Kampf der Technologien: SkyWay vs. Straßenbahn

Kampf der Technologien: SkyWay vs. Straßenbahn

29 Oktober 2019 9665

Wir führen den Zyklus der Publikationen fort, in welchen wir heute existierende Transportarten mit den innovativen Transportkomplexen von SkyWay vergleichen. In der Debütausgabe haben wir über den Monorail gesprochen, und heute möchten wir die Straßenbahn, eine der ältesten öffentlichen Transportarten, genauer betrachten.

Wie die Praxis zeigt, ist es recht schwierig eine vernünftige Alternative zur Straßenbahn zu finden. Beurteilen Sie selbst: gute Passagierkapazität, relativ niedrige Betriebskosten, Umweltfreundlichkeit und eine separate Fahrspur. Man könnte meinen, es sei die optimale Lösung für die Organisation des Stadtverkehrs. Es ist jedoch alles nicht ganz so einfach. Neben den offensichtlichen Vorteilen der Straßenbahnnutzung, gibt es auch nicht weniger bedeutsame Nachteile. Lassen Sie uns ins Detail gehen.

 

Eine der Ersten

 

 

Die Geschichte der modernen Straßenbahn beginnt in den 30er Jahren des 19. Jahrhunderts. In dieser Zeit kam in den Städten der Vorläufer der Straßenbahn auf — die Pferdebahn. Die Pferdebahn stellte eine Stadt-Eisenbahn dar, dessen Wagen mithilfe von Zugtieren, meistens Pferden, in Bewegung gesetzt wurden. Es wurden aber auch Maultiere und sogar Zebras eingesetzt. Zu Pionieren in der Einführung der Pferdebahn wurden amerikanische Städte, solche wie Baltimore (1828), New York (1832) und New Orleans (1835).

Aber echte Popularität erlangten die Pferde-Eisenbahnen dank dem französischen Erfinder Alphonse Loubat, der 1852 die Idee der Eisenbahnschiene mit einer Rille für den Spurkranz vorschlug. Die Schienen dieser Konstruktion konnte man in der Straßenfahrbahn versenken, was den größten Nachteil der Pferdebahn beseitigte, nämlich die 15 cm in die Höhe ragenden Schienen, die viele Unannehmlichkeiten den anderen Verkehrsteilnehmern bereiteten. Im Grunde wird die Schienenkonstruktion von Loubat noch heute verwendet.

 

 

Im Gegenteil zum Omnibus, einem mehrsitzigen Pferdezugwagen, der sich auf der normalen Straße bewegte, ermöglichte der geringere Rollwiderstand des Stahlrades auf der Schiene dem Pferd einen schwereren Wagen zu ziehen. Allerdings besaß die Pferdebahn, genauso wie ihr Vorgänger, einen weiteren Nachteil: die Pferde. Die physischen Möglichkeiten der Tiere beeinflussten die Arbeitszeiten der Passagierlinie (der Arbeitstag eines Pferdes beträgt 5-6 Stunden). Außerdem benötigte so ein "Motor" regelmäßige Pflege und Nahrung.

Wenn man bedenkt, dass für einen Wagen im Schnitt ca. ein Dutzend Pferde benötigt wurden, dann waren die Ausgaben für deren Haltung recht hoch. Daher war die Anbringung eines Motors auf dem Straßenbahnwagen nur eine Frage der Zeit.

1914 wurde in New York die Pferdebahn geschlossen und durch die uns wohlbekannte elektrische Straßenbahn ersetzt. Diese Tendenz konnte auch in anderen Städten auf der ganzen Welt beobachtet werden. Die einzige heute existierende Pferdebahn ist die britische Pferde-Straßenbahn in Douglas, die sich in der Hauptstadt der Insel Man befindet.

