Einfluss des Innenraumdesigns und Zugkonzepts auf die Effizienz von Passagierzügen

Abstract

Die vorliegende Arbeit untersucht verschiedene Zugkonzepte im Personenverkehr hinsichtlich ihrer energetischen und kapazitiven Effizienz, für den (zentral) europäischen Intercity und Nahverkehr. Dabei werden unter besonderer Berücksichtigung von Innenraumdesign und Fahrgastwechselzeiten, sowie fahrzeugtechnischen Parametern (Masse, Länge, Breite, Antrieb) Vergleichswerte bezüglichder Effizienz erstellt. Der Fokus liegt dabei auf Vergleichswerten wie Energiebedarf pro Sitzplatz und Fahrgastkapazität pro Stunde bzw. pro Zugmeter. Ziel ist es, auf Basis realitätsnaher Modelle und Berechnungen eine vergleichende Bewertung der Transporteffizienz durchzuführen und daraus Handlungsempfehlungen für Fahrzeugauswahl und Innenraumgestaltung abzuleiten. Zur Analyse wurden mehrere moderne Nah- und Fernverkehrszüge herangezogen, darunter die DB-Baureihe 423, der Siemens Desiro ML, der Stadler KISS 160 und 200, Stadler Smile, sowieder Railjet der 1. Generation und der Talgo Avril. Für die Bewertung kamen unter anderem die Berechnungssoftware TrainOptimizer zur Bestimmung von Fahrgastwechselzeiten und Sitzplatzauslastung, sowie das Fahrplanbearbeitungssystem FBS zur energetischen und kapazitiven Auswertung zum Einsatz. Die betrachteten Zuglayouts wurden systematisch hinsichtlich ihrer Kapazität, Masseverteilung, Türpositionierung und Gestaltung des Fahrgaststroms untersucht. Im Nahverkehr zeigte sich, dass insbesondere die DB-Baureihe 423 durch ihre hohe Türdichte, breite Gänge und hohem Vis-a-Vis und Stehplatzanteil sehr kurze Fahrgastwechselzeiten ermöglicht. Der Stadler KISS 160 hingegen weist zwar höhere Fahrgastwechselzeiten auf, bietet aber durch das doppelstöckige Design eine deutlich höhere Fahrgastkapazität. Im Fernverkehr überzeugten Triebwagenzüge wie der Stadler Smile durch eine vorteilhafte Kombination aus geringem Energiebedarf pro Sitzplatz und hoher Gesamtkapazität. Der Talgo Avril erreichte in der Bewertung den geringsten Energiebedarf pro (freiem) Sitzplatz, während der Railjet der 1. Generation trotz hoher Kapazität deutlich schlechtere Kennwerte aufwies. Der Stadler KISS 200 zeigte Potenzial für den Intercity-Verkehr mit mittlerer Geschwindigkeit, insbesondere auf Strecken mit kürzeren Halteabständen.Die Ergebnisse unterstreichen, dass kein einzelnes Zugkonzept pauschal überlegen ist, sondern die Effizienz maßgeblich vom Einsatzbereich abhängt. Für eine fundierte Fahrzeugauswahl sollten neben betrieblichen Parametern, insbesondere die Effizienzkriterien Energiebedarf pro Sitzplatz und Kapazität pro Stunde oder Fahrzeug berücksichtigt werden. Eine datengestützte Bewertung anhand realer Betriebsprofile kann dabei helfen, langfristig wirtschaftlichere und leistungsfähigere Lösungen zu finden.

This study examines various train concepts in passenger transportation with regard to their energy and capacity efficiency for (central) European intercity and local transportation. In doing so, special consideration is given to interior design and passenger changeover times, aswell as technical vehicle parameters (mass, length, width, drive), comparative efficiency values are drawn up. The focus is on comparative values such as energy consumption per seat and passenger capacity per hour or per train meter. The aim is to carry out a comparative assessment of transport efficiency on the basis of realistic models and calculations, in order to derive recommendations for vehicle selection and interior design.Several modern local and long-distance trains were used for the analysis, including the DB-Baureihe 423, the Siemens Desiro ML, the Stadler KISS 160 and 200, Stadler Smile, as well as the 1st generation Railjet and the Talgo Avril. The TrainOptimizer calculation software was used for the evaluation to determine passenger changeover times and seat occupancy, as well as the FBS timetable processing system for energy and track capacity evaluation. The train layouts under consideration were systematically examined with regard to their capacity, mass distribution, door positioning and passenger flow design. In local transport, it was shown that the DB-Baureihe 423 in particular enables very short passenger changeover times due to its high door density, wide aisles and high proportion of vis-a-vis seating and standing room. The Stadler KISS 160, on the other hand, has longer passenger changeover times, but offers a significantly higher passenger capacity thanks to its double-decker design. In long-distance transport, multiple-unit trains such as the Stadler Smile impressed with an advantageous combination of low energy requirements per seat and high overall capacity. The Talgo Avril achieved the lowest energy requirement per (free) seat in the evaluation, while the 1st generation Railjet had significantly poorer characteristic values despiteits high capacity. The Stadler KISS 200 showed potential for medium-speed intercity traffic, especially on routes with shorter stopping distances.The results underline the fact that no single train concept is superior across the board, but that efficiency depends largely on the area of application. For a well-founded vehicle selection, the efficiency criteria of energy requirement per seat and capacity per hour or vehicle should be taken into account in addition to operational parameters. A data-supported evaluation based on real operating profiles can help to find more economical and efficient solutions in the long term.