf, Lausanne,
Bern und Zürich. Dieses besteht aus einem mit Beton
ausgekleideten Tunnel mit einem Durchmesser
von 4,6 Metern und einem Druck von 10 mbar. Die
Fahrzeuge (Pods) haben einen Aussendurchmesser
von 3,4 Meter und können 70 Personen (auf
längeren Distanzen) bzw. 200 Personen auf Kurzstrecken
befördern. Es wird eine Auslastung von
80 % (analog zum Flugverkehr) und ein Modalsplit
von knapp 20 % angenommen. Die Pods schweben
auf einem Magnetkissen über Führungsschienen
und können aus eigener Kraft beschleunigen und
bremsen. Alternativ wird auch ein streckenseitiges
Beschleunigungssystem betrachtet, welches den
Vorteil hat, dass damit die Fahrzeuge leichter
werden und weniger Energie verbrauchen. Es werden
zwei Betriebsgeschwindigkeiten von 600 und
900 km/h verglichen. Der Strommix ist identisch
zum heutigen Bahnstrom der SBB.
Die Tunnelröhren aus Beton und
Stahl tragen einen wesentlichen
Teil zu den Treibhausgasemissionen
des Vakuumtransports bei. Julian
Ehwald und sein Team suchen
deshalb nach Möglichkeiten, mit
verbesserten Konstruktionen und
klimaschonenden Baustoffen den
CO 2-Fussabdruck der Infrastruktur
zu senken.
23

EINBLICKE IN DIE PROJEKTE
Wenn Busse selber parkieren
Michèle Moser bringt ihren Bus im Hof des Depots zum Stehen und steigt
aus. Ihre heutige Tour auf der Linie 2 ist beendet. Gemütlich schlendert
sie zum Ausgang und beobachtet, wie ihr Bus zielsicher zwischen den
anderen parkierten Fahrzeugen hindurch zum Waschplatz fährt. Nebenan
parkt gerade der Elektrobus der Linie 8 an der Ladestation ein. Dass
auch dort niemand drinsitzt, fällt ihr nicht einmal auf.
Noch sind derartige Szenen Utopie. Aber der
Schritt zum automatischen Busdepot ist
möglicherweise gar nicht mehr so weit weg.
Die Versuche mit selbstfahrenden Kleinbussen
etwa in Sion, Bern, Zürich, Zug oder
Schaffhausen haben bereits gezeigt, dass
die Fahrzeugtechnologie reif ist. Auch auf
der Seite der Infrastruktur haben Pilotanwendungen
bestätigt, dass die Automatisierung
grundsätzlich möglich ist. Ein Beispiel
dafür ist die Versuchsanlage von BMW
in München, bei der Autos von Kameras
und Sensoren durch die Werkstatt geführt
werden und selbstständig zwischen den
Stationen zirkulieren.
Was bei Autos möglich ist, sollte auch bei
Bussen funktionieren, dachten sich die
Mitglieder des Konsortiums AutoDepot. Unter
der Leitung der Transports publics fribourgeois
(TPF) fanden dort Transportunternehmen,
Verbände, Hochschulen und Industriepartner
zusammen und entwickelten die Vision eines
automatisierten Busdepots in der Schweiz.
Mit Unterstützung des Innovationsprogramms
im regionalen Personen verkehr arbeiten sie
an einer Studie, die untersucht, unter welchen
Voraussetzungen diese Vision Realität werden
kann.
Erste Recherchen bei Industrie, Transportunternehmen
und Hochschulen zeigten
rasch, dass ein automatisiertes Busdepot
prinzipiell machbar ist. Dabei sind zwei unterschiedliche
Systeme denkbar: Entweder
wird das Depot mit selbstfahrenden Autos
Busdepot von
Bern mobil. Mit fortschreitender
technologischer
Entwicklung
ist es denkbar, dass
in einigen Jahren die
Fahrzeuge hier autonom
manövrieren.
#Innovation RPV
#Bus
#Fahrzeuge
Weiterführende Angaben:
24

Auch wenn sie selbständig fahren,
sind die Busse im automatisierten
Depot ständig überwacht.
Bei Bedarf kann das Personal im
Kontrollzentrum sie sogar fernsteuern.
betrieben, oder die Steuerung der Fahrzeuge
erfolgt über fest installierte Sensoren in
der Anlage. Der Betrieb mit selbstfahrenden
Fahrzeugen ist insofern einfacher, als das
Depot nicht umgerüstet werden muss; es
braucht lediglich eine Kommandozentrale,
welche den Bussen den Befehl gibt, wohin
sie fahren sollen. Dieses Konzept setzt aber
eine vollständige Flotte automatisierter
Busse voraus.
Möglicherweise rascher realisierbar wäre ein
automatisiertes Depot, wenn die Steuerung
und die Überwachung ortsgebunden erfolgen.
Die nötige Infrastruktur (Sensoren, Kameras
und Rechner) ist heute bereits vorhanden,
was noch fehlt, sind lediglich erprobte Systeme.
Die infrastrukturseitige Ausrüstung
hätte zudem den Vorteil, dass ein Mischbetrieb
mit nicht automatisierten Fahrzeugen
möglich ist. Voraussetzung wäre allerdings,
dass die Busse «Drive by wire» zulassen,
dass also die Lenkung, die Bremsen und der
Antriebsstrang jedes Fahrzeugs von der
Leitstelle aus ferngesteuert werden können.
Viele Autos sind heute mit den dafür notwendigen
Technologien ausgerüstet, Busse
hingegen in der Regel noch nicht.
Neben den technischen Voraussetzungen
hat das Konsortium auch die Wirtschaftlichkeit
untersucht. Aufgrund erster Abschätzungen
kommt es zum Schluss, dass der
Betrieb eines automatisierten Depots wirt­
schaftlich attraktiv sein könnte. Die heute
noch vom Personal geleisteten Tätigkeiten
wie Waschen, Tanken bzw. Laden, Warten
und Abstellen der Fahrzeuge summieren
sich zu erheblichen Stundenzahlen. Das
Konsortium schätzt, dass der Wegfall dieser
Kosten die Investitionen in ein automatisiertes
Depot und dessen Betrieb mehr als
aufwiegen würde.
Erste Recherchen zeigten rasch,
dass ein automa tisiertes Busdepot
prinzipiell machbar ist.
Die Studie ist inzwischen abgeschlossen.
Aufgrund der positiven Ergebnisse will das
Konsortium nun möglichst bald einen Feldversuch
durchführen, um Erfahrungen in
der Praxis zu sammeln. Erste Gespräche
zur Sicherstellung der Finanzierung sind im
Gang. Trotzdem wird es noch einige Zeit
dauern, bis die eingangs geschilderte Szene
für das Fahrpersonal zum Alltag wird. Immerhin:
Wenn alles klappt, sollte es bereits
2028 möglich sein, anhand eines Prototyps
einen Eindruck des Busdepots der Zukunft
zu erhalten.
25

EINBLICKE IN DIE PROJEKTE
Geschwindigkeit messen
mit dem Magnetfeld
Die Geschwindigkeit eines Zugs mit dem Magnetfeld der Erde und der Schienenumgebung
zu messen – darauf muss man zuerst einmal kommen. Und eigentlich gibt es ja bereits
Tacho, Radar und GPS. Wozu braucht es denn ein viertes System? Bei näherer Untersuchung
zeigt sich aber: Das Magnetfeld könnte sich bei schlechten Witterungsbedingungen und in
Tunnels als überlegen erweisen.
Tarek Vennemann ist auf der Fahrt von Brig nach
Saint-Gingolph – aber nicht bequem im Abteil sitzend,
sondern stehend im Gepäckabteil eines Domino-Triebzugs,
wo er sich seine Messeinrichtung aufgebaut hat.
Einige Tage zuvor hat er zusammen mit Technikern der
RegionAlps sieben Sensoren auf der Unterseite des
Triebwagens angebracht und sie mit seinem Rechner
verkabelt. Nun verfolgt er gespannt den Verlauf der
Messdaten, die die Sensoren laufend auf seinen Bildschirm
schicken.
#Innovation RPV
#Eisenbahn
#Fahrzeuge
Weiterführende Angaben:
Eines der beiden Gehäuse auf der Unterseite
des Zugs. Es enthält Sensoren,
welche das Magnetfeld längs, quer und
vertikal zur Schiene messen. Im Innern
des Schlauchs verlaufen die Kabel für die
Stromversorgung und die Datenverbindung
zum Computer im Gepäckabteil.
Zurück in seinem Büro bei der Enotrac in Lausanne, wird
Vennemann dann die Daten auswerten. Der Ingenieur
will herausfinden, ob das Erdmagnetfeld dafür genutzt
werden kann, die Geschwindigkeit eines Zuges zu
messen und seine Position zu bestimmen. Dies wäre
beispielsweise für eine ETCS-Anwendung hilfreich, bei
der die Strecke ohne Aussensignale betrieben wird. Um
dort Züge sicher führen zu können, ist eine präzise, zuverlässige
Geschwindigkeitsmessung und Lokalisierung
essenziell.
Heute erfolgt dies einerseits über Satelliten-Ortungssysteme
(GPS), andererseits rechnerisch anhand der Fahrgeschwindigkeit.
Allerdings ist GPS für die Lokalisierung
nur unterstützend zugelassen, ausserdem ist GPS in
Tunnels nicht einsetzbar. Massgebend ist somit die rechnerische
Positionsermittlung. Aus Gründen der Sicherheit
und der Verfügbarkeit werden Züge mit mindestens
zwei unabhängigen Einrichtungen zur Geschwindigkeitsmessung
ausgerüstet. Eines davon ist in der Regel ein
Tachometer, welches wie beim Auto die Achsumdrehungen
misst und daraus via Radumfang die Geschwindigkeit
ermittelt. Als zweites System ist ein Radar eingebaut.
Dieses sendet Radarwellen aus und berechnet die
26