 

Jeder hat seinen eigenen Weg 

 

Einer der Hauptvorteile der Straßenbahn besteht in der separaten Fahrspur. Dies erlaubt ihr, sich im Stadtverkehr mit einer höheren mittleren Geschwindigkeit fortzubewegen als z. B. ein Bus oder Trolleybus und dabei deutlich mehr Passagiere zu transportieren.

 

 

Allerdings kann man das volle Potential einer separaten Spur nur dann ausschöpfen, wenn sie von allen anderen Verkehrsteilnehmern (Transportmittel und Fußgänger) vollständig isoliert ist. Dies in die Praxis umzusetzen ist recht schwer, vor allem, wenn die Straßenbahnlinien durch Wohngebiete führen. Daher kann eine Straßenbahn in einen Stau geraten und ein Verkehrsunfall mit ihrer Beteiligung kann die Fortbewegung auf einem bestimmten Streckenabschnitt vollständig zum Erliegen bringen.

 

 

Bei den Transportkomplexen von SkyWay bewegen sich die Fahrzeuge auf einer Bahnstruktur, die sich über der Erdoberfläche befindet — auf der "zweiten Ebene".

 

 

Diese Lösung erlaubt es, das gesamte Spektrum an Problemen zu lösen, welche mit der Interaktion mit anderen Verkehrsteilnehmern einhergehen. Alles ist sehr einfach: keine Verkehrsunfälle, keine Staus, die Geschwindigkeit der Fahrzeuge wird durch nichts eingeschränkt. Und ein wunderschöner Blick aus dem Fenster als zusätzlicher Bonus.

Übrigens, die Stadtbewohner sind sehr loyal gegenüber der Straßenbahn. Warum? Dies ist eine rhetorische Frage. Am ehesten, weil man die Möglichkeit hat innerhalb der Stadt mit einem Mini-Zug zu fahren, ohne unter die Erde steigen zu müssen. Aber auch bei dieser rein ästhetischen Frage befindet sich der SkyWay-Transport im Vorteil, indem er den Stadtbewohnern die einzigartige Möglichkeit bietet, ein Elektroauto auszuprobieren, welches sich auf Schienen in der Luft bewegt.

 

Wer sitzt am Steuer?

 

Die Straßenbahn wird von Straßenbahnfahrern gesteuert. Mit allen sich daraus ergebenden potentiellen Problemen, hauptsächlich in Fragen der Sicherheit. Wegen des menschlichen Faktors bleibt jedes System anfällig, da niemand gegen Fehler gefeit ist. Ein Fußgänger ist zufällig auf die Straßenbahnschienen gelaufen? Ein unachtsamer Autofahrer hat keine Vorfahrt gewährt und die Straßenbahn konnte nicht mehr rechtzeitig bremsen? Als Folge ergibt sich ein Ausfall der Linie, finanzielle Verluste des Transportunternehmens und Geschädigte. Und man kann von Glück reden, wenn die Geschädigten nur finanzielle Verluste zu beklagen haben. 

Es werden Versuche unternommen, die Straßenbahn zu automatisieren: Im Rahmen der internationalen Messe Innotrans im September 2018 demonstrierte das Unternehmen Siemens die Straßenbahn "Combino", welche den Personentransport auf einer 6 km langen Strecke in Potsdam bewerkstelligte. Die Straßenbahn war mit dem Equipment ausgestattet, welches bei fahrerlosen Autos verwendet wird: Kameras, Lidar und Radar, die mit entsprechender Software interagieren. Die erfolgreiche Implementierung automatisierter Straßenbahnen könnte das Sicherheitsniveau dieses Transportmittels deutlich steigern. Aber solange die Straßenbahn auf einer Ebene mit anderen Verkehrsteilnehmern fahren wird, bleibt eine deutliche Gefahr weiterhin bestehen.

