Technik

Autonomes Fahren: Forscher entwickeln die U-Bahn der Zukunft

von
Sabrina Lieb

Wohin bewegt sich der ÖPNV: Fahren wir bald alle in eiförmigen Kapseln an Magnetschienen zur Arbeit oder in fahrerlosen Peer-to-Peer-Beförderungssystemen?

Computerzeichnung des Siemens Future Train.
Ein Zug aus dem 3D-Drucker: Der Future Train von Siemens. Foto: Siemens AG

Das erfahren Sie gleich:

  • Welche Konzepte Zukunftsforscher und Techniker für die U-Bahn haben
  • Wie fahrerlose Kabinen und autonomes Fahren Zeit sparen und die Netze besser auslasten
  • Warum Abu Dhabi als Vorreiter für neue autonomes Verkehrskonzepte gilt

Tagtäglich fahren unzählige U-Bahnen durch unterirdische Verkehrsnetze. Es geht mit Karacho durch den dunklen Tunnelschacht: Im bundesweiten Geschwindigkeits-Ranking hat Hamburg mit durchschnittlich 35,1 km/h die schnellste U-Bahn, die langsamste hingegen fährt mit 25,8 km/h in Frankfurt am Main.

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Was alle U-Bahnhöfe in Deutschland gemein haben: Der Mensch muss selbst Sorge dafür tragen, dass er ausreichend Sicherheitsabstand zum Bahnsteig einhält. Am sichersten wären Trennwände an den Bahnsteigen, deren Türen sich erst dann öffnen, wenn eine Bahn angehalten hat. Diese Technik wird vorwiegend bei automatischen Bahnen installiert, so zum Beispiel in Paris.

In Deutschland hingegen fehlt noch ein derartiges Sicherheitskonzept. Es sind Fragen wie diese, die den einen oder anderen Fahrgast zur Frage verleiten dürfte, ob die U-Bahn in ein paar Jahrzehnten noch immer so aussehen wird wie heute.

Ein Zug der Pariner Metrolinie 1 hält am Bahnsteig.
Autonom und sicher: Bei der Pariser Metrolinie 1 öffnen sich die Barrieren am Bahnsteig erst, wenn der Zug angehalten hat. Foto: Siemens AG/Cyrille Dubreuil

Zukunftsforscher: Mehr Automatisierung in Zügen

Antworten auf die Frage, was die zukünftige U-Bahn leisten muss, gibt es unter anderem von Markus Hecht. Für den Professor am Institut für Land- und Seeverkehr der TU Berlin gibt es drei Herausforderungen, die eine U-Bahn in Zukunft meistern muss:

  • Automatisierung
  • mehr Komfort
  • Bewältigung von immer höheren Fahrgastzahlen

Dazu gehören laut dem Experten auch weiträumige Bahnsteige mit kurzen und bequemen Zugängen, ununterbrochenem Internetzugang auf den Bahnhöfen und in den Zügen, ein angenehmes Klima und eine höhere Leistungsfähigkeit von rund 80.000 Personen pro Stunde und Richtung.

Sicher ist sich Hecht, dass nur vollautomatisierte U-Bahnen zukunftsfähig sind. So soll sich der Aufenthalt in Endstationen nicht mehr von den Stationen unterwegs unterscheiden, nämlich dann, wenn der Fahrtrichtungswechsel in Sekundenschnelle erfolgt.

Zudem soll es weniger Unfälle und Betriebsstörungen geben. Dabei betont Markus Hecht auch den Vorteil von Bahnsteigtüren, die den Weg zum Bahnsteig nur dann freigeben, wenn dort auch eine Bahn steht.

Die Bahn der Zukunft fährt autonom – und mit Wasserstoff

Gedanken über neue Antriebstechnologien von zukünftigen U-Bahnen macht sich zudem das Innovationszentrum für Mobilität und gesellschaftlichen Wandel (InnoZ). Dort leitet Ulrike Engel-Ziegler das Projekt Smart Cities Living Lab. Für sie sind neue Antriebstechnologien, wie etwa die Hydropowered Trains oder Hyperloops, entscheidend.