Geschwindigkeit aus der Frequenzverschiebung, welche
das von der Umgebung reflektierte Signal erfährt (sog.
Dopplereffekt).
Beide Systeme haben einen wesentlichen Nachteil: Bei
schlechten Wetterbedingungen sind sie unpräzise. Das
Tachometer liefert ungenaue Werte, wenn die Haftung
vermindert ist und die Räder durchdrehen («Schlupf»),
beispielsweise aufgrund von Nässe oder Schnee. Beim
Radar wiederum stören der Flugschnee oder eine Vereisung
die Messung. Funktioniert die Geschwindigkeitsmessung
aber nicht korrekt, muss der Zug aus Sicherheitsgründen
langsamer fahren oder sogar ganz aus dem Verkehr
gezogen werden, um den Fehler zu beheben. Das führt zu
Störungen im Betriebsablauf und unnötigen Kosten.
Hier könnte die Messung des Magnetfelds einen Ausweg
bieten. Es ist an jedem Ort der Erdoberfläche leicht
anders, abhängig von der geografischen Lage, dem
Untergrund und der Umgebung. Das Magnetfeld kann
mit Sensoren, die zum Beispiel entlang eines Zugs angebracht
sind, gemessen werden. Bewegt sich der Zug,
kann aus dem zeitlichen Versatz zwischen den Messungen
zweier Sensoren die Geschwindigkeit bestimmt werden.
Das System ist unabhängig von den Witterungsbedingungen
und kann auch in Tunnels eingesetzt werden.
Die Idee zur Geschwindigkeitsmessung mit einem Magnetfeld
bestand bei den Mitarbeitenden von Enotrac schon
länger. Die Initialzündung erfolgte aber erst, als ihnen
der Direktor von RegionAlps, Yves Maclay, von seinen
betrieblichen Problemen infolge schlechter Wetterbedingungen
erzählte. Da kam der Projektaufruf des
Programms «Innovation im regionalen Personenverkehr»
gerade gelegen, und es dauerte nicht lange, bis der
gemeinsame Antrag eingereicht war.
«Sollten die weiteren Erprobungen
gut verlaufen, liegt eine
Markteinführung innert zweier
Jahre in Reichweite.»
funden werden kann. Sollten die weiteren Erprobungen
gut verlaufen, liegt aus seiner Sicht eine Markteinführung
innert zweier Jahre in Reichweite.
Bei RegionAlps freut man sich bereits auf die Verbesserungen,
die das neue System für den Betrieb bringen
könnte. Trotzdem ist es nicht selbstverständlich, dass
ein Transportunternehmen den Mehraufwand auf sich
nimmt, den derartige Projekte mit sich bringen. Christian
Nellen, Leiter Rollmaterial und Planung, begründet sein
Engagement so: «Dank unserer kleinen Grösse sind wir
schnell und flexibel beim Aufziehen von Tests. Das macht
es für Entwickler interessant, auch mit kleinen Bahnen
wie uns zusammenzuarbeiten. Natürlich sind derartige
Projekte für uns wegen unserer beschränkten personellen
Ressourcen eine Herausforderung. Aber auch als
kleines EVU wollen wir unsere Verantwortung für Innovationen
wahrnehmen, die die Branche voranbringen.»
Ganz so einfach wie dargestellt ist das Verfahren aber
nicht. Insbesondere gibt es auch andere Signale als das
Erdmagnetfeld, die von den Sensoren erfasst werden,
beispielsweise induzierte Felder von den Fahrmotoren
oder von elektrischen Anlagen am Gleis. Dieser Hintergrund
muss mit rechnerischen Methoden herausgefiltert
werden. Auch zeigt sich, dass die Messung je nach
Richtung unterschiedlich von Störsignalen beeinflusst
wird. Als am besten geeignet stellte sich die Messung
der vertikalen Komponente heraus.
Inzwischen konnten Tarek Vennemann und seine Kollegen
mit ihren Messungen bestätigen, dass die Methode zuverlässig
funktioniert. Noch fehlt die Finanzierung für die
nächste Phase, aber Enotrac-Geschäftsleitungsmitglied
Andreas Bleiker gibt sich zuversichtlich, dass diese ge­
Aussenansicht der als Testzug verwendeten
Komposition. Die insgesamt sieben Sensoren
befinden sich in zwei Kästen zwischen den
beiden Drehgestellen.
27

EINBLICKE IN DIE PROJEKTE
Lärmschutz oder Erschütterungsschutz
– Fünfer oder Weggli?
Schienen, Schwellen, Schotter – der Gleisaufbau mag simpel erscheinen. Wenn es aber um
die physikalischen Zusammenhänge bei einer Zugsdurchfahrt geht, wird es rasch kompliziert.
Ein Rechenmodell erlaubt nun, Lärm und Erschütterungen umfassend zu berechnen.
Damit wird die Suche nach Massnahmen gegen diese Belastungen einfacher.
«Lärm und Erschütterungen sind seit jeher die Achillesferse
der Eisenbahn.» Der Mann, der das sagt, muss es
wissen: Fredy Fischer beschäftigt sich seit über zwanzig
Jahren beruflich mit dem Thema. Der Sektionsleiter beim
Bundesamt für Umwelt (BAFU) war dabei, als ein grosses
Lärmsanierungsprogramm für die Eisenbahnen entwickelt,
vom Parlament genehmigt und unter der Federführung
der SBB umgesetzt wurde. Mit dem Lärmsanierungskredit
von 1,854 Milliarden Franken (Preisstand 1998) wurde
bis 2016 das schweizerische Rollmaterial im Personenund
Güterverkehr lärmsaniert. Ergänzend wurden rund
276 Kilometer Lärmschutzwände erstellt und über
70’000 Schallschutzfenster eingebaut.
Da das ursprünglich gesetzte Ziel, 80 % der Bevölkerung
vor Eisenbahnlärm zu schützen, damit noch nicht
vollständig erreicht wurde, verlangte das Parlament
innerhalb des bestehenden Kredites zusätzliche Massnahmen.
Damit werden seither unter anderem Finanzhilfen
für den Erwerb von besonders leisen Güterwagen
gewährt sowie Ressortforschung im Bereich Eisenbahnlärm
finanziert.
Seit 2020 sind laute Güterwagen in der Schweiz verboten.
Trotzdem sind wegen des zunehmenden Verkehrs
und der dichteren Bebauung weitere Massnahmen
erforderlich, die die Eisenbahn leiser machen. Gemäss
#Eisenbahnlärm
#Eisenbahn
#Infrastruktur
Schlussbericht (englisch):
dem Umweltschutzgesetz sollen diese Massnahmen
primär am Entstehungsort des Lärms getroffen werden,
also bei Fahrzeug und Fahrbahn.
Hier setzt die Studie an, die Dr. Prof. Joël Cugnoni zusammen
mit seinem Team von der Haute Ecole d’Ingénierie
et de Gestion du Canton de Vaud (HEIG) in Yverdon letztes
Jahr abgeschlossen hat. Er suchte eine Methode, die
dabei hilft, die optimale Kombination der verschiedenen
Fahrbahnelemente zu finden. Ziel ist, nebst dem Lärm
auch die Erschütterungen zu reduzieren, die beim Befahren
des Gleises entstehen, sowie den Verschleiss der
Fahrbahn zu vermindern.
Erschütterungen können in benachbarten Gebäuden zu
störenden Vibrationen oder Körperschall führen. Sie können
auch Ermüdungserscheinungen im Oberbaumaterial
und Setzungen im Gleiskörper verursachen, was häufigeren
Gleisunterhalt erfordert und damit die Kosten erhöht.
Deshalb werden an exponierten Stellen schwingungsdämpfende
Elemente eingebaut, beispielsweise zwischen
Schiene und Schwelle (sogenannte Zwischenlagen) oder
unter den Schwellen (Schwellenbesohlungen).
Der Bund, die Infrastrukturbetreiberinnen und die Hochschulen
arbeiten im Rahmen der Ressortforschung
Eisen bahnlärm seit Jahren zusammen. Seitens Bund
übernimmt das BAFU dabei die Projektbegleitung
und die Kommunikation, das BAV die Finanzierung. Im
Rahmen des Projektes mit der HEIG wurden diverse
Kombinationen von Gleis, Schwellen, Oberbau und
Dämpfungselementen evaluiert, in einem Versuchsaufbau
getestet und rechnerisch modelliert. Gemäss Fredy
Fischer besteht die Kunst darin, die verschiedenen Oberbaukomponenten
so zu kombinieren, dass das Gesamtsystem
optimiert wird. Es ist zu vermeiden, dass eine
Massnahme gegen Lärm zu mehr Erschütterungen und
Verschleiss führt, oder umgekehrt.
28

