Virtuelle Realität 22.09.2023, 07:00 Uhr

Simulationstool für Zugverkehr revolutioniert Lärmschutzplanung

Rollgeräusche von Stahlrädern auf Schienen, Bremsgeräusche und Menschenansammlungen – der Schienenverkehr kann erheblichen Lärm verursachen und sich auf Dauer negativ auf die Gesundheit auswirken. Akustik-Fachleute haben nun ein Simulationstool für Bahnlärm entwickelt, das dabei hilft, die Auswirkungen einer künftigen Bahntrasse besser abschätzen zu können.

Virtueller Bahnlärm

Güterzug-Vorbeifahrt spielerisch erleben: Der Monitor zeigt, was die Nutzerin in virtueller Realität dreidimensional sieht – mit dem realistischen Bahnlärm exakt in ihrer Position.

Foto: Empa

Grundsätzlich gelten Züge als energieeffizientes und damit umweltschonendes Verkehrsmittel. Ein gravierendes Problem stellt jedoch der Bahnlärm dar. Über ein Drittel der deutschen Bevölkerung fühlt sich durch den Schienenverkehrslärm gestört oder belästigt. Dies geht aus einer Umfrage zum „Umweltbewusstsein in Deutschland 2020“ hervor. Denn mit dem aktiven Zugverkehr gehen auch Radschienengeräusche, Motorengeräusche, Bremsgeräusche und Geräusche von Warnsignalen einher. Je nach Zugtyp, Geschwindigkeit, Schienenart und -zustand sowie den örtlichen Gegebenheiten können diese Geräusche in ihrer Lautstärke variieren. Dazu kommen, besonders an großen Bahnhöfen, Geräusche, die durch Ansammlung vieler Menschen entstehen. Auf Dauer kann sich der Lärm des Schienenverkehrs auf die Umwelt und die Gesundheit des Menschen auswirken.

Akustik-Fachleute untersuchen daher seit vielen Jahren welche technischen und baulichen Maßnahmen gegen den Bahnlärm wirksam sind. Doch für die Umsetzung wirksamer Maßnahmen fehlten oft praktische Erkenntnisse. Nun haben Forschende der Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (kurz Empa) ein Simulationstool für Bahnlärm entwickelt, mit dem es möglich ist, die akustischen Folgen des Schienenverkehrs unter verschiedenen Einflussfaktoren virtuell zu erleben. Das Simulationstoll soll künftig dabei helfen, Verkehrslärm besser abschätzen – und so effektive Maßnahmen besser umsetzen zu können. Das Tool stößt bereits jetzt schon auf großes Interesse.

Bahnlärm hör- und erlebbar mit virtueller Realität

Für die Entwicklung des Simulationstools sammelten die Empa-Forschenden im Rahmen des EU-Projekts „SILVERSTAR“ mithilfe von Messungen, Simulationen und Validierungen über zwei Jahre verschiedenste Daten. Das Projekt zielt darauf ab, der Eisenbahngemeinschaft bewährte Softwarewerkzeuge und Methoden zur Bewertung der Umweltauswirkungen von Lärm und Vibrationen des Eisenbahnverkehrs auf Systemebene zur Verfügung zu stellen.

Auf Grundlage der großen Datenmenge und des gebündelten Wissens vieler Fachleute entstand so schließlich ein Simulationstool, das den Bahnlärm in unterschiedlichen Ausprägungen mit Hilfe von virtueller Realität hör- und erlebbar macht. Das Besondere: Solche Tools für die Auralisation, also der Simulation von Klängen in einer bestimmten Umgebung, kommen zwar vereinzelt als Prototyp in der Forschung vor, doch in der Praxis von Planung und Lärmschutz waren sie bislang nicht verfügbar.

Weitere Informationen zum Thema Simulation:
Datensatz zeigt Auswirkungen des Klimawandels im Detail
Virtual Reality: Was ist das, wie lässt sie sich nutzen?
NICHT NUR EIN GIMMICK DER GAMING-BRANCHE

Virtual Reality: Was ist das, wie lässt sie sich nutzen?

Pssssst! Ein Flugzeug landet, ohne dass es einer hört!
Fluglärm reduzieren durch neue Materialien

Pssssst! Ein Flugzeug landet, ohne dass es einer hört!

