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Stauforschung auf Nationalstrassen – zwei VS-Studenten ziehen Bilanz

Gastbeitrag von Ahmed Ahmetovic und Ibrahim Binder

Ahmed Ahmetovic (rechts) und Ibrahim Binder

Wir beide sind mit einem Grundinteresse für den Strassenverkehr in das Studium Verkehrssysteme eingestiegen. Aus unseren beruflichen Hintergründen als Konstrukteur und Hochbauzeichner nicht gerade die Standardwahl, ein Studium in Maschinenbau oder Architektur wäre da näher gelegen. Trotzdem hat uns die Faszination Verkehr dazu gebracht, diesen den Studiengang Verkehrssysteme zu wählen.

Uns wurde der Studiengang als klein und damit sehr individuell vorgestellt, was die vergangenen drei Jahre nun bestätigen. Mit den verschiedenen Modulen, welche sich von der Raumplanung bis zur Verkehrssimulation erstrecken, wird eine breite Palette an Themen behandelt. Dies ermöglicht jedem Studierenden sich individuell zu entfalten. Dabei liegt es aber in der Verantwortung jedes einzelnen Studierenden, die für sich selbst interessanten Fragen zu stellen und so seine Interessen zu vertreten.

Gerade als Interessierte für den Strassenverkehr mussten wir uns immer wieder gegen die breite Meinung stellen, der Strassenverkehr produziere nur Lärm und nehme zu viel Platz weg. Unserer Meinung nach geht es ohne einen funktionierenden Strassenverkehr nicht, weder personen- noch güterverkehrsbezogen. Auch wenn ein Grossteil der Module sehr spezifisch auf Bahntechnik fokussiert ist, war es uns als technisch Interessierte trotzdem möglich, aus den entsprechenden Modulen Relevantes für die Zukunft mitzunehmen.

Bachelorarbeit zur Stauforschung auf Nationalstrassen

Aufgrund des persönlichen Interesses für den Strassenverkehr, welches sich während der Studienzeit weiter verstärkt hat, und bisherigen erfolgreichen Zusammenarbeiten haben wir uns dazu entschlossen, die Bachelorarbeit gemeinsam als Team zu bearbeiten. Als dazu nicht die passende Ausschreibung einer Bachelorarbeit erschien, entschieden wir uns dazu, verschiedene Ideen, welche sich im Verlauf der Studienjahre in unseren Köpfen angesammelt hatten, aufzuschreiben und Kontakt mit Dozierenden für die Betreuung aufzunehmen. Gemeinsam mit den Dozierenden entschieden wir uns, alle Ideen im Zusammenhang mit Nationalstrassen als Bachelorarbeit zu bündeln und das Bundesamt für Strassen (ASTRA) als Industriepartner für uns zu gewinnen.

Zusammenfassung der Bachelorarbeit

Die schweizerischen Nationalstrassen stossen regelmässig an ihre Kapazitätsgrenzen. Um der Überlastung entgegenzuwirken, setzt der Bund Temporeduktionen, Pannenstreifenumnutzungen, örtliche Lastwagen-Überholverbote und Ausbauten des Nationalstrassennetzes um. Die Arbeit betrachtet vier weitere, von den Autoren eigen definierte Massnahmen, die keine grossen Eingriffe in die Infrastruktur erfordern; bei baulichen Massnahmen sind Strecken unter 1 km Länge betroffen. Bei den vier untersuchten Massnahmen handelt es sich um ein generelles / dynamisches Lastwagen-Überholverbot, ein örtliches Spurwechselverbot, die Aufhebung des Lastwagen-Nachtfahrverbots und die Implementierung eines neuen Einfahrtskonzepts.