 

 

Bei den Transport-Infrastruktur-Komplexen von SkyWay sind die Fahrzeuge bereits heute komplett automatisiert. Dank der Verlagerung der Bahnstruktur auf die "zweite Ebene" wird der absolute Großteil der möglichen Störungen für den Fahrzeugbetrieb vermieden. Folglich reduziert sich die Anzahl der Variablen, die das Steuerungssystem verarbeiten muss. Das bedeutet, dass ein solches System sicherer und effizienter gestaltet werden kann, als bereits existierende vergleichbare Lösungen.

Die "intelligenten" Maschinen von SkyWay können nicht nur Hindernisse auf dem Weg erkennen und ständig das sichere Abstandsintervall zwischen den einzelnen Transportmodulen kontrollieren, sondern auch im automatischen Modus die Kopplung mit einem defekten Modul und das anschließende Abschleppen ins Depot durchführen.

 

Bereits jetzt kann das Fahrzeugsteuerungssystem von SkyWay Gesichter erkennen, was eine Kontrolle bei eventueller Verschlechterung des Gesundheitszustands der Passagiere sowie die rechtzeitige Aufdeckung und Vorbeugung von rechtswidrigen Handlungen, wie z.B. Vandalismus, ermöglicht. Darüber hinaus lernt das System ständig dazu. Dies bedeutet, dass das Sicherheitsniveau in den SkyWay-Transportsystemen ständig steigen wird.

 

Geschwindigkeit und Transportkapazität

 

Unter allen Arten des öffentlichen Nahverkehrs gehört die Straßenbahn zu den Leadern in den Bereichen Transportkapazität (Hochgeschwindigkeitsvarianten bis zu 22.000 Pers./h) und Platzangebot und steht hier nur der U-Bahn nach. Die Anzahl der Wagen auf der Straßenbahnlinie kann man dank der Kupplung leicht erhöhen, ohne dabei die Anzahl der Fahrer zu verändern.

Moderne Straßenbahnen können eine Geschwindigkeit bis zu 120 km/h erreichen, doch in der Praxis bewegen sich die Betriebszahlen im Bereich 20 bis 40 km/h aufgrund der Positionierung auf der "ersten Ebene" und dauernder Hindernisse bei der Fortbewegung. Also wiederum aufgrund dessen, dass die Straßenbahnen sich auf öffentlichen Straßen bewegen. Übrigens, in der GUS werden Straßenbahnsysteme mit einer mittleren Betriebsgeschwindigkeit über 24 km/h als Hochgeschwindigkeitssysteme bezeichnet.

In den Stadttransportkomplexen von SkyWay kann die Transportkapazität 50.000 Pers./h und mehr betragen, und die maximale Geschwindigkeit der Fahrzeuge kann 150 km/h und mehr erreichen. Selbstverständlich betrifft dies gerade Streckenabschnitte und die schwere Ausführung des Stadtkomplexes, in dem Züge mit einer Kapazität von 200-300 Passagieren verwendet werden. Genauso offensichtlich ist es, dass wenn auf der Strecke Kurven vorhanden sind, z. B. mit einem Radius von 200 m, dann kann die Geschwindigkeit auf diesen Streckenabschnitten aufgrund der Zentrifugalbeschleunigung, die aus physikalischen Gründen unter 0,5 m/s2 liegen muss, nicht mehr als 36 km/h betragen. Und das ist kein Nachteil von SkyWay, das sind physikalische Gesetze, nach denen alle Transportsysteme, inklusive SkyWay, funktionieren.

Genauso wie eine Geschwindigkeit von 150 km/h nicht erreicht werden kann, wenn z. B. die benachbarten Stationen 500 m voneinander entfernt sind. Das Maximum ist etwa 70 km/h in der Mitte der Strecke, wieder aufgrund der physikalischen Gesetze, da die komfortable Beschleunigung und Bremsverzögerung unter 1 m/s2 liegen sollte. Andernfalls gibt es für so eine Art von "Komfort" einen feststehenden Ausdruck: "Gefahren wie bei einer Holzlieferung."