Eingabemaske des verwendeten Modells. Die charakteristischen
physikalischen Eigenschaften der Bauteile
(Schiene, Zwischenlage, Schwelle, Klemmen etc.)
können individuell festgelegt werden. Weiter können
Schwellen unterschiedlicher Geometrie sowie zwei
Schienentypen ausgewählt werden.
Die Suche nach Kombinationen, die sowohl Lärm als
auch Erschütterungen vermindern, erwies sich in der
Vergangenheit als aufwendig, zeitraubend und teuer. Es
mussten jeweils Komponenten im Gleis eingebaut, über
eine längere Zeit beobachtet und Messungen durchgeführt
werden. Das von der HEIG entwickelte Modell
kürzt nun diesen Weg ab, indem es die Simulation der
verschiedenen Elemente erlaubt. Fachleute können das
im Web frei zugängliche Expertentool nutzen, um beliebige
Kombinationen und deren Wirkung auf Lärm und
Erschütterung zu testen. Durch Eingabe ihrer physikalischen
Eigenschaften wie Dimension und Elastizität können
auch neue Materialien untersucht werden.
Die Forschenden haben die Probe aufs Exempel gemacht
und unterschiedliche Kombinationen getestet.
Dabei wurden zwei Gleisprofile, zwei Schwellentypen
(Beton und Holz), eine Schwellenbesohlung und drei
verschiedene Zwischenlagen geprüft. Die Berechnungen
zeigten eine gute Übereinstimmung mit Ergebnissen
aus Feldversuchen und bestätigten damit, dass das
Modell korrekte Aussagen macht.
Damit ist für Fredy Fischer ein grosser Schritt gemacht.
«Es ist wie beim Arzt: Man muss zuerst eine saubere
Diagnose stellen, bevor man eine Medizin verschreibt.
Das Tool hilft uns, das Problem zu verstehen, das zu Lärm
und Erschütterungen führt. Danach kann man die erfolgversprechendste
Massnahme auswählen.»
«Das Tool hilft uns, das Problem
zu verstehen, das zu Lärm und
Erschütterungen führt.»
Das Modell eröffnet zudem die Möglichkeit, neue Ansätze
zur Lärmminderung zu evaluieren. So könnte man
zukünftig die Form, das Material und die Abstände der
Schwellen verändern, andere Befestigungen verwenden
oder andere Elastomere für Zwischenlagen und Schwellenbesohlungen
prüfen.
Besonders freut ihn, dass das Modell bestätigt, was
jüngst ein Feldversuch herausgefunden hat: Mit einer
Kombination von hochdämpfenden Zwischenlagen und
Unterschottermatten lassen sich sowohl der Lärm wie
die Erschütterungen vermindern. Es scheint also doch
einen Weg zu geben, den Fünfer und das Weggli zu
erhalten
Versuchsaufbau im Projekt der HEIG. Ein «Shaker» im weissen
Würfel erzeugt eine Vibration auf dem Gleis, welche sich in
die Schwellen fortpflanzt. Der abgestrahlte Schall wird durch
Mikrofone gemessen, die sich an einem Gestell über die
Versuchsanlage bewegen. Die Erschütterungen werden über
Beschleunigungssensoren registriert. Die Messungen dienen
der Validierung des rechnerischen Modells.
29

Wir entwickeln intelligente
Algo rithmen,
die die Leistungsfähigkeit
und Zuverlässigkeit
von komplexen
Infrastrukturanlagen
verbessern.
30

DIE MENSCHEN HINTER DEN PROJEKTEN
Prof. Dr. Olga Fink, EPFL
Wie künstliche
Intelligenz hilft,
die Infrastruktur
zu optimieren
In den Anwendungen und Produkten von Google, Meta, Amazon und Co.
hat die künstliche Intelligenz schon lange Einzug gehalten. Sie hilft,
Muster in den Daten zu erkennen und daraus Entscheidungen abzuleiten.
Diese Fähigkeit kann auch zur Optimierung des Betriebs und der Instandhaltung
von komplexen Infrastrukturen genutzt werden. Olga Fink,
Professorin an der EPFL, versucht, mit künstlicher Intelligenz mehr aus
Kraftwerken und Stromnetzen herauszuholen.
Künstliche Intelligenz (KI) ist in aller
Munde – und steckt in allen Smartphones.
Ist KI wirklich schon Alltag?
Das kann man durchaus so sagen. KI gibt
es schon in sehr vielen Anwendungen.
Beispielsweise verwendet Google Maps auf
Graphen basierende neuronale Netze für
genauere Verkehrsprognosen und zur Berechnung
der Ankunftszeiten. Damit kann
dann der schnellste Weg gefunden werden.
Auch die persönlichen Filmempfehlungen
von Netflix oder die Bannerwerbung im
Browser nutzt KI, ebenso Webshops, die
personalisierte Angebote vorschlagen. Sie
analysieren das Nutzerverhalten und andere
relevante Daten, suchen darin Muster und
treffen Vorhersagen darüber, welche Inhalte
oder Produkte am ehesten von Interesse
sein könnten.
Sie beschäftigen sich nun aber nicht
mit Filmen und Onlineshops, sondern mit
Infrastrukturen. Wie würden Sie Ihren
Forschungsgegenstand beschreiben?
Wir entwickeln intelligente Algorithmen, die
die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit
von komplexen Infrastrukturanlagen verbessern.
Unsere Forschung lässt sich beispielsweise
auf Wasserkraftwerke, Eisenbahninfrastrukturanlagen
und Stromverteilnetze
#Bahninfrastrukturforschung
#Eisenbahn
#Energieerzeugung
#Produktion/Betrieb
Weiterführende Angaben:
31

anwenden. Wir haben auch schon Windkraftanlagen,
Gasturbinen und Flugzeugtriebwerke
untersucht. Generell beschäftigen wir
uns mit komplexen Systemen, bei denen
Entscheidungen auf der Basis von einer Vielzahl
von Daten getroffen werden.
Und wie nutzen Sie die KI in diesen Fällen?
In der Regel verwenden wir die Daten der
Anlagensensoren. Diese überwachen beispielsweise
den Betriebs- und Anlagenzustand und
schlagen beim Überschreiten von voreingestellten
Schwellenwerten Alarm, etwa wenn
ein Motorenlager zu überhitzen droht. Wir
entwickeln Algorithmen, welche wir anhand
der Daten darauf trainieren, in diesen
Informa tionen Muster zu erkennen und daraus
Schlüsse zu ziehen. Damit sind wir in der
Lage, den Anlagebetreibern vorausschauend
Hinweise zu geben. Sie können damit beispielsweise
Abweichungen von Sollwerten
frühzeitig feststellen, die Restlebensdauer
des erwähnten Motorenlagers abschätzen
oder den Betrieb der Anlage optimieren.
Bei der KI handelt es sich also um lernende
Computerprogramme?
Das könnte man so sagen. Ich gebe Ihnen ein
anderes Beispiel, um das zu verdeutlichen.
Wir haben den Betrieb von Drohnen untersucht.
Ihr Einsatz wird massgeblich von der
Leistung der Batterie bestimmt. Da die Batterie
altert, nimmt ihre Leistung und damit
der Einsatzradius der Drohne mit der Zeit ab.
Wir haben einen Algorithmus entwickelt, der
anhand der Daten der Drohne ihr Flugverhalten
lernt und den Batteriezustand abschätzen
kann. Darauf basierend, ermöglicht er der
Drohne den Entscheid, ob sie eine Mission
noch ausführen soll und auf welcher Flugbahn
sie dies am energiesparendsten tut.
Mit Unterstützung des BAV haben Sie drei
Fallstudien für SBB Infrastruktur durchgeführt.
Worum ging es dabei?
Wir arbeiten hier mit der SBB zusammen, um
kritische Zustände in Energieanlagen und
-netzen erkennen und vorhersagen zu können.
Die erste Fallstudie beschäftigte sich damit,
den Zustand von Sensoren in Kraftwerken
und Unterwerken zu erfassen. Damit können
wir einerseits die Funktionsfähigkeit der
Sensoren selbst und die Qualität der von
ihnen gelieferten Informationen beurteilen
und andererseits Hinweise für den Betrieb
und die Instandhaltung des Systems geben.
Kollektive Intelligenz: Olga Fink im
Austausch mit ihren Doktorierenden
Mengjie Zhao und Raffael Theiler.
32