Abb.1: Der durchschnittliche Fahrzeitgewinn im Jahr 2040 mit Anwendung der Massnahmen am Knoten A1/ A4 beträgt auf der Route Zürich nach St. Gallen 36.7 Sekunden (23.8%). Quelle: Eigene Grafik

Die Massnahmen werden in Form einer Simulationsstudie analysiert und ausgewertet. Dafür werden in einem ersten Schritt die Massnahmen einzeln anhand von fiktiven Beispielen überprüft und deren Wirkungsbereiche ermittelt. Da alle Massnahmen erfolgreich geprüft werden konnten, sind sie anschliessend im zweiten Schritt am nachmodellierten Beispiel, dem Knoten Winterthur Nord, angewandt worden. Hierfür werden die Fahrverhalten mit gegebenen Verkehrsdaten von Autobahn-Messstellen validiert, sodass ein reales Abbild des Verkehrsgeschehens simuliert werden kann. Mit den gegebenen Daten werden schliesslich der Ist-Zustand und der Zustand 2040 modelliert, was als Grundlage für die Simulation der Massnahmen und deren Vergleich mit dem jeweiligen Referenzzustand dient.

Abb. 2: Der Vergleich von Verkehrsstärke Q und Verkehrsdichte K im Jahr 2040 zeigt, dass sich mit Massnahmen viele Datenpunkte im stabilen Verkehrsbereich befinden – ohne Massnahmen verteilen sie sich über die drei Verkehrszustände. Quelle: Eigene Grafik

Aus der Untersuchung geht hervor, dass die gewählten Massnahmen im Ist-Zustand und im Zustand 2040 zu Verringerungen der durchschnittlichen Fahrzeiten führen (vgl. Abb. 1) und der Verkehrsfluss örtlich verbessert werden kann (vgl. Abb. 2). Lediglich das neue Einfahrtskonzept kann im Ist-Zustand unter anderem aufgrund der infrastrukturellen Gegebenheiten nicht eingesetzt werden.

Die Fahrzeiten können je nach Streckenabschnitt durchschnittlich um bis zu 35.3 % im Ist-Zustand bzw. um bis zu 23.8 % im Zustand 2040 verringert werden. Aufgrund der vielversprechenden Resultate empfehlen die Autoren die genannten Massnahmen in Pilotprojekten zu testen und zu prüfen, ob sich diese in der Praxis bewähren. (Abb. 3, Ausschnitt Vissim)

Abb. 3: Ausschnitt aus einem der vier erstellten Simulationsmodelle des Knotens A1/ A4 im Zustand 2040 mit eingesetzten Massnahmen.
Quelle: Screenshot aus ©PTV Vissim

Mit den erzielten Ergebnissen sind wir beide sehr zufrieden gestellt und auch teilweise überrascht. Die Tatsache, dass unser Industriepartner ebenfalls zufrieden ist und das Feedback der betreuenden Dozenten sehr positiv ausgefallen ist macht uns stolz.

Mix it! Kombinieren Sie Arbeit und das neue Teilzeitstudium Verkehrssysteme

Sie wollen die Zukunft der Mobilität & Logistik aktiv mitgestalten? Sie möchten neben dem Studium weiter bis zu 60% arbeiten? Dann gibt es jetzt ein ideales Studienangebot für Sie.

Die ZHAW School of Engineering wird ab dem Herbstsemester 2020 den Studiengang Verkehrssysteme auch als Teilzeitstudium (Curriculum/Modultafel) anbieten. Das Ende 2018 gestartete neue Studienmodell bietet die Möglichkeit, diesen von Studieninteressierten vielfach geäusserten Wunsch nun realisieren zu können.

Die Studieninhalte des Teilzeitangebots entsprechen denen des Vollzeitstudiums Verkehrssysteme. Es profitiert in gleicher Weise vom jetzt individualisierten Modulangebot im letzten Studienabschnitt.

Während mindestens acht Semestern studieren Sie in der Regel an drei Präsenztagen pro Woche. Zum Ende des Studiums schreiben Sie Ihre Projekt- und Bachelorarbeit, welche Sie nach Möglichkeit in Ihre berufliche Tätigkeit integrieren.

Die Studiengangleitung empfiehlt ein maximales Arbeitspensum von 60 Prozent während der Unterrichtszeit.

Wir konnten Ihr Interesse wecken? Dann informieren Sie sich über die Details an unserem Online-Infoabend am 13. Mai ab 18 Uhr und schauen Sie in unsere Broschüre zum VS-Teilzeitstudium.

