Den Güterverkehr auch auf mittleren und kurzen Strecken stärker von der Straße auf die Schiene zu verlagern, ist Ziel des neuen Verbundprojekts LogIKTram. Um Elektromobilitätslösungen für die gewerbliche Logistik in Städten und Regionen bereitzustellen, nutzt das Projekt die bestehende Straßenbahn- und Eisenbahninfrastruktur des „Karlsruher Modells“. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die Hochschule Offenburg, MARLO Consultants, die DB Engineering & Consulting und weitere Industriepartner entwickeln dazu in enger Zusammenarbeit mit der Albtal-Verkehrs-Gesellschaft (AVG) ein fahrzeugtechnisches und logistisches Konzept für eine „Gütertram“ auf der Basis einer Karlsruher Zweisystem-Stadtbahn und untersuchen die Auswirkungen auf den Straßen- und Schienenverkehr.
Es wird in Zukunft notwendig sein, mehr Güterverkehr auf die Schiene zu bringen, um die Verkehrsklimabilanz zu verbessern und die Städte zu entlasten. Kombinierter Verkehr auf der Schiene bewegt sich derzeit überwiegend zwischen den großen Güterterminals oder von und zu den Seehäfen. In den Städten und urbanen Agglomerationen spielt der Schienengüterverkehr kaum noch eine Rolle. Dort sind kleinteilige Verkehre unterwegs, für die es gilt, neue Konzepte zu entwickeln.
Forschungsvorhaben LogIKTram ins Leben gerufen
Zur Verbesserung dieser Situation wurde das Forschungsvorhaben LogIKTram ins Leben gerufen. Das Projekt ist am 1. März 2021 gestartet und auf drei Jahre angelegt.
Vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) erhält LogIKTram eine Förderung von insgesamt rund 2,75 Millionen Euro. LogIKTram ist ein grundlegendes Teilprojekt der Gesamtinitiative regioKArgo, die es sich zum Ziel gesetzt hat, in Karlsruhe und der umliegenden Region neue Formen des Warenladungs- und Lieferverkehrs zu untersuchen und umzusetzen. Im Rahmen von regioKArgo sollen zum einen Verkehre künftig stärker von der Straße auf die Schiene verlagert und zum anderen die letzte Meile der Belieferung emissionsfrei gestaltet werden. Die vorhandene Infrastruktur des‚ „Karlsruher Modells“ bietet optimale Voraussetzungen, um neue Formen des Gütertransports zu entwickeln und in der Praxis zu erproben.
Gütertram befördert Personen und Waren
Das Projekt LogIKTram verfolgt mehrere Teilziele. So entwickeln die Forscher*Innen am KIT im Institut für Fahrzeugsystemtechnik (FAST) das technische Konzept für eine „Gütertram“ auf der Basis einer Zweisystem-Stadtbahn nach dem „Karlsruher Modell“, das Straßenbahnstrecken in der Stadt und Eisenbahnstrecken im Umland bereits seit fast 30 Jahren kombiniert. Die Albtal-Verkehrs-Gesellschaft (AVG) stellt hierfür ein älteres Fahrzeug zur Verfügung, welches speziell für die Anforderungen des Transports von Gütern angepasst und als erstes Demonstrationsobjekt getestet werden soll. Ein weiteres Teilprojekt namens regioKArgoTramTrain soll es darauf aufbauend ermöglichen, die neue Bahn nicht nur testweise auf dem Betriebshof, sondern im Realbetrieb auch in der Region einzusetzen. Vor einem Realbetrieb sind weitere Aufgabenstellungen in den Themenfeldern verkehrliches Konzept, Bahnbetrieb, Gestaltung der Umschlagvorgänge und rechtliche Grundlagen zu bearbeiten.
Variable Innenraumgestaltung schafft Platz
Damit die Gütertram sowohl Personen als auch Waren transportieren kann, entwickelt das FAST Lösungen, um durch variable Gestaltung des Innenraums Platz für die Güter zu schaffen. Die Transportbehälter sollen automatisiert ein- und entladen sowie über Vorrichtungen wie Haken und Riegel gesichert werden. Eine präzise Positionierung der Bahnen an den Stationen ist wichtig, um die Transportbehälter zentimetergenau zu bewegen und die normalen Fahrgastwechselzeiten im Personenverkehr einzuhalten. Die bestehenden Fahrpläne sollen beibehalten werden.