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Wirtschaftsbetrieb Hagen AöR-Firmenlogo
Fachbereichsleitung Grün (m/w/d) Wirtschaftsbetrieb Hagen AöR
Heilbronner Versorgungs GmbH-Firmenlogo
Planungsingenieur in den Bereichen Gas und Wasser (m/w/d) Heilbronner Versorgungs GmbH
Heilbronn Zum Job 
Flughafen München GmbH-Firmenlogo
Leiter Elektrotechnik / Stromnetzprojekte (w/m/d) Flughafen München GmbH
Oberding Zum Job 
Intego GmbH-Firmenlogo
Servicetechniker / Field Service Engineer (m/w/d) - Einsatz in Kalifornien (USA) Intego GmbH
Erlangen Zum Job 
PohlCon GmbH-Firmenlogo
Anwendungsingenieur (m/w/d) PohlCon GmbH
Sumitomo Rubber Europe GmbH-Firmenlogo
Ingenieur FEA (m/w/d) Reifensimulation in Hanau Sumitomo Rubber Europe GmbH
Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen (BASt)-Firmenlogo
Bauingenieurin / Bauingenieur (m/w/d) (Master/Uni-Diplom) Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen (BASt)
Bergisch Gladbach Zum Job 
wpd infrastruktur GmbH-Firmenlogo
Erfahrener Projektleiter Bau (m/w/d) wpd infrastruktur GmbH
Universität zu Köln-Firmenlogo
Bauingenieur*in oder Architekt*in (w/m/d) mit Vertiefung im Baubetrieb bzw. Projektmanagement Universität zu Köln
wpd infrastruktur GmbH-Firmenlogo
Erfahrener Elektroingenieur (m/w/d) für nationale Wind- und Solarenergieprojekte wpd infrastruktur GmbH
wpd construction GmbH-Firmenlogo
Erfahrener Projektleiter Elektrotechnik (m/w/d) wpd construction GmbH
Bietigheim-Bissingen Zum Job 
Universität zu Köln-Firmenlogo
Ingenieur*in (w/m/d) für Energiemanagement, Nachhaltigkeit und technische Gebäudeentwicklung Universität zu Köln
Boyd Weiler GmbH & Co. KG-Firmenlogo
CAD-Konstrukteur (m/w/d) Boyd Weiler GmbH & Co. KG
Weiler-Simmerberg Zum Job 
TransnetBW GmbH-Firmenlogo
Senior Ingenieur Systemintegration und KI-basierte Performancebewertung (w/m/d) TransnetBW GmbH
Stuttgart Zum Job 
TransnetBW GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Systemführung Operative Betriebsplanung (w/m/d) TransnetBW GmbH
Stuttgart Zum Job 
Allbau Managementgesellschaft mbH-Firmenlogo
Bauprojektleiter (m/w/d) Allbau Managementgesellschaft mbH
DFS Deutsche Flugsicherung GmbH-Firmenlogo
Ingenieur* im Anforderungsmanagement DFS Deutsche Flugsicherung GmbH
WipflerPLAN Planungsgesellschaft-Firmenlogo
Bauingenieur / Bautechniker Kommunaler Tiefbau (m/w/d) WipflerPLAN Planungsgesellschaft
Donauwörth, Nördlingen, Pfaffenhofen an der Ilm, Lauf an der Pegnitz Zum Job 
VINCORION Advanced Systems GmbH-Firmenlogo
Information Security Manager (all genders) VINCORION Advanced Systems GmbH
Hochschule Düsseldorf University of Applied Sciences-Firmenlogo
Professur "Wirtschaftsinformatik und Datenbanken mit dem Schwerpunkt IT-Venture-Design, Digital Enterprise und innovativer Lehre in Makerspace-Settings (W2)" Hochschule Düsseldorf University of Applied Sciences
Düsseldorf Zum Job 

Simulationstool ermöglicht verschiedene Szenarien

Ein großer Pluspunkt des Simulationstools ist außerdem, dass es eine Vielzahl von Faktoren bei der Berechnung berücksichtigt. Denn, es macht einen Unterschied, ob eine Regionalbahn oder ein ICE vorbeifährt, ob es eine Lärmschutzwand gibt oder nicht, ob diese hoch oder niedrig ist und ob der Zug durch einen belebten Wohnort fährt oder die Bahnstrecke nur von Feldern und Wiesen umgeben ist. All diese und weitere Faktoren berücksichtigt das Simulationstool und ermöglicht so ein sehr realitätsnahes Erlebnis des Bahnlärms.

Möglich machen das komplexe Algorithmen in einem physik-basierten Rechenmodell, das akustische Signale nicht aus archivierten Tondateien erzeugt, sondern allesamt für hunderte Geräuschquellen und Einflussfaktoren einzeln berechnet. Die Komplexität der Einflussfaktoren, erfordere zugleich das Geflecht der Algorithmen auf das Wesentliche zu reduzieren, um die Rechenzeit nicht zu verlängern, so die Forschenden. Die Simulationsberechnung eines vorbeifahrenden 500-Meter langen Güterzuges auf einem modernen Computer dauert derzeit noch drei Stunden. Hier gibt es also noch Entwicklungspotenzial.

Bald gibt es sie: Die virtuelle Realität zum Anfassen

Einsatz von Simulationstool stößt auf großes Interesse

Das Simulationstool von Bahnlärm bietet eine Vielzahl von Vorteilen, die dazu beitragen können, den Bahnlärm besser zu verstehen, zu analysieren und schließlich auch zu reduzieren. Mit Hilfe des neuen Tools können beispielsweise Ingenieure und Planer verschiedene Schallschutzmaßnahmen virtuell testen und optimieren, bevor sie tatsächlich implementiert werden. Es ermöglicht außerdem die Auswirkungen von geplanten Änderungen im Schienenverkehr (Bahnstrecken, Zugfahrpläne oder andere Änderungen) auf den Lärmpegel in einer bestimmten Umgebung vorherzusagen. Dies ist besonders nützlich, um mögliche Störfaktoren frühzeitig zu erkennen und entsprechende Maßnahmen ergreifen zu können. Dies kann dazu beitragen, die Effizienz und die Kosten solcher Maßnahmen zu verbessern.

Das Simulationstool wurde inzwischen auf verschiedenen Messen vorgestellt und stößt auf großes Interesse. „Die ersten Einsätze der Simulation beginnen bereits“, sagt Empa-Forscher Reto Pieren. „Wir sind mit den Resultaten sehr zufrieden und erwarten für die Zukunft zahlreiche Anwendungen.“

Ein Beitrag von:

  • Ines Klawonn

    Ines Klawonn

    Ines Klawonn hat als Redakteurin bei einem auf Energiekommunikation spezialisierten Medienunternehmen gearbeitet. Mittlerweile ist sie selbstständige Journalistin und gehört zum Team von Content Qualitäten. Ihre Themenschwerpunkte sind Gesundheit, Energie und Technik.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.