Prognose SBB
Prognose EPFL
Effektiver Bedarf
Vergleich der Prognosen für den elektrischen
Leistungsbedarf auf dem
Netz der SBB. Die mit dem KI-Modell
erstellten Vorhersagen liegen in der
Regel näher am effektiven Bedarf.
Dieser Befund zeigt sich auch in der
Auswertung der mittleren Abweichung
(MAE = mean absolute error) über den
gesamten Betrachtungszeitraum.
33

Und bei den anderen beiden Fallstudien?
In der zweiten Fallstudie ging es darum, aus
Sensordaten die Effizienz eines Wasserkraftwerks
zu bestimmen und daraus Empfehlungen
für die Optimierung des Betriebs
abzuleiten. Zurzeit arbeiten wir an der dritten
Fallstudie, in der wir die Last in der Bahnstromversorgung
voraussagen. Die SBB hat
hierzu natürlich bereits ihre Modelle, diese
sind aber nicht lernfähig. Wir trainieren den
Algorithmus, indem wir ihm neben den Daten
aus vergangenen Perioden auch Planinformationen
für den nächsten Tag zuführen,
beispielsweise Wettervorhersagen oder den
Fahrplan von Personen- und Güterzügen.
Dank der Anwendung von KI konnten wir
bereits die Zuverlässigkeit und Treffsicherheit
der Prognosen deutlich erhöhen.
Was ist das Neue an Ihrem Projekt?
Auf der Seite der wissenschaftlichen Forschung
besteht die Innovation darin, dass
wir Methoden entwickeln, die zeitliche und
räumliche Zusammenhänge miteinander
verknüpfen. Das ist rechnerisch anspruchsvoll
und erfordert spezielle Modelle. Ausserdem
haben wir für die Modelle nicht nur
die Anlagendaten genutzt, sondern auch
physikalische Zusammenhänge integriert.
Die KI nutzt die Physik dann als komplementäre
Informationsquelle, oder wir trainieren
die KI anhand der physikalischen Gesetzmässigkeiten.
Das macht die Ergebnisse der
Algorithmen robuster und zuverlässiger.
Was macht für Sie die Faszination der
Projekte aus, die Sie bearbeiten?
Man kann sehr viele Probleme mit KI lösen.
Das hat sich inzwischen herumgesprochen.
In der Vergangenheit war es oft notwendig,
Personen davon zu überzeugen, uns Daten
zur Verfügung zu stellen. Heute hingegen
werden uns Daten häufig angeboten, weil
man sieht, dass sich damit Probleme lösen
lassen. Was mich begeistert, ist die Dynamik
des Forschungsfeldes: Es ist ständig in
Bewegung, mit kontinuierlichen Impulsen
Neues zu entwickeln. Gleichzeitig kann
es allerdings herausfordernd sein, mit der
rasanten Entwicklung Schritt zu halten und
trotz der stetigen Fortschritte immer auf
dem neusten Stand des Wissens zu bleiben.
Wie werden wir in zehn Jahren KI im öV
nutzen?
Ich glaube, dass wir mit KI eine nahtlose
Verknüpfung der Verkehrssysteme sehen
werden, indem Verkehrsketten personalisiert
werden. Das wird das Reisen nochmals deutlich
einfacher machen. In dieser Entwicklung
werden autonome Fahrzeuge eine wichtige
Rolle spielen, insbesondere auf der ersten
und der letzten Meile. Auf Systemebene wird
KI dazu beitragen, die Mittel für den Betrieb
und den Unterhalt der Infrastruktur effizienter
einzusetzen. Die Beispiele aus unseren
Forschungsprojekten deuten bereits an,
wie gross hier das Potenzial ist.
Wird uns KI arbeitslos machen?
Ich denke nicht. Meine Prognose ist vielmehr,
dass es zu einer Symbiose zwischen Mensch
und Algorithmen kommen wird. Der Mensch
ist nicht so gut darin, mit grossen Datenmengen
umzugehen und daraus Entscheidungen
abzuleiten. Die KI kann hier helfen, indem sie
verschiedene Optionen vorschlägt. Sie könnte
auch eine Rolle als des «Teufels Advokat»
spielen, indem sie bei Entscheidungen die
Menschen darauf hinweist, was sie bedenken
sollten und welche Alternativen möglich wären.
34

Die Belastung der Netze kann
im Tagesverlauf stark schwanken.
KI-basierte Modelle helfen, den
Bedarf genauer vorherzusagen.
Wie kriegt man die Physik in ein KI-Modell?
Für Experten könnte es interessant und
spannend sein, mit diesen Hinweisen ihre
Entscheidungen zu überprüfen. Ganz grundsätzlich
glaube ich, dass viele Jobs dank KI
interessanter werden, weil sie die Menschen
von Routinearbeiten entlastet und ihnen
ermöglicht, sich stärker dem kreativen Anteil
der Arbeit zu widmen.
Dank der Anwendung
von KI konnten wir
bereits die Zuverlässigkeit
und die Treffsicherheit
der Prognosen
deutlich erhöhen.
Künstliche Intelligenz (KI) bezeichnet die Fähigkeit von Computerprogrammen
oder Maschinen, Aufgaben durchzuführen,
die typischerweise menschliche Intelligenz erfordern. Diese
Systeme sind in der Lage, zu lernen, sich anzupassen und Entscheidungen
auf Basis der verfügbaren Daten zu treffen. Das
maschinelle Lernen (ML) erfolgt, indem die Systeme umfangreiche
Datensätze analysieren und in ihnen Muster erkennen.
In jüngerer Vergangenheit wurde eine breite Palette von leistungsfähigen
Algorithmen des maschinellen Lernens entwickelt,
die für verschiedene Aufgaben eingesetzt werden können.
Die Modelle, die Olga Fink und andere Forschende nutzen,
basieren auf neuronalen Netzwerken, die in ihrer Struktur dem
menschlichen Gehirn nachempfunden sind. Sie werden an
erfassten Daten trainiert, sodass sie möglichst genau das in
der Realität beobachtete Verhalten eines Systems nachbilden
können. Damit können die Modelle auch für Vorhersagen
genutzt werden, sofern die vorliegenden Daten sich ähnlich
verhalten wie jene, die zum Trainieren des Modells verwendet
wurden.
Die Genauigkeit der Vorhersagen durch diese Modelle kann
verbessert werden, indem sie nicht nur mit erfassten Daten
trainiert werden, sondern auch die physikalischen Gesetzmässigkeiten
berücksichtigen, die im vorliegenden System gelten.
Durch die Implementierung der entsprechenden physikalischen
Formeln in die Lernarchitektur sind die Modelle in der Lage,
auch dort akkurate Vorhersagen zu machen, wo keine Trainingsdaten
vorliegen. In Fallstudie 2 hat das Team von Olga
Fink einen Algorithmus entwickelt, der physikalische Gesetzmässigkeiten
berücksichtigt. Es konnte damit Hinweise zur
Verbesserung der Effizienz eines Wasserkraftwerks geben.
Eine andere Art von neuronalen Netzwerken sind die sogenannten
Transformermodelle. Sie sind in der Lage, eine Folge
von Symbolen in eine andere Folge von Symbolen zu übersetzen.
Sie werden beispielsweise für KI-gestützte Sprachübersetzungen
verwendet. In seiner Forschung hat das Team von
Olga Fink Transformer zur Prognose der elektrischen Netzlast
eingesetzt, um Wetter- oder Fahrplandaten für die Simulation
nutzbar zu machen (Fallstudie 3).
35

