Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat im EU-Projekt „Pods4Rail“ mit Beteiligten aus Forschung und Industrie ein neuartiges, automatisiertes Mobilitätskonzept entwickelt. Es soll den Verkehr auf der Schiene enger mit der Straße oder Seilbahnen verknüpfen.
„Supermodalität“: Nahtlos mehrere Verkehrsträger nutzen
Der Ansatz von Pods4Rail ist modular: Kapseln für den Transport von Personen und Gütern, so genannte Pods, werden mit mobilen Untersätzen für unterschiedliche Verkehrsmittel, den Trägereinheiten, kombiniert. Die Trägereinheiten umfassen die jeweils notwendigen Komponenten wie Fahrwerk, Antrieb, Energieversorgung und weitere technische Systeme. Das Unternehmen Siemens Mobility hat das Projekt mit 15 Beteiligten aus sieben europäischen Ländern koordiniert. Es wurde mit rund 3 Mio. Euro von der EU gefördert. Das DLR war die größte Forschungseinrichtung im Projekt: Insgesamt beteiligten sich fünf DLR-Institute an der Studie, die die Kompetenzen des DLR entlang der gesamten Entwicklungskette von Fahrzeugen für Schiene und Straße einbrachten. „Das Ziel bei Pods4Rail ist die durchgängige Beförderung von Tür zu Tür über unterschiedliche Verkehrsmittel hinweg“, erklärt DLR-Forscher Manuel Osebek die „Supermodalität“ als zentralen Gedanken von Pods4Rail. „Personen und Güter bleiben die ganze Zeit in der gleichen Kapsel und werden bei Bedarf mit ihr auf eine andere Trägereinheit umgeladen.“ Eine Kapsel kann zum Beispiel auf einer Straßen-Trägereinheit im ländlichen Raum starten. An einem Knotenpunkt wird sie automatisiert auf Schienen-Trägereinheiten umgesetzt. So kann sie gemeinsam mit weiteren Kapseln den größten Teil der Strecke energieeffizient auf der Schiene zurücklegen.
Weltweit denken viele Städte über Seilbahnen als Ergänzung ihres öffentlichen Nahverkehrs nach. Deshalb hat Pods4Rail auch diesen Verkehrsträger betrachtet und untersucht, inwieweit Seilbahnen in das Konzept integriert werden können. Die Schiene bildet aufgrund ihrer hohen Kapazität, Effizienz sowie Klima- und Umweltverträglichkeit das Rückgrat von Pods4Rail. Osebek: „Für die Studie haben wir nicht nur die für ein solches Konzept notwendigen Fahrzeuge betrachtet. Wichtige Aspekte waren auch, wie Kapseln und Trägereinheiten miteinander verbunden werden können oder Fragen der Automatisierung. Analysen zur notwendigen Infrastruktur und Ideen für digitale Betriebskonzepte machten die Arbeiten komplett.“
Anforderungen der Nutzenden im Mittelpunkt
Zu Beginn analysierte das Projektteam bestehende intermodale Mobilitätssysteme und mögliche Einsatzbereiche. Dabei achteten sie bei der Bewertung auf technische Leistungsdaten genauso wie auf Akzeptanz, Komfort, Barrierefreiheit, Umweltwirkung und wirtschaftliche Einsatzmöglichkeiten. Das DLR führte dazu Befragungen mit potenziellen Nutzungsgruppen durch und bewertete bestehende Fahrzeug- und Mobilitätskonzepte als technologische Vorbilder.
Insgesamt identifizierte das Team mehr als 20 Anwendungsfälle und arbeiteten acht Geschäftsszenarien aus. Die Einsatzmöglichkeiten reichen vom bedarfsgerechten Personenverkehr auf schwach ausgelasteten Nebenstrecken über Paket- und Expresslogistik bis zu mobilen medizinischen Einrichtungen. Die Ergebnisse bildeten die Grundlage, um die technischen Anforderungen an Kapseln, Trägereinheiten, automatisierte Umschlagsysteme und das Mobilitätsmanagement abzuleiten.
Technische Machbarkeit systematisch untersuchen
Ein Schwerpunkt des DLR lag auf der Frage, wie sich die Anforderungen in technisch realisierbare Fahrzeugkonzepte übertragen lassen. Dazu untersuchte es unter anderem modulare und leichte Fahrzeugstrukturen, den Energiebedarf, die Klimatisierung der Kapseln sowie die Schnittstellen zwischen Kapsel und Fahrwerk. Hinzu kamen Anforderungen an die Kommunikation zwischen Fahrzeugen, Infrastruktur und Verkehrsmanagement. Außerdem brachte das DLR seine Expertise zu Normen, Zulassungsverfahren und Sicherheitsanforderungen im Straßen- und Schienenverkehr ein. Daraus entstanden übergeordnete funktionale Anforderungen an das Gesamtsystem. Diese dienten dann als Grundlage, um Transportkabinen, Trägereinheiten, Verriegelungs- und Umschlagsystem auszuarbeiten.
Grundlagen für nächste Entwicklungsstufe
Pods4Rail zeigt, wie Verkehrsinfrastrukturen flexibler genutzt und unterschiedliche Verkehrsträger enger miteinander verbunden werden können. Besonders auf Nebenstrecken und in Regionen mit schwankender Nachfrage kann das Konzept neue bedarfsgerechte Angebote ermöglichen. Gleichzeitig lassen sich größere Teile einer Transportkette auf die energieeffiziente Schiene verlagern, ohne die Vorteile einer direkten Straßenanbindung aufzugeben.
Die Ergebnisse schaffen eine Grundlage, um einzelne Komponenten weiterzuentwickeln und in größerem Maßstab zu erproben. So können in einem nächsten Schritt Fragen der Zulassung, Wirtschaftlichkeit und Integration in bestehende Verkehrsnetze thematisiert werden. Dazu startet voraussichtlich noch in diesem Jahr das Nachfolgeprojekt „PREFER“ (Pods and Regional Flexible Efficient Rolling Stock) unter Leitung des DLR.
Die Projektbeteiligten in alphabetischer Reihenfolge
Delft University of Technology, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), European rail Research Network of Excellence (Eurnex), Hacon Ingenieurgesellschaft, moodley industrial design, Netherlands organisation for applied scientific research (TNO), Polytechnical University of Madrid (UPM), Prorail, Railenium, Siemens Mobility, Siemens Mobility Austria, Swedish Royal Institute of Technology (KTH), Trafikverket Swedish transport administration, University Gustave Eiffel, University of West Bohemia (UWB).
Text: DLR/red, Bild: Pods4Rail project group, © moodley