Damit Hochgeschwindigkeitszüge auch bei starken Böen sicher fahren, entwickeln Aerodynamiker des Forschungszentrums der Deutschen Bahn in München in Kooperation mit dem Deutschen Wetterdienst, der Firma UMP und der East Japan Railway ein Windwarnsystem. Es umfasst vor allem Sensoren, ein Vorhersagemodell und ein System, das den Windprognosen gemäß die Fahrgeschwindigkeit reduziert.

Tests der ersten beiden Komponenten erfolgen bei Stendal an der Strecke Berlin-Hannover. Um jede Sekunde Windgeschwindigkeiten in x-, y- und z-Richtung zu erfassen, bedienen sich die Ingenieure 3D-Ultraschall-Anemometern: Je Raumrichtung liegen zwei Ultraschallköpfe einander gegenüber, die jeweils als Sender und Empfänger fungieren; Luftbewegung verändert die Laufzeit der ausgesandten Wellen. Diese Sensoren übermitteln ihre Daten einem Rechner, der in drei Schritten die Windprognose für die nächsten 20 Sekunden berechnet (bei kurzfristigen Vorhersagen sprechen Experten von nowcasting-Systemen).

Zunächst extrapoliert er gemessene Zehn-Minuten-Mittelwerte in die Zukunft. Auf diesen „mittleren Wind“ addiert er einen Zuschlag, der bisherige Abweichungen zwischen Messung und Vorhersage berücksichtigt. Böen entstehen durch Turbulenzen und lassen sich deshalb nicht exakt berechnen. Sie werden unter anderem von der aktuellen Windgeschwindigkeit und -richtung sowie der Wetterlage beeinflusst. Deshalb liest der Rechner im dritten Schritt aus einer Datenbank einen weiteren Zuschlag aus, der auf Messungen und einem statistischen Modell beruht.

Die Prognose des maximalen in den nächsten 20 Sekunden auftretenden Windes wird sodann mit der zulässigen Kennkurve des Zugtyps abgeglichen, der innerhalb dieser Zeit den Messabschnitt passieren wird. Gegebenenfalls löst das System eine Warnung aus, und die Zuggeschwindigkeit wird automatisch verringert. Die Systementwicklung soll bis Ende dieses Jahres abgeschlossen sein.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 4 / 2000, Seite 88
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