DIE MENSCHEN HINTER DEN PROJEKTEN
Prof. Dr. Vincent Bourquin, Uni FR
Das Bahnsystem:
stetig optimiert und
doch noch nicht
ausgereizt
Das System Eisenbahn ist zweifellos hoch komplex. Dass es Tag für Tag
praktisch reibungslos seine Aufgabe erfüllt, ist das Ergebnis eines mit
viel Erfahrung austarierten Zusammenspiels von Mensch und Technik.
Professor Vincent Bourquin, Experte für das Programm Energiestrategie
im öffentlichen Verkehr 2050 (ESöV 2050), untersucht in seiner Forschung,
wie sich komplexe Systeme wie die Eisenbahn weiter entwickeln lassen.
Sie sind Experte für das Programm ESöV 2050.
Wie würden Sie Ihre Aufgabe umschreiben?
Ich sehe meinen Beitrag darin, Hinweise zur Verbesserung
der Projekte zu geben. Eine Forschungsidee
ist rasch formuliert, aber das Projekt dann zum Erfolg
zu führen, ist anspruchsvoll. Mich interessiert,
den Nutzen des Projekts herauszuschälen und mögliche
Risiken zu erkennen. Damit versuche ich, die
Projektnehmer zu unterstützen und ihnen Informationen
für einen erfolgreichen Start zu liefern.
#ESöV 2050
Welche spezifischen Kompetenzen bringen Sie
in das Expertengremium ein?
Ich habe während meiner ganzen Laufbahn in der
Entwicklung von Verkehrssystemen gearbeitet, sei
das auf der Strasse, auf der Schiene oder in der Luft.
36

Besonders spannend sind
die Projekte, bei denen
wir uns als Experten nicht
einig sind, weil das uns erlaubt,
zu diskutieren und
gemeinsam zu lernen.
Damit habe ich einen breiten Überblick über die verschiedenen
Technologien und Problemlösungsstrategien.
Ausserdem habe ich aus der Industrie Erfahrung in der
Projektentwicklung. Beides hilft mir, die Projektideen zu
verstehen und aus einer kritischen Distanz zu beurteilen.
An welchen Projekten haben Sie besonders Freude?
Da gibt es viele. Besonders spannend sind die Projekte,
bei denen wir uns als Experten nicht einig sind, weil das
uns erlaubt, zu diskutieren und gemeinsam zu lernen. Es
freut mich besonders, dass das Programm auch kleineren
Unternehmen ermöglicht, innovative Ideen zu entwickeln
und grössere Vorhaben umzusetzen. Die Elektrifizierung
eines Schiffs auf dem Luganersee ist ein solches Beispiel,
wo trotz technischen Herausforderungen eine nachhaltige
Alternative zum herkömmlichen Dieselantrieb realisiert
wurde.
Glauben Sie, dass es auch nach zehn Jahren der
Projektförderung noch Potenzial gibt, um den Verkehr
nachhaltiger zu machen?
Unbedingt. Wir haben viel Energie investiert, um Teilsysteme
zu optimieren. Das bedeutet aber noch lange
nicht, dass damit auch das System als Ganzes optimal
ist. Schauen Sie sich einen Lastwagen an: Die Konstruktion
des Chassis ist seit 100 Jahren praktisch gleich
geblieben. Erst jetzt, wo Lastwagen elektrifiziert werden
und wegen der Batterien schwerer werden, beginnt
man, leichtgewichtige Chassis zu bauen. Dabei hätte
man schon früher leichter bauen und damit eine Menge
Energie sparen können.
37

Was bedeutet das für das Bahnsystem?
Wir haben heute effiziente, zweistöckige Züge, die viele
Personen aufs Mal befördern können. Das Bahnsystem
ist sehr gut organisiert, aber die Kapazitäten sind ausgereizt.
Um die gestiegene Nachfrage zu befriedigen,
wäre ein massiver Ausbau nötig, aber der ist enorm teuer
und beansprucht einen noch höheren Anteil des bereits
knappen Raums. Die Innovation des Gesamtsystems ist
auf der Strecke geblieben, weil man nur die Teilsysteme
optimiert hat.
Welchen Ansatz würden Sie vorschlagen, um das
Problem zu lösen?
Am Massachusetts Institute of Technology forscht ein
berühmter Schweizer, Olivier de Weck, mit welchen
Methoden Entwicklungen vorangetrieben werden. Er
propagiert das Backcasting, also das Denken von der
Zukunft her (siehe Kasten). Das ist eine radikal andere
Sichtweise als unser gewohntes Vorgehen, bei dem wir
andauernd eine bestehende Technologie optimieren.
Beim Verkehrssystem gilt es ausserdem zu beachten,
dass hier viele Personen interagieren. Es muss also ein
personenbezogener Ansatz gewählt werden; ein rein
technischer greift zu kurz.
Sehen Sie Entwicklungen in dieser Richtung?
Es läuft zurzeit sehr viel, gerade im Schienenverkehr,
beispielsweise bei der Entwicklung von Magnetschwebebahnen
(Maglev) oder beim Vakuumtransport. Wie
ich als Mitglied des Observatoire des politiques et
stratégies de transport en Europe feststellen muss, fehlt
in Europa allerdings eine Vision. Der Ausbau der Hochgeschwindigkeitszüge
als Konkurrenz zum Flugzeug war
eine solche, aber heute bräuchten wir eine neue Idee für
die Mobilität der Zukunft. Vielleicht ist die Industrie, die
ja vom bestehenden System lebt, einfach zu träge geworden
und optimiert lieber das Bestehende, als sich auf
neues Terrain zu wagen.
Welche Rolle spielt hier die Schweiz?
Unser Land ist geprägt von KMU. Diese arbeiten oft
effizient, interdisziplinär und mit neusten Technologien.
Wegen ihrer Grösse müssen sie sich in der Regel aber
auf Komponenten konzentrieren und können keine ganzen
Systeme anbieten. Auch fehlen uns die enormen
Investitionsbudgets, wie sie Länder wie China und die
USA bereitstellen können. Wir haben aber durchaus
Unternehmer, die die Weitsicht und den Mut haben,
die Grenzen des Systems auszudehnen. Der Erfolg von
Stadler ist ein gutes Beispiel dafür.
BAV-Direktor Peter Füglistaler lobt im Editorial
(Seite 4) die Innovationskraft der Schweiz. Welche
Rolle kann die Schweiz in der Entwicklung zukünftiger
Transportsysteme spielen?
Es gibt tatsächlich ein grosses Potenzial. Wir haben in
der Schweiz die Unternehmen, die in der Lage sind, die
Beiträge für diese neuen Systeme zu liefern. Die Frage ist,
wie man die Innovationskraft in Richtung Mobilität lenken
kann. Dafür muss man den Leuten, die an den Technologien
arbeiten, die richtigen Ziele geben. Ein neues Verkehrssystem
wie etwa der Vakuumtransport braucht zu
Die Projektanträge im
Programm ESöV 2050
werden an halbjährlichen
Sitzungen des Expertenteams
beraten. Zentrale
Kriterien sind Innovationsgehalt
und energetischer
Nutzen der Vorhaben.
38

Vincent Bourquin hat lange in der Entwicklung
verschiedenster Verkehrssysteme
gearbeitet. Diese Praxiserfahrung
ist auch in seiner heutigen Tätigkeit
als Dozent und Forscher eine wichtige
Grundlage.
Das Expertenteam ESöV 2050: von links Prof. Dr. Denis
Gillet (EPFL), Stephan Husen (BAV), Stany Rochat (BAV),
Dr. Andreas Hutter (CSEM), Prof. Dr. Vincent Bourquin
(Uni FR).
Beginn nicht eine grosse Anzahl von Fahr zeugen, also
kann man auch im kleinen Massstab starten. Viel wichtiger
ist, mit der Realisierung überhaupt zu beginnen.
Welchen Forschungsbedarf sehen Sie in dieser
Hinsicht?
Ich glaube nicht, dass man das Rad neu erfinden muss.
Vielmehr sollten wir bestehende Technologien rekombinieren,
um neue Systeme zu entwickeln. Beispielsweise
könnten wir mit Sensor- und Steuerungstechnik die
Strasseninfrastruktur besser ausnutzen. Oder wir könnten
vorfabrizierte Tunnelröhren in Seen verlegen und uns
den teuren Ausbruch von Gestein sparen.
Ist das nicht ein bisschen utopisch?
Die Idee vielleicht schon, aber die Technologien dafür
sind alle vorhanden. Ich gebe Ihnen ein anderes Beispiel:
Die Zweitaktmotoren von Scootern und Kleinmotorrädern
sind arge Luftverschmutzer. Sie könnten umweltfreundlicher
mit Wasserstoff betrieben werden. Dieser wiederum
könnte aus Milchserum, einem Abfallprodukt der
Käseherstellung, erzeugt werden, mit Strom aus Photovoltaikanlagen,
der in Batterien zwischengespeichert
wird. Das Beispiel gibt es tatsächlich im Rahmen eines
Forschungsprojekts an unserer Universität. Natürlich
lösen wir damit nicht alle Probleme dieser Welt, aber wir
generieren mit diesen Ansätzen neue Ideen – und die
brauchen wir zurzeit dringend.
Backcasting
Klassische Strategieprozesse beginnen mit der
Analyse der heutigen Trends und projizieren
diese in die Zukunft («Forecasting»), um daraus
die Schritte für die Umsetzung abzuleiten. Das
Backcasting funktioniert genau umgekehrt: Man
versucht, sich gedanklich in die Zukunft zu versetzen,
und macht dann den Prozess rückwärts.
Dazu entwirft man zunächst eines oder mehrere
Zukunftsszenarien. Danach betrachtet man einen
Meilenstein, der nahe am Zukunftsbild liegt, und
untersucht, welche Voraussetzungen gegeben sein
müssten, damit danach das Zielszenario eintritt.
Von diesem Meilenstein arbeitet man sich Schritt
für Schritt in die Gegenwart zurück. Zum Ende des
Prozesses kann man die konkreten Handlungen
ableiten, die zur Erreichung des Zielbilds als Erstes
vorzunehmen sind.
Die Methode stammt aus den 1990er-Jahren und
wurde im Energiesektor entwickelt. Sie wurde
danach auch im Verkehrssektor und in der Technologieentwicklung
angewendet. Inzwischen gehört
das Backcasting zu einer etablierten Methode der
Zukunftsforschung, der Strategieplanung und in
Partizipationsprozessen.
39