Deswegen sind die Transportkapazität von 50.000 Passagieren pro Stunde und die Geschwindigkeit von 150 km/h das Potential der vorgespannten Stadttransportsysteme, doch konkrete Kennzahlen einer konkreten Stadttransportlinie werden in der Machbarkeitsstudie oder im Businessplan für das konkrete lokale Projekt festgelegt.

 

 

Einige Zahlen

 

Die Straßenbahn hat ein beachtliches Effizienzniveau, doch der Preis für ihre Integration in die Stadt bleibt immer noch recht hoch. Das ist eine Tatsache. Die Baukosten für den Aufbau einer 1 km langen Straßenbahnstrecke belaufen sich im Mittel auf ca. 10 Mio. USD. Wobei diese Zahlen sehr relativ sind, denn hierbei werden die Kosten für die Straßenbahnwagen, die Infrastruktur, die Stromversorgung und vieles mehr nicht berücksichtigt, denn diese können abhängig vom konkreten Bauort variieren. Z. B. betrug der Kostenvoranschlag für das Projekt einer Straßenbahnlinie in der moskauer Region (nicht in Moskau selbst) von Podolsk nach Ramenskoje (über die Flughäfen Domodedovo und Schukowski) von 92 bis 98 Mrd. russischer Rubel für eine 74 km lange Strecke mit 16 Stationen. Und das sind bereits über 20 Mio. USD für einen Kilometer Strecke, inklusive Infrastruktur.  Dabei wird in der Regel der teuerste Anteil jedes Straßenbahnprojektes nicht berücksichtigt: die Kosten für den Stadtgrund.

Doch die hohen Baukosten für die Straßenbahnlinien sind durch andere Vorteile dieses Transportmittels rechtfertigt: Langlebigkeit, Umweltfreundlichkeit und niedrige Transportselbstkosten.

Im Unterschied zum Kraftfahrzeugverkehr verschmutzt eine Straßenbahn die Umwelt nicht mit Verbrennungsprodukten der Kohlenwasserstoffe und den Verschleißprodukten der Luftreifen und des Asphalts, und ihre Gleise können mit grünem Rasen kombiniert werden, was sich günstig auf das städtische Mikroklima auswirkt. 

 

 

Die Betriebsdauer eines Busses oder eines Trolleybusses beträgt 10 bis 20 Jahre, und für einen Straßenbahnwagen sind selbst 50 Jahre kein Problem. Außerdem hat man in letzter Zeit angefangen, die Straßenbahnen mit Wechselrichtersystemen auszustatten, die den Dauerstrom, der die Straßenbahn speist, in Wechselstrom umwandeln. Das erlaubte die Verwendung von Wechselstrommotoren in den Straßenbahnwagen, die praktisch wartungsfrei sind, da sie keine Verschleißteile und Reibkontakte besitzen.

Zudem kann die Straßenbahn mit relativ niedrigen Transportkosten punkten, um 40% günstiger, als bei einem Bus oder Trolleybus.

Auch der offensichtliche Nachteil der Straßenbahn darf nicht unerwähnt bleiben: Lärm und Vibrationen. Die maximale Gesamtmasse eines Straßenbahnwagens (inkl. Passagiere) kann bis zu 50 Tonnen betragen, was in Kombination mit schweren Radpaaren aus Metall, unebenen Schienen und Fugen zwischen ihnen, das Geklirr des Geschirrs im Küchenschrank der Stadtbewohner garantiert. Außerden werden dadurch die Fassaden und die Fundamente der Stadtbauten in Mitleidenschaft gezogen. Natürlich kann man das zum Teil mit der Installation von Antivibrationsmatten, gummierten Rädern und aluminothermischem Schweißen der Schienenstränge verbessern, doch sich vollständig von dem straßenbahntypischen Lärm zu befreien, wird nicht möglich sein. 