Blicke hinter die Kulissen: VS-Studierende beantworten Deine Fragen zum Studium

In diesem Blog versuche ich als Leiter des Studiengangs Verkehrssysteme, einen Einblick in den realen Studierendenalltag zu geben. Es bleibt aber natürlich stets die Sicht des Dozierenden. Damit Du Dir das Verkehrssysteme noch besser vorstellen kannst, laden wir deshalb zum Online-Gespräch mit Studierenden ein.

Donnerstag, 30. April 2020
12.00 – 13.00 Uhr
Einwählen unter https://zhaw.zoom.us/j/98041539351

Stelle im direkten Austausch mit den Studierenden Melanie Binder und Fabian Oberlin fest, ob das Verkehrssysteme-Studium Deine Erwartungen erfüllt (einen schnellen Vorabtest bietet unser Studiengang-Check). Ab 12.45 Uhr stehe dann auch ich Ihnen ergänzend für administrative Fragen zur Verfügung.

Kannst Du die Mobilität von morgen gestalten? Mach den Test!

In kaum einer anderen Branche stehen wir vor einem derart grossen Wandel wie im Verkehr. Neue Antriebsformen und Geschäftsmodelle erobern den Markt, datenbasierte Services und autoarme Stadtkonzepte gewinnen an Bedeutung.

Auch deshalb wird in den Bereichen Mobilität und Logistik intensiv nach jungen, gut ausgebildeten Fachkräften gesucht. Der Studiengang Verkehrssysteme bietet einen optimalen Einstieg in die Transportwirtschaft, kann bislang die Nachfrage nach Absolventinnen und Absolventen aber kaum befriedigen.

Hast Du das Zeug, als Verkehrsingenieur*in die Mobilität und Logistik von morgen zu entwerfen? Teste in unserem Quiz Dein Wissen.

Wer Ingenieurin oder Ingenieur werden will, muss in Mathematik und Physik überdurchschnittlich gut sein. Korrekt?

Im ersten Drittel spielt der Erwerb der mathematischen und physikalischen Grundlagen tatsächlich eine bedeutende Rolle. Im weiteren Studienverlauf ist der Umfang jedoch stark abhängig von den belegten Wahlmodulen.
Show hint
Correct! Wrong!

Du musst kein herausragendes Mathematiktalent haben, um den Studiengang Verkehrssysteme erfolgreich zu absolvieren. Auch für KV-Absolventen mit entsprechender Vorbereitung ist das Studium uneingeschränkt zu empfehlen.

Zu den Hauptverkehrszeiten werden die Stauzeiten auf der Strasse immer länger und die Beförderungsqualität im öV immer unattraktiver. Wo siehst Du das grösste Handlungspotenzial?

Correct! Wrong!

Es gilt die alte Planer-Regel: «Wer Infrastruktur sät, wird Verkehr ernten». Zusätzliche Fahrstreifen und Effizienzsteigerungen durch Automatisierung & Digitalisierung locken Neuverkehre an. Wer ausschliesslich auf die Erweiterung der Infrastrukturkapazitäten setzt, wird allenfalls das Problem auf andere Strassen-/Schienenabschnitte verlagern. Das reine Anpassen der Infrastruktur an eine ungesteuert wachsende Nachfrage ist also langfristig teuer, flächenintensiv. Es bedarf stattdessen intelligenter Anreize, damit Verkehre verstärkt non-physisch, ausserhalb der Rushhour und mit flächensparsamen Fahrzeugen durchgeführt werden.

Der Klimawandel ist wahrscheinlich die grösste Herausforderung im 21. Jahrhundert. Wie gross ist in der Schweiz der Anteil der Treibhausgasemissionen, die auf den Verkehr zurückzuführen sind?

Correct! Wrong!

Mit rund einem Drittel der gesamten Treibhausgasemissionen der Schweiz ist der Verkehr der grösste Treiber der Klimakrise. Während es in allen anderen relevanten Sektoren gelungen ist, die CO2-Emissionen seit 1990 teils deutlich zu senken, stagniert der Verkehr auf hohem Niveau. Wer aktiv dazu beitragen möchte, die Klimakatastrophe aufzuhalten, erzielt mit Innovationen im Bereich Mobilität & Logistik eine grosse Hebelwirkung.