40
Generell gehen die
Ereignisse an den Bahnübergängen
zurück. Das
Sanierungsprogramm
hat gewirkt.

DIE MENSCHEN HINTER DEN PROJEKTEN
Daniel Jenzer, Fachverantwortlicher
Bahnübergänge, BAV
Forschung zu
Bahnschranken?
Aber sicher!
Bahnübergänge gibt es seit den Anfängen der Eisenbahn. Natürlich
funktionieren sie schon lange automatisch und fernüberwacht, doch
das Prinzip der Bahnschranke ist immer noch dasselbe wie in den Zeiten
der Dampflok. Somit gibt es auch keinen Anlass für Forschung, könnte
man meinen. Daniel Jenzer, Fachverantwortlicher beim BAV, sieht das
anders.
Herr Jenzer, wo gibt es aktuell Forschungsbedarf
bei Bahnübergängen?
Auch wenn man sich wie ich bereits 20
Jahre mit dem Thema beschäftigt, findet
man immer wieder Fragen, auf die wir die
Antworten suchen müssen. Beispielsweise
stellen wir fest, dass die Zahl der Unfälle und
Beinaheunfälle an Schrankenanlagen zunimmt,
also ausgerechnet bei der Lösung,
die als sicher gilt. Wir möchten verstehen,
was der Grund ist und welche Massnahmen
getroffen werden können, um die Anzahl
solcher Ereignisse zu senken. Generell gehen
aber die Ereignisse, insbesondere auch
die mit schwerwiegenden Folgen, an den
Bahnübergängen zurück. Das Sanierungsprogramm
hat gewirkt, das ist die erfreuliche
Fest stellung.
Welche Massnahmen stehen denn überhaupt
zur Verfügung, um Bahnübergänge
sicherer zu machen?
Im einfachsten Fall werden Übergänge aufgehoben.
In landwirtschaftlichen Gebieten
kann es Bahnübergänge geben, die wenig
genutzt und entsprechend einfach gesichert
sind. Statt teurer Investitionen in eine Sicherungsanlage
kann dort vielleicht auf den
Übergang verzichtet und ein bestehender,
sicherer Bahnübergang in der Nähe verwendet
werden. Wo dies nicht geht, müssen die
Übergänge mit Blinklichtanlagen und oft zusätzlich
mit Schranken ausgerüstet werden.
Die teuerste, aber bei hohem Verkehrsaufkommen
optimale Lösung ist eine Über- oder
Unterführung, also die Trennung der unterschiedlichen
Verkehrsträger.
#Bahninfrastrukturforschung
#Eisenbahn
#Tram
#Infrastruktur
Link zum Projekt:
41

Mit einer einfachen Lichtsignalanlage
gesicherter Bahnübergang in einer Landwirtschaftszone.
Sie haben das vom BAV geförderte Projekt «Sicherheit
an Bahnübergängen» als Experte begleitet. Was wollte
der VöV mit der Studie herausfinden?
Viele Bahnübergänge wurden mit Schrankenanlagen
saniert. Nun sehen wir als unerwünschte Folge, dass die
Ereignisse mit Autos zunehmen, die zwischen den Barrieren
gefangen sind. Zwar entstand in den meisten Fällen
zum Glück lediglich Sachschaden. Trotzdem sucht die
Branche dringend Massnahmen, um derartige Situationen
zu vermeiden. Das Projekt wollte herausfinden, wie diese
Unfälle zustande kommen, damit die geeigneten Massnahmen
bestimmt werden können.
Was sind die wichtigsten Erkenntnisse daraus?
Bei den untersuchten Fällen geht das Ereignis auf ein
Fehlverhalten der Automobilisten und Automobilistinnen
zurück. Sie fahren bei Stau auf den Bahnübergang oder
ignorieren meist bewusst die optischen und akustischen
Warnsignale und befahren den Bahnübergang auch noch
dann, wenn sich die Schranke bereits zu senken beginnt –
wohl in der Hoffnung, es werde schon noch reichen.
Die Forschung zeigt also, dass Autofahrende an Bahnübergängen
eine Tendenz zu risikoreichem Verhalten an
den Tag legen und bewusst Verkehrsregeln missachten?
Dass Verkehrsteilnehmende zu Beginn der Warnsignale
den Übergang noch zu passieren versuchen, ist in der Tat
ein häufig beobachtetes Verhalten. Oft handelt es sich
um Ortskundige, die das Verhalten der Anlage zu kennen
glauben. Allerdings gibt es in Tourismusgegenden auch
den Fall, dass die Verkehrsteilnehmenden die Regeln an
Bahnübergängen nicht kennen und die Gefahr falsch einschätzen
– bekannt dafür ist beispielsweise Interlaken,
wo schon mehrmals Fahrzeuge mit ausländischen Gästen
zwischen den Schranken gefangen waren.
Welche Massnahmen ergeben sich daraus?
Einerseits kann man auf der technischen Ebene ansetzen.
Beispielsweise könnten Blinklichter durch Verkehrsampeln
ersetzt werden. Die Überlegung dahinter ist,
dass Verkehrsampeln einen besser bekannten Ablauf
der Signalfolge aufweisen und deshalb besser befolgt
werden. Ausserdem könnten so Fehlbare leichter erfasst
und gebüsst werden. Andererseits setzt die Branche
auf die Wissensvermittlung: Für die Verkehrsingenieure
und Projektleitenden wurde die Basisdokumentation
Bahnübergänge erarbeitet, und bei den Fahrlehrern und
Fahrlehrerinnen sollen die Verhaltensregeln vermehrt in
die Ausbildung einfliessen. Nicht zuletzt sorgt das BAV
bei der Genehmigung der Sanierungsprojekte für eine
rechtskonforme Realisierung und gibt Hinweise für die
optimale Gestaltung.
Von den noch nicht sanierten Bahnübergängen sind die
meisten bei kleineren Bahnen. Was ist der Grund dafür?
Sicher spielen die Ressourcen eine Rolle: Bei den kleinen
Unternehmen haben viele Projektleitende noch zahlreiche
andere Aufgaben und sind keine Spezialisten. Die
Unternehmen versuchen eher lokal getragene, nötigenfalls
individuelle Lösungen zu finden. Ferner haben die
oft ländlich geprägten Bahnen mehr Übergänge pro
Kilometer.
Welche Bedeutung hat hier die Zusammenarbeit in
der Branche?
Kleine Bahnen können ein solches Projekt nicht stemmen.
Dank der Förderung durch den Forschungs- und Entwicklungsfonds
des VöV 1 und die Bahninfrastrukturforschung
1
Der Verband öffentlicher Verkehr (VöV) gewährt über den
Forschungs- und Entwicklungsfonds Beiträge an Projekte
im Bereich des öffentlichen Verkehrs, um diese ganz oder
teil weise zu finanzieren, sofern keine andere Finanzierung
gefunden werden kann.
42