 

 

Die Transportsysteme von SkyWay zeichnen sich durch einen niedrigen Materialbedarf aus: dank der vorgespannten Schienen kann die Bahnstruktur hohen Belastungen standhalten und ist dabei leicht und fest. Niedriger Materialbedarf — niedrige Baukosten.

Die Schienenfahrzeuge    von SkyWay sind vollständig elektrifiziert, und das heißt, dass ihre Einwirkung auf die Umwelt praktisch auf Null reduziert wurde. Die Betriebsfestigkeit der Bahnstruktur ist für 100 Jahre Betrieb ausgelegt, die der Fahrzeuge — für 25 Jahre.

Als Antrieb werden in Schienenfahrzeugen von SkyWay spezielle Radmotoren aus Stahl verwendet. Sie zeichnen sich durch einen kleinen Rollwiderstand aufgrund einer (in Rollrichtung) schmalen Kontaktfläche aus. Im Gespann mit den einzigartigen aerodynamischen Kenndaten garantieren die Radmotoren einen niedrigen Energiebedarf der Fahrzeuge.

Die ungeteilte Fahrbahn, die Verfüllung der vorgespannten Schienen mit Spezialbeton und die Verwendung von Kompositmaterialien in der Konstruktion des Radmotors lösen mit Erfolg das Problem der Geräuschentwicklung in den SkyWay-Transportkomplexen. In der Zukunft sollen die SkyWay-Fahrzeuge praktisch geräuschlos werden, da die Entwicklung in dieser Richtung voranschreitet.

 

 

Niedriger Energieverbrauch und niedriger Kapitalaufwand für den Bau der Transportkomplexe von SkyWay gewährleisten insgesamt niedrige Fahrkosten für die Passagiere. Laut Berechnungen werden die Kosten eines Fahrtickets für die Stadtlinien von SkyWay niedriger sein als bei den potentiellen Konkurrenten.

 

Fazit

 

Die Vorteile der Straßenbahn werden im Großen und Ganzen durch einen einzigen, aber bedeutenden Nachteil zunichte gemacht: der Notwendigkeit die Straße mit anderen Verkehrsteilnehmern "zu teilen". Natürlich kann man die problematischsten Streckenabschnitte auf eine separate Ebene verlagern: auf eine gesonderte Hochbahn oder isolierte unterirdische Linie. Aber in diesem Fall steigen unweigerlich die Baukosten um das Mehrfache, was die Sinnhaftigkeit ihrer Errichtung in Frage stellt.

Die Transportkomplexe von SkyWay besitzen keine solchen Nachteile, die der Straßenbahn bereits in der Konstruktionsphase eigen sind. Hohe Transportgeschwindigkeiten, Effizienz, makelloses Sicherheits- und Komfortniveau für die Passagiere, niedrige Baukosten, Wirtschaftlichkeit... Die Vorteile von SkyWay kann man lange aufzählen, aber bereits die aufgeführten reichen aus, um eine einfache Schlussfolgerung zu ziehen: Eine würdige Alternative zu bestehenden Transportarten wurde bereits erschaffen.

An der Publikation haben gearbeitet
Der Herausgeber
Infografiken
Übersetzung
Alexander Kolesnikov
Status des Anlegers: status status status status
Publikationsbewertung: star star star star star
29 Oktober 2019
Привяжите комментарии к системе вконтакте, чтобы оттуда публиковались здесь, так ветка новостей будет выглядеть живее ).
Замечательная статья.
Umytkan Satybaldinova
Status des Anlegers: status status status status
Publikationsbewertung: star star star star star
05 November 2019
В действительности SKY WAY необходим сегодня как Транспорт Нового Инновационного развития,по всем параметрам превосходит на сегодняшний со всеми видами транспорта
Vladimir Chernov
Status des Anlegers: status status status
Publikationsbewertung: star star star star star
09 November 2019
Доступный язык изложения. Убедительно для здравомыслящего человека. Поддерживаю скорейшее внедрение технологии SkyWay повсеместно!

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