So stoßen Hydropowered Trains zum Beispiel nur Wasserdampf aus. Diese Antriebsart ist in Deutschland bereits im oberirdischen Verkehrsnetz im Einsatz, so fährt beispielsweise in Niedersachen bereits seit April 2018 ein Regionalzug des Fabrikanten Alstom mit Wasserstoff-Antrieb auf den Schienen.

Beim Hyperloop hingegen werden die Züge mit Magnetfelder angetrieben, was laut Engel Ziegler die Energieeffizienz der U-Bahn-Infrastruktur steigert, indem die Wärme oder der Fahrwind genutzt werden kann.

Ein Wasserstoffzug von Alstom fährt auf einer eingleisigen Strecke.
Die Bahn gibt Wasserstoff: In Niedersachsen fährt bereits ein Zug von Alstom mit Wasserstoffantrieb. Foto: René Frampe

Abu Dhabi: Autonomes Fahren statt U-Bahn

Automatisierung, neue Antriebe, mehr Komfort - ist das wirklich die Zukunft der U-Bahn oder gibt es nicht sogar ein paar futuristische Ansätze, die so skurril sind, dass man sie sich kaum vorstellen kann? Doch es gibt sie. Zum Beispiel in den Vereinigten Arabischen Emiraten, wo seit 2008 in der Hauptstadt Abu Dhabi eine futuristische Öko-Stadt entwickelt wird.

Die reichste Stadt der Welt soll ein unterirdisches Verkehrssystem bekommen, das in Zukunft die rund 1,2 Millionen Einwohner schneller und effizienter von A nach B bringt. Das Projekt unter dem Namen "Masdar" wird als ein "fahrerloses Peer-to-Peer-Personenbeförderungssystem" beschrieben.

Das innovative Verkehrsnetz kommt von der niederländischen Firma 2getthere und besteht aus kleinen, elektrisch betriebenen Kabinen. Das jeweilige Fahrtziel kann sich der Fahrgast aus einem Netz von unterirdischen Bahnhöfen bei jeder Fahrt und ohne Zwischenstopp selbst aussuchen.

Damit handelt es sich nicht um einen klassischen ÖPNV, sondern um ein sogenanntes Personal-Rapid-Transit-Netz (PRT) – eine Mischung aus Individual- und öffentlichem Verkehr.

In ähnlicher Weise funktioniert das Projekt SkyTran, bei dem eiförmige Kapseln nicht unter der Erde fahren, sondern - angetrieben von Magnetkraft - einige Meter über der Straße gleiten. Aufgehängt an Stahlschienen, können sich die Passanten hier ihre Kapsel per App an den jeweiligen Bahnhof bestellen und von dort ihr Ziel ansteuern.

Eine erste Teststrecke für den SkyTran existiert bereits in Tel Aviv. Dabei arbeitet das Unternehmen eng mit der US-Raumfahrtbehörde NASA zusammen. In den kommenden Jahren sollen die ersten SkyTrans offiziell ihre Fahrt aufnehmen. Die Entwickler sprechen von einem Durchbruch im Transportsektor, der eine höhere Effizienz und Lebensqualität ermöglichen soll.

Meterlange Waggons aus dem 3D-Drucker

Und wie schaut es hierzulande mit innovativen Ansätzen aus? An einer Technologie, die den Schienenverkehr revolutionieren soll, arbeiten Ingenieure von Siemens. In Kooperation mit der RHTW Aachen haben sie ein Fahrzeug entwickelt, das den Schienen- und Individualverkehr kombinieren soll.

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Bei dem Projekt namens Future Train geht es um einen rund zwölf Meter langen Waggon, der mittels 3D-Druck-Technologie in Serie hergestellt werden kann. Dabei soll er im bestehenden Schienennetz fahren können und sich zudem intelligent mit anderen Fahrzeugen abstimmen. Das sogenannte Automated Nano Transport System (ANTS) soll dazu beitragen, dass das Netz mit maximaler Effizient ausgenutzt wird.

Noch ist es mehr für den Fernverkehr gedacht – aber alle diese Ansätze zeigen ja bereits, dass der ÖPNV eine spannende Zukunft vor sich hat.

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