Mit einer Schrankenanlage in
Verbindung mit einer Verkehrsregelungsanlage
gesicherter
Bahnübergang.
Schrankenanlage mit Blinklichtsignalen
und akustischem Signal. Knapp die Hälfte
aller Bahnübergänge ist auf diese Weise
gesichert.
des Bundes konnten die notwendigen Mittel bereitgestellt
werden. Wichtig waren auch die Fachgruppen des
VöV. Einerseits flossen über sie die Praxiserfahrungen
verschiedener Bahnunternehmen ein, andererseits
dienen sie als Kanal zur Verbreitung und Anwendung der
Erkenntnisse in der Branche.
Wie sehen Sie die weitere Entwicklung?
Wir haben in den letzten zwanzig Jahren viel erreicht.
Es gibt aber auf der Ebene der einzelnen Anlage immer
noch Potenzial. Alle Beteiligten – Verband, Transportunternehmen,
Kantone und Gemeinden – sind gefordert,
gemeinsam nach der jeweils besten Lösung zu suchen
und niveaugleiche Kreuzungen möglichst zu vermeiden.
Wir müssen weiterhin alles daran setzen, Schäden und
menschliches Leid zu verhindern. Und ganz nebenbei
gewinnen wir damit an Sicherheit und Pünktlichkeit im
Betrieb.
Zahlen und Fakten
Auf dem Netz der Normal- und Meterspurbahnen
bestehen heute 4340 Bahnübergänge. In einem
langfristig angelegten Programm wurden seit 2009
rund 2600 Bahnübergänge den gesetzlichen Anforderungen
angepasst. In vielen Fällen erfolgte
eine Sanierung mittels Schrankenanlagen. Etwas
mehr als 1000 Niveauübergänge wurden durch
Über- oder Unterführungen ersetzt oder vollständig
aufgehoben. Es verbleiben nun noch 124 Bahnübergänge,
die zu ertüchtigen sind.
Jährlich werden rund 60 Ereignisse auf Bahnübergängen
registriert. Die grosse Mehrheit davon
betrifft Übergänge mit Bahnschranken, und bei
diesen wiederum sind in 98 % der Fälle Automobilisten
und Automobilistinnen am Geschehen
beteiligt.
43

Zahlen und Fakten
Über die drei Programme «Bahninfrastrukturforschung», «Energiestrategie
im öffentlichen Verkehr 2050» und «Innovation im regionalen Personenverkehr»
hat das BAV die Forschung und Innovation im öffen t lichen Verkehr
im vergangenen Jahr mit 7 Millionen Franken gefördert.
Die folgenden Grafiken bieten eine Übersicht über die Mittelflüsse, die
bearbeiteten Themen und die Verkehrsmittel, die in den unterstützten
Projekten untersucht werden. Weitergehende Informationen finden
sich im Projektverzeichnis auf der Homepage.
4,7
Mio. CHF
im Jahr 2023
PROGRAMM Innovation im regionalen Personenverkehr
10 Mio. CHF Total seit 2021
44

Ausbezahlte Mittel
Die drei Programme haben im vergangenen Jahr insgesamt
6 Millionen Franken an Fördergeldern ausbezahlt (innere Kreise),
wovon rund zwei Drittel in der Innovation im regionalen Personenverkehr.
Über ihre gesamte Laufzeit haben die drei Programme
31,9 Millionen Franken in die Forschung und Innovation investiert
(äussere Kreise).
Es ist zu berücksichtigen, dass das mit diesen Programmen ausgelöste
Volumen wesentlich grösser ist als die ausbezahlten
Beträge. In der Regel macht der Förderbetrag nämlich 40 % des
Projektbudgets aus; der Rest wird von den Gesuchstellern über
Eigenleistungen und Drittaufträge selbst aufgebracht. Das BAV
schreibt bei Bedarf Forschungsaufträge aus und finanziert diese
vollumfänglich. Dies ist in der «Bahninfrastrukturforschung» und
im Programm «Energiestrategie im öffentlichen Verkehr 2050»
der Fall; die entsprechenden Beträge liegen bei weniger als 10 %
der total ausbezahlten Mittel.
0,8
PROGRAMM Bahninfrastrukturforschung
Mio. CHF
im Jahr 2023
3 Mio. CHF Total seit 2017
18,9 Mio. CHF
Total seit 2013
Ausbezahlte Beiträge 2023
Ausbezahlte Beträge seit
Programmstart. Die Ausgaben
«Bahninfrastrukturforschung»
enthalten auch Beiträge an
Einzelprojekte, die vor 2017
bewilligt wurden.
1,5
Mio. CHF
im Jahr 2023
PROGRAMM ESöV 2050
45

PROGRAMM
Innovation im regionalen
Personenverkehr
3,3
Mio. CHF
PROGRAMM
ESöV 2050
2,0
Mio. CHF
10 000
CHF
94 937
CHF
100 300
CHF
394 250
CHF
PROGRAMM
Bahninfrastrukturforschung
0,6
Mio. CHF
36 000
CHF
133 550
CHF
Kleinster Betrag Medianbetrag Grösster Betrag
Spanne der bewilligten Beiträge
In allen drei Programmen decken die Beiträge an Gesuche und
Forschungsaufträge eine grosse Spannbreite ab. Dies widerspiegelt
die Überzeugung des BAV, dass auch kleinere Projekte wertvolle
Beiträge an die Forschung und Innovation leisten können.
Umgekehrt will das BAV mit entsprechenden Beiträgen die
Realisierung umfangreicher Vorhaben ermöglichen, wenn diese
Themen mit hohem Handlungsbedarf behandeln. In jedem Fall
steht für das BAV die Qualität des Gesuchs und des beantragten
Projekts im Zentrum. Es zieht deshalb zur Prüfung der Anträge
gezielt ausgewiesene Expertinnen und Experten bei.
46

