Prämien für die besten Bremser

04.05.2011

„Hochbahn spart 15 Millionen pro Jahr - dank Kooperation mit der Stadtteilschule Walddörfer“. Zugegeben, das wäre eine zu schöne Schlagzeile. Zu schön, um wahr zu sein. Dennoch ist sie nicht völlig aus der Luft gegriffen: Das Zukunftstechnologieprofil der Stadtteilschule Walddörfer hat nach Einsparmöglichkeiten im „Untergrundbahnbetrieb“ Ausschau gehalten, in Probefahrten Daten gesammelt und diese in einem Simulationsprogramm bearbeitet. Das Ergebnis: vor allem durch optimiertes Bremsen kann die Hochbahn Kosten einsparen - in der Stadt bis zu 15 Prozent, in den Außenbezirken bis zu 5 Prozent.

Bremsen, aber richtig!

Die Zahlen lassen Hochbahn-Nachrichtentechniker Jürgen Kunzendorf aufhorchen. „Das ist bei jährlichen Stromkosten von 220 Millionen Euro für den Fahrzeugantrieb ein ganz schöner Batzen“, sagt der Fachbereichsleiter, rechnet mit einer durchschnittlichen Einsparquote von 7 Prozent und rundet das Ergebnis: „15 Millionen Euro, da kann es sich doch lohnen über die Einführung eines digitalen Bremsassistenten nachzudenken.“

Erster Schritt: Datenerhebung

Genau an diesem Thema ist die Hochbahn aktuell dran. Die Schüler sollten aber in einem ersten Schritt evaluieren, ob beim Bremsverhalten tatsächlich Handlungsbedarf besteht. Die Schülermoderatoren Jonas und Malte erklären, wie der Profilkurs dabei vorgegangen ist. Zunächst haben sich die Schüler in kleine Teams aufgeteilt und die Linie U1 zu unterschiedlichen Zeiten und Streckenabschnitten befahren. „Wir haben die Anzahl der Fahrgäste in drei Gruppen eingeteilt: leer, halbvoll und voll. Dann haben wir eine Grundbeschleunigung festgelegt und eine Bremsverzögerung, also, ob ein Fahrer früh bremst oder spät“, erläutert Jonas die in der Praxis gesammelten Daten und Beobachtungen.

Prämien für die besten Bremser
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Beeindruckende Theorie

Bevor diese Variablen in die Simulation eingegeben wurden, haben sich die Schüler Gedanken über die Grenzgeschwindigkeit gemacht. „Das ist die Geschwindigkeit, die der Zug erreichen muss, um die Strecke unter optimalen Brems- und Beschleunigungsbedingungen zu bewältigen“, erklärt Kevin. Der 18jährige zeichnet das Diagramm einer Zugfahrt an die Tafel und berechnet die Integrale der einzelnen Abschnitte Beschleunigung, Rollen und Bremsen - freihändig, nur bei der Bestimmung der Zweiten Funktion muss er noch einmal kurz ins Heft schauen. „Das ist jetzt nur der lineare Ansatz“, sagt Kevin abschließend. „Wir haben das auch quadratisch versucht, aber das wird eine Formel über mehrere Seiten und mathematisch praktisch nicht mehr lösbar.“ Die Zuhörer sind beeindruckt: „Solche Nachwuchsmathematiker können wir bei der Hochbahn gebrauchen“, sagt Christine Stüwe, zuständig für die technisch-gewerkliche Berufsausbildung.

Anschauliche Praxis

Aber auch die Simulation, die Informatiklehrer Thomas Roch an einem Wochenende entwickelt hat, kann sich sehen lassen. Wie in einem Spinnennetz sind die Variablen wie Zugmasse, Grenzgeschwindigkeit oder Haltestellenentfernung miteinander verknüpft. Malte verdeutlicht die Folgen unökonomischer Bremser, von den Schülern umgangssprachlich „Schisser“ genannt, zunächst für den Fahrbahnabschnitt Norderstedt Mitte bis Fuhlsbüttel, einem langen Streckenabschnitt mit wenig Haltestellen, dann zwischen Stephansplatz und Wartenau, einer Stadtstrecke mit vielen Haltestellen: Bei vollen Zügen kostet das die Hochbahn im Außenbezirk mehr als 60 Cent pro Fahrt, in der Innenstadt sind es dreimal so viel.

Prämien für die besten Bremser
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Die Suche nach dem besten Weg

„Wenn der Fahrer zu früh bremst, muss er höher beschleunigen, wenn er noch rechtzeitig an der nächsten Haltestelle ankommen will“, erklärt Jonas das Phänomen des spitzen Fahrens, bei dem die Beschleunigung direkt in ein Bremsen übergeht und das in der Innenstadt nicht selten ist. Die Frage ist aber, wie man die vorsichtigen Fahrer auf Kurs bringt: Durch das System eines Bremsassistenten oder Ausbildung und Anreize, darüber streiten sich die Experten: „Ein elektronisches System kostet viel, senkt aber die Motivation und Gehälter der Fahrer, weil sie weniger selbst machen dürfen“, gibt Florian zu bedenken. Paul plädiert für ein Anreizsystem: „Warum nicht monatlich die drei energiewirtschaftlich besten Fahrer prämieren.“ Fabian schlägt den zweigleisigen Weg vor: Schulung plus technische Unterstützungsprogramme. Marlene ist mit ihrem Team für eine bessere Feinjustierung: „Man teilt die Gesamtzeit durch die Anzahl der Strecken und arbeitet mit Durchschnittszeiten.“ Anhand einer Tabelle könne der Fahrer dann die erforderliche Geschwindigkeit für jede Strecke ermitteln und bräuchte bei kurzen Strecken nicht so hoch beschleunigen.

Ein reelles Ziel motiviert

Die Expertenrunde macht deutlich: die Schüler sind motiviert, machen konstruktive Vorschläge und haben gut zusammengearbeitet. Das verdeutlichen sie selbst in der abschließenden Feedback-Runde: „Mit einem Ziel vor Augen macht das Profil viel mehr Spaß“, sagt Nina. „Wir haben uns gegenseitig zwischendurch um zwei Cent bei der Einsparquote überboten.“ Reelle existierende Probleme sind eben viel reizvoller, als die ausgedachten Fragestellungen aus dem Schulbuch, betont Florian. „Jeder Schüler hat sich schon mal gefragt, wozu brauche ich Mathe - hier bekommt das Fach einen Sinn.“

Mathe und Physik live

Wir stark Physik und Mathe die Arbeit der Informatiker beeinflussen, bestätigt auch Jürgen Kunzendorf. Der Fachbereichsleiter für Video-, Audio- und Funktechnik holt zum Abschluss noch mal die Aufgabenstellung vom letzten November hervor. Handlungsbedarf erkennen und verifizieren stand dort am Anfang: „Ich bin beeindruckt, wie Sie das angegangen sind und das heute dargestellt haben“, lobt er. Aber jetzt müsste es eigentlich noch weitergehen und konkrete technische Lösungen überlegt werden. Was wohl so viel heißt wie, die Kooperation zwischen Hochbahn und Stadtteilschule geht in die nächste Phase und vielleicht springt dann irgendwann auch noch mal eine Aufmacherschlagzeile ab.