Hippes Sportgerät oder Beitrag zur Mobilitätswende: Stellt das Velo einen bedeutenden Lösungsbaustein für den Verkehr der Zukunft dar?

Correct! Wrong!

Städte wie Kopenhagen oder Amsterdam beweisen, dass mit geeigneten Massnahmen der Anteil des Fahrradverkehrs erheblich gesteigert werden kann, insbesondere in den Hauptverkehrszeiten. Und beide Städte sind im Vergleich mit Zürich nicht für velofreundlicheres Wetter bekannt. Das grosse Verlagerungspotenzial zeigt sich bei einem Blick auf die durchschnittlichen Auto-Fahrtdistanzen in Schweizer Städten: Rund die Hälfte der innerstädtischen Fahrten sind nicht länger als 5 Kilometer.

Die Zulassungszahlen der E-Fahrzeuge steigen. Doch ist das Elektroauto tatsächlich besser für die Umwelt als ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor?

Correct! Wrong!

In der jüngsten Studie des Paul-Scherrer-Instituts wird erneut gezeigt, dass batterieelektrische Fahrzeuge einen deutlichen Umweltvorteil vor allen anderen Antriebsformen aufweisen. Zwar ist der CO2-Fussabdruck eines E-Autos aufgrund der Batterieherstellung rund 40 % grösser als bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Über die gesamte Lebensdauer gesehen, liegen die Emissionswerte jedoch annähernd 50 % unter denen eines Autos mit Dieselmotor. Allerdings ist der Umwelt kaum geholfen, wenn das Elektromobil in Dimensionierung und Motorisierung eine Fortschreibung des Autos mit Verbrennungsmotor ist. Grosse Reichweiten erfordern schwere Batterien, welche die Umweltbilanz deutlich beeinträchtigen.

Nur wenige jährliche Kurzstreckenflüge dominieren schnell den persönlichen ökologischen Fussabdruck. Aber kann die Bahn das Flugzeug überhaupt ersetzen?

Correct! Wrong!

Studien der ZHAW haben gezeigt, dass der Reisezeitvorteil des Luftverkehrs bedeutend kleiner ist als angenommen. Grund hierfür sind die Puffer- und Prozesszeiten an Flughäfen, die den Vorteil der kurzen Flugzeiten stark relativieren. Diese sind in den Reiseauskunftssystemen bislang jedoch nur ungenügend abgebildet. Durch die Renaissance der Nachtzugverkehre könnte der Schienenverkehr auch auf grösseren Distanzen zu einer Alternative zum Flugzeug werden. Auch bei den Reisekosten zeigen Untersuchungen der ZHAW, dass die Bahn auf Relationen mit vergleichbaren Gesamtreisezeiten in über 90 Prozent der analysierten Preisvergleiche preisgünstiger als der Flug war.

Werden autonom fahrende Fahrzeuge unseren Verkehr stadtverträglicher und nachhaltiger machen?

Correct! Wrong!

Die aktuellen Forschungen weisen in die Richtung, dass autonom fahrende Fahrzeuge tatsächlich ein «Game Changer» für den Verkehrssektor sein werden. Allerdings werden die Vorteile erst mit einer hohen Marktdurchdringung spürbar – und wenn die Regulierung eine effiziente Sharing-Nutzung der autonomen Fahrzeuge induziert. Im intelligenten Zusammenspiel mit einem neuen öV könnten autonome Fahrzeugflotten gemäss Modellrechnungen die Anzahl der Autos in der Innenstadt um 80 bis 90 Prozent senken. Der Wegfall von Parkflächen würde Flächen freispielen, die zur Attraktivitätssteigerung des Fuss- und Veloverkehrs entscheidend beitragen könnten.

Kannst Du die Mobilität von morgen gestalten? Mach den Test!

Die Verkehrsbranche ist im Wandel. Viele traditionelle Lösungen müssen neu gedacht werden. Im Studiengang Verkehrssysteme lernst Du, Dich systemisch mit den Kernfragen der Mobilität & Logistik auseinanderzusetzen.

Du bist gut informiert. Die Verkehrsbranche ist im Wandel. Viele traditionelle Lösungen müssen neu gedacht werden. Im Studiengang Verkehrssysteme lernst Du, Dich systemisch mit den Kernfragen der Mobilität & Logistik auseinanderzusetzen.