Verkehrsmittel und Themenbereiche
Insgesamt haben bisher 155 Projekte über eines der drei Programme
eine Förderung erhalten. Davon entfallen 117 auf das Programm
«Energiestrategie im öffentlichen Verkehr 2050», das am längsten
laufende unter den dreien, während in der «Bahninfrastrukturforschung»
bisher 26 und in der «Innovation im regionalen Personenverkehr»
12 Projekte unterstützt werden konnten.
Projekte im Bahnbereich bilden ein Schwergewicht, ist dies doch
sowohl bezüglich der Transportleistung als auch bezüglich der
Aufwendungen der öffentlichen Hand der bedeutendste Sektor
des öffentlichen Verkehrs. In den letzten Jahren hat allerdings das
Segment Busse aufgeholt, getrieben von der Umstellung des
strassengebundenen öV auf nicht fossile Antriebe. Bei Seilbahnen
konnten erst zwei Vorhaben gefördert werden, obwohl dort
Unterstützung sowohl für Innovationen im regionalen Personenverkehr
als auch für energetische Massnahmen beantragt werden
könnte.
Die Projekte decken eine breite Themenpalette ab. Dabei bildet der
Fahrzeugbereich ein Schwergewicht. Dies ist ein Ergebnis davon,
dass im Programm «Energiestrategie im öffentlichen Verkehr
2050» seit Beginn regelmässig Gesuche zu Schienen- und Strassenfahrzeugen
eingereicht wurden. Zunehmend kommen nun auch
innovative Projekte im regionalen Personenverkehr dazu. Die
Infrastrukturforschung richtet ihren Fokus bisher auf das Thema
Umweltauswirkungen der Bahninfrastruktur, jedoch werden auch
darüber hinausgehende Bereiche unterstützt, wenn sie mit der
Infrastruktur zusammenhängen.
Eisenbahn
Tram
Schiff
Bus
Seilbahn
Übergeordnet
Fahrzeug
öV-System
Infrastruktur
Kunden
Produktion/
Betrieb
Unternehmen
Energieerzeugung
Interaktion
Rad – Schiene
Projekte im Programm «Bahninfrastrukturforschung»
Projekte im Programm «Energiestrategie im öffentlichen Verkehr 2050»
Projekte im Programm «Innovation im regionalen Personenverkehr»
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DIE DREI PROGRAMME
Forschungs- und
Innovationsförderung
beim BAV
Mit seinen drei Programmen setzt das BAV Schwerpunkte bei der Eisenbahninfra
struktur, dem regionalen Personenverkehr und der Energie.
Sein Engagement zur Förderung von Forschung und Innovation geht aber
darüber hinaus. Zusätzlich werden über eigene Gefässe die Forschung
zum Eisenbahnlärm und die Innovation im Schienengüterverkehr gefördert.
Bei der Eisenbahninfrastruktur können Innovationen der Betreiberinnen
via Leistungsvereinbarungen gefördert werden.
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zum Programm unter
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Forschung in der
Bahninfrastruktur
Zur dauerhaften Finanzierung von Betrieb und Unterhalt,
Modernisierung und Ausbau der Eisenbahninfrastruktur
wurde per Volksentscheid der
Bahninfrastrukturfonds (BIF) geschaffen. Er kann
vom BAV auch zur Förderung von Forschungsvorhaben
in diesem Bereich genutzt werden. Im Vordergrund
stehen dabei Projekte, die einen Nutzen
für den Werterhalt der Infrastruktur sowie ihren
effizienten und sicheren Betrieb erwarten lassen.
Innovation in der
Bahninfrastruktur
Im Rahmen der Leistungsvereinbarungen mit den
Infrastrukturbetreiberinnen kann die Innovation
gefördert werden, sofern diese dem Betrieb oder
Substanzerhalt der Eisenbahninfrastruktur dient.
Darin eingeschlossen ist die Anpassung an den
Stand der Technik und an die Erfordernisse des
Verkehrs. Finanziert wird die Umsetzung neuer Lösungen,
die sich auf Forschung stützen, und nicht
die Forschung selbst. In diesem Sinne zielt die Finanzierung
darauf ab, innovative Projekte auf der
Grundlage von Forschungsergebnissen zu fördern.
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Energiestrategie im
öffentlichen Verkehr 2050
Trotz seiner Vorteile gegenüber dem motorisierten
Individualverkehr und dem Güterverkehr auf der
Strasse muss auch der öffentliche Verkehr seinen
Beitrag an die Energie- und Klimaziele der Schweiz
leisten. Gestützt auf einen Bundesbeschluss fördert
das Programm deshalb innovative Massnahmen
der Branche und Forschungsprojekte zur Verbesserung
der Energieeffizienz, zur Erzeugung
erneuerbarer Energie und zur Senkung der CO 2 -
Emissionen bei allen öffentlichen Verkehrsmitteln.
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Innovation im regionalen
Personenverkehr
Das Programm verfolgt das Ziel, innovative Lösungen
im regionalen Personenverkehr zu fördern und
damit die Transportunternehmen zu unterstützen,
auf die Herausforderungen der Zukunft zu reagieren.
Gestützt auf das Personenbeförderungsgesetz
kann der Bund der Branche über dieses Programm
jährlich 5 Millionen Franken zur Verfügung stellen.
Die inhaltlichen Prioritäten liegen in den Bereichen
Fahrzeugtechnik, Produktion und Instandhaltung, Angebotskonzeption,
Ticketing und Kundenerfahrung.
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Forschung
Eisenbahnlärm
Die Forschung zum Eisenbahnlärm
ergänzt die zweite Etappe der Lärmsanierung
des Netzes. Der Bund finanziert,
gestützt auf das 2013 revidierte
Lärmsanierungsgesetz, mit Mitteln
von insgesamt 25 Millionen Franken
Forschungsvorhaben, die mit Massnahmen
an Schienenfahrzeugen
oder an der Infrastruktur zur Verminderung
von Lärmemissionen führen.
Das Programm wird vom Bundesamt
für Umwelt (BAFU) in enger Koordination
mit dem BAV geführt.
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Technische Neuerungen
im Schienengüterverkehr
Zur Weiterentwicklung des Schweizer
Schienengüterverkehrs sind umfassende
Innovationen notwendig. Das
BAV unterstützt technische Neuerungen
durch Investitionsbeiträge an
die Akteure im Schienengüterverkehr,
insbesondere für den Einsatz von
automatischer Kupplung und automatischer
Bremsprobe.
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DIE DREI PROGRAMME
Mitmachen
Wer kann mitmachen?
Die drei Programme «Bahninfrastrukturforschung»,
«Energiestrategie im öffentlichen Verkehr 2050» und
«Innovation im regionalen Personenverkehr» richten sich
an Transportunternehmen (TU), Hochschulen und die
Industrie. Projekte mit einer gemeinsamen Trägerschaft
werden begrüsst. Von besonderem Interesse sind Partnerschaften,
bei denen TU mitarbeiten und die Ergebnisse
nutzen. Für die Förderung im Bereich der Ressortforschung
Eisenbahnlärm und der technischen Neuerungen
im Schienengüterverkehr gelten eigene Bestimmungen
(für weitere Informationen siehe Verweise auf der vorangehenden
Seite).
Wie hoch ist der Förderbeitrag?
Das BAV beteiligt sich in der Regel mit bis zu 40 % (ESöV
2050: 50 %) an den ausgewiesenen Projektkosten. Je
nach Situation sind auch tiefere oder höhere Beiträge bis
zu einer Vollfinanzierung möglich. In jedem Fall sind die
Vorgaben des Subventionsgesetzes einzuhalten. Eigenleistungen
der Projektpartner können angerechnet werden.
Welche inhaltlichen Voraussetzungen müssen
die Projekte erfüllen?
Bahninfrastrukturforschung: Die eingereichten Projekte
müssen einen ausreichenden Bezug zu den Zielen des
Bahninfrastrukturfonds aufweisen und mindestens einem
der Schwerpunktthemen des aktuellen Forschungsprogramms
Bahninfrastruktur (siehe Website) zugeordnet
werden können.
Energiestrategie im öffentlichen Verkehr 2050: Grundsätzlich
können Projekte eingereicht werden, welche einen
innovativen Beitrag an die Steigerung der Energieeffizienz
oder der Nutzung erneuerbarer Energie im öffentlichen
Verkehr leisten.
Innovation im regionalen Personenverkehr: Die Projekte
müssen vier Kriterien kumulativ erfüllen: 1. Die Lösung
darf nicht bereits im Schweizer öV verfügbar oder getestet
worden sein. 2. Das Projekt betrifft grösstenteils
den RPV. 3.Die Risiken sind beherrschbar. 4. Die Lösung
bietet Nutzenden und/oder den TU im RPV einen erheblichen
Nutzen.
Welche Projekte eignen sich nicht?
Bahninfrastrukturforschung: Projekte, welche keinen
direkten Bezug zur Bahninfrastruktur aufweisen, können
nicht berücksichtigt werden.
Energiestrategie im öffentlichen Verkehr 2050: Projekte im
Bereich der Grundlagenforschung sowie Serienausrüstungen
werden vom BAV nicht gefördert.
Innovation im regionalen Personenverkehr: Das Innovationsprogramm
unterstützt hauptsächlich Pilot- und
Demonstrationsprojekte, Feldtests und Analysen. Je nach
Fall können auch Projekte auf dem Gebiet der experimentellen
Entwicklung gefördert werden. Projekte, die nicht
diesen Kategorien zugeordnet werden können, erhalten
keine Förderung durch das BAV.
Wie und wann kann man sich bewerben?
Bahninfrastrukturforschung: Die Gesuche können
laufend mit dem Antragsformular Bahninfrastrukturforschung
eingereicht werden.
Energiestrategie im öffentlichen Verkehr 2050: Reichen
Sie für Ihr Vorhaben eine Interessens bekundung ein.
Die Abgabefrist ist jeweils der 31. Januar bzw. der
30. Juni.
Innovation im regionalen Personenverkehr: Die Gesuche
können laufend mit dem Antragsformular Innovation im
regionalen Personenverkehr eingereicht werden.
Was gilt es sonst noch zu beachten?
Um die Finanzmittel der Programme so wirkungsvoll wie
möglich einzusetzen, begrüsst das BAV gemeinschaftliche
Projekte. Dabei sind folgende Formen denkbar:
• Arbeitsgemeinschaften (z. B. in Form einer Zusammenarbeit
zwischen mehreren TU oder zwischen TU,
der Industrie und/oder Hochschulen)
• Folgestudien (z. B. Vertiefung von Fragestellungen, die
in einem vorangehenden Projekt nicht abschliessend
untersucht werden konnten)
• Partnerstudien (Bearbeitung verschiedener Aspekte des
gleichen Themas in unterschiedlichen Projekten)
• Metastudien (z. B. Auswertung der bisherigen Arbeiten
zu einem bestimmten Thema)
Wo gibt es weitere Informationen?
Die Bewerbungsunterlagen und weitere Angaben zur Ausschreibung
finden Sie unter www.bav.admin.ch/forschung
unter dem jeweiligen Programm. Für einen einfachen
Zugang nutzen Sie die QR-Codes neben den Programmbeschrieben.
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IMPRESSUM
Herausgeber
Bundesamt für Verkehr (BAV)
CH-3003 Bern
Mai 2024
forschung@bav.admin.ch
www.bav.admin.ch/forschung
Steuerungsgruppe
Mélanie Attinger, BAV
Christophe Le Borgne, BAV
Stephan Husen, BAV
Philipp Mosca, BAV
Stany Rochat, BAV
Projektleitung und Redaktion
Rémy Chrétien, Federas Beratung AG
Konzeption und Layout
moxi ltd., Biel/Bienne
Bildnachweis
Personenporträts: Nils Sandmeier
Fotos zu den Projekten zur Verfügung
gestellt von Agroscope, BAV, Bernmobil,
Dellner Service, Enotrac, EPFL, EuroTube
Foundation, HEIG-VD, HES-SO//FR
Robust and Safe Systems Center Fribourg
(ROSAS), Innolutions, McKayla Crump
(Unsplash), MGB, RhB, SBB, SBB Cargo,
Stadler Rail, SUPSI
Titelseite: Basler Verkehrs-Betriebe
Zusätzliche Exemplare dieser Broschüre
können beim Herausgeber kostenlos
bestellt werden.
Sprachversionen
Diese Publikation ist auch in französischer
Sprache verfügbar.

Bundesamt für Verkehr (BAV)
CH-3003 Bern
forschung@bav.admin.ch
www.bav.admin.ch/forschung