Simulation von Personen- und Gütertransport in der Region
Das IfV des KIT untersucht die Auswirkungen des Konzepts auf den Straßen- und Schienenverkehr. Dazu bauen die Wissenschaftler:innen auf der Basis des am IfV entwickelten Verkehrsnachfragemodells mobiTopp eine Simulationsumgebung für den Personen- und Gütertransport in der Modellregion Karlsruhe auf. Davon ausgehend untersucht das IfV verschiedene Betriebsszenarien der LogIKTram und deren verkehrliche Wirkungen. Ziel des Projekts ist, die Schienenverkehrskapazität zeitabhängig sinnvoll auszuschöpfen. Dabei ist es wichtig, die Anforderungen sowohl des Personenverkehrs als auch des Güterverkehrs zu berücksichtigen und beide zu kombinieren. Mit dem im Projekt zu erstellenden kombinierten Personen- und Güterverkehrsmodell wird es erstmals möglich, Szenarien zu bewerten, die die Auslastungen der Schienenfahrzeuge mit Personen- und Güterverkehr optimieren, um nachhaltige, umweltfreundliche und den Straßenverkehr entlastende Konzepte zu entwickeln.
Logistische und technische Anforderungen gehen in IKT-Plattform ein
Die DB Engineering & Consulting ist mit Expert:innen aus Karlsruhe und Berlin zum Thema Logistik und Betreiberkonzepte sowie bei der Konzeption des Gütertramsystems mit ihrer Bahntechnik- und Logistikkompetenz vertreten. Zunächst werden passende gewerbliche Logistik- und Betreiberkonzepte entwickelt, die den öffentlichen, städtischen wie regionalen Raum trotz steigender Nachfrage im Wirtschaftsverkehr nachhaltig entlasten sollen.
Für ein effizientes Projektmanagement werden, basierend auf Anwendungsfällen des Logistik– und Betreiberkonzepts, die Anforderungen an eine IKT-Plattform sowie an die technische Infrastruktur und deren Umsetzung (Anforderungen an Fahrzeuge, Fahrweg, Lade- und Umschlagtechnik) formuliert. Dabei finden auch Aspekte des diskriminierungsfreien Zugangs zur Eisenbahninfrastruktur Berücksichtigung.
Die IKT-Anforderungen aus dem Logistik- und Betreiberkonzept, sowie die technischen Anforderungen werden dann zusammen in das Design einer neuen IKT-Plattform überführt. Die wesentlichen Komponenten der Plattform werden prototypisch implementiert, simuliert und ein digitaler Zwilling des Konzepts erarbeitet.
Vorbereitend für die Überführung des Konzepts in die praktische Anwendung soll als weiteres Teilziel ein Fahrzeugsystem entworfen werden, das die reibungslose technische Integration des Gütertransports in das bestehende Netz für den schienengebundenen ÖPNV ermöglicht („Gütertram“). Dazu gehören ein Ladungsträger- und Umschlagskonzept sowie eine Fahrzeugplattform mit Be- und Entladetechnik sowie Kopplungstechnik für die Zusammenführung mit dem Personenverkehr. Kritische Elemente der Konzepte sollen in Prototypen oder simulativ überprüft und demonstriert werden. Berücksichtigt werden dabei auch Anforderungen, die sich für einen automatisierten oder teilautomatisierten Betrieb von City-Hubs ergeben.
Das FZI Forschungszentrum Informatik wird die Ableitung von Anforderung aus den erarbeiteten Anwendungsfällen koordinieren und in das Design der IKT-Plattform überführen. Die IKT-Plattform unterstützt die Simulation von Fahrzeug, automatisiertem Ladungshandling und Fahrten zur Evaluierung des LogIKTram-Konzepts. Im Zusammenwirken innerhalb der regioKArgo-Gesamtinitiative ist geplant, zahlreiche Informationsaktivitäten durchzuführen und den Dialog mit Stakeholdern und Öffentlichkeit sowie den Technologie- und Wissenstransfer vor Ort und auch in andere Regionen sicherzustellen.
Gemeinsam zum Erfolg
Das Konsortium setzt sich zusammen aus der der Albtal-Verkehrs-Gesellschaft (AVG) als Federführerin, dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), der Hochschule Offenburg, dem FZI Forschungszentrum für Informatik sowie den Unternehmen MARLO Consultants, SimPlan, INIT und Thales sowie die DB Engineering & Consulting. Verschiedene Logistikunternehmen sind zudem als assoziierte Partner eingebunden.