Du bist ein Verkehrsprofi. Die Verkehrsbranche ist im Wandel. Viele traditionelle Lösungen müssen neu gedacht werden. Im Studiengang Verkehrssysteme lernst Du, Dich systemisch mit den Kernfragen der Mobilität & Logistik auseinanderzusetzen.

Sag das nicht – VS-Studierende im Gesten-Interview

In der Magazin-Beilage der Süddeutschen Zeitung werden seit Jahren bekannte Persönlichkeiten interviewt – ohne dass die Befragten ein Wort sagen. Im „Sagen Sie jetzt nichts“-Interview erfolgt die Antwort stattdessen mit vollem Körpereinsatz. Nach dem Motto: Ein Bild sagt mehr als tausend Worte! In den kommenden Wochen werden Studierende des Studiengangs Verkehrssysteme auf die gleiche Weise ihre Erfahrungen mit dem Studium zum Ausdruck bringen. Den Anfang macht Pascal Gamper, 5. Semester.

Herr Gamper, würden Sie wieder Verkehrssysteme studieren, wenn Sie noch einmal vor der Wahl ständen?

Was finden Sie am Thema Verkehr so spannend?

Ist das Studium wirklich so praxisnah?

Kann man Verkehrssysteme nur als Bahn-Nerd studieren?

Haben Sie unter den Kommilitonen neue Freunde gefunden?

Was machen Sie nach dem Studium?

Dein Start in die Zukunftsbranche Mobilität & Logistik – Infotag am 10. November 2018

Am Samstag, 10. November 2018 ab 10 Uhr gibt es die nächste Möglichkeit, den Studiengang Verkehrssysteme hautnah kennen zu lernen. Anlässlich des Infotags der ZHAW School of Engineering werden die neu konzipierten Studieninhalte präsentiert. Mit dabei sind auch wieder ausgewählte Partnerunternehmen aus der Verkehrswirtschaft. Sie zeigen konkret, welche Berufsperspektiven sich mit dem Verkehrsingenieur-Abschluss ergeben.

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Im Mittelpunkt steht die Vorstellung des neuen Studienmodells im Studiengang Verkehrssysteme. Der Studiengang bietet nun eine stärkere Individualisierung im letzten Studienjahr und intensiviert sein Angebot insbesondere in den Themenfeldern Raumplanung, Mobility Data und Logistik.

Ein Highlight stellt wiederum die direkte Verknüpfung von Studium und darauf aufbauenden Berufsmöglichkeiten dar. Mit Stadler Rail, SBB und VBZ werden drei renommierte Arbeitgeber ihre Einsatzfelder für VerkehrsingenieurInnen aufzeigen. Zudem wird Siemens Mobility ein Überraschungsangebot präsentieren.

Mit dabei sind auch in diesem Jahr wieder Absolventen und aktuelle Studierende des Studiengangs Verkehrssysteme, die Dir die „ungeschminkten“ Fakten aus dem Verkehrssysteme-Studium berichten können. Dozierende beantworten Dir konkrete Fragen zu einzelnen Modulen und dem Aufbau des Studiums.

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Das komplette Programm samt Zeitplan ist auf der Webseite der ZHAW School of Engineering einsehbar.

Für gymnasiale Maturanden gibt es mit dem Praxisintegrierten Bachelorstudiengang (PIBS) ein besonders spannendes Angebot im Studiengang Verkehrssysteme. Statt eines Praxisjahrs vor Beginn des Studiums ermöglicht dieses Programm das Praktikum erst nach zwei Studienjahren durchzuführen. Ziel: Die Praktikumszeit noch gewinnbringender für Studierende und Unternehmen zu gestalten. Aktuell arbeitet der Studiengang Verkehrssysteme hierfür u.a. mit SBB Personenverkehr, Stadler Rail und den Verkehrsbetrieben Zürich zusammen. Interessierte können aber auch selbständig weitere Unternehmen für die PiBS-Zusammenarbeit gewinnen. Informiere Dich am Infotag über die Details und lerne die ersten PIBS-Studierenden und ihre Erfahrungen kennen.