Lärmkartierung für das Eisenbahn-Bundesamt abgeschlossen

Unter Federführung von Disy und mit großem Einsatz wurde die EU-Umgebungslärm-kartierung termingerecht abgeschlossen. Das bundesweite Großprojekt erforderte ein sehr komplexes Datenmanagement zur Homogenisierung heterogener Datenmengen.

Wirtschaftliches Wachstum und steigender Wohlstand sind eng verknüpft mit wachsendem Personen- und Güterverkehr und damit steigender Lärmbelastung. Darum gibt die Europäische Union in der EU-Umgebungslärmrichtlinie verschiedene Instrumente zur Reduzierung vor. So ist das Eisenbahn-Bundesamt (EBA) verpflichtet, alle 5 Jahre Lärmkarten für die Schienenwege von Eisenbahnen des Bundes auszuarbeiten. Ende Juni hat das Eisenbahn-Bundesamt die dritte Kartierungsrunde abgeschlossen und alle Ballungsräume mit mehr als 100.000 Einwohnern bzw. Haupteisenbahnstrecken mit einem Verkehrsaufkommen von über 30.000 Zügen pro Jahr erfasst. Die Berechnung umfasst etwa 16.500 Streckenkilometer Haupteisenbahnstrecken und 70 Ballungsräume. Damit deckt die aktuelle Lärmkartierung eine Fläche von mehr als 50.000 Quadratkilometern ab.

„Die besondere Herausforderung bei dieser Lärmberechnung lag in der großen und heterogenen Datenmenge an Ausgangsdaten, die zu verarbeiten und für die Lärmberechnung vorzubereiten waren“, erläutert die verantwortliche Projektleiterin beim EBA. Das waren zum einen Daten zur Eisenbahninfrastruktur, wie Gleisanlagen, Bahnhöfe, Schallschutzwände und Fahrplandaten der Deutschen Bahn, zum anderen aber auch Gebäude-, Gelände- und Landschaftsmodelle, Nutzungsinformationen und Einwohnerdaten aus Beständen verschiedener Bundesbehörden, wie dem Bundesamt für Kartographie und Geodäsie, dem Statistischen Bundesamt, dem Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe sowie aus den einzelnen Bundesländern.

Diese Daten stammen nicht nur aus verschiedensten Quellen, sondern sie lagen auch in diversen Formaten, Qualitäten und Maßstäben vor. Diese mussten miteinander in Beziehung gebracht und gegeneinander verifiziert werden, um am Ende die Lärmkarten berechnen zu können. „Um dieses komplexe Geodatenmanagementprojekt technisch, fachlich und personell im vorgegebenen Zeitrahmen stemmen zu können, war es wichtig, mit Disy auf einen erfahrenen (Gesamt-)Auftragnehmer mit der erforderlichen Fachkompetenz zurück greifen zu können. Wichtig für den Erfolg dieses Projektes war aber auch, dass Disy immer dann, wenn es aus ihrer Sicht eine bessere Lösung gab, diese uns transparent und verständlich vermitteln konnte. So war es uns möglich, immer eine fundierte Entscheidung zu treffen“, berichtet die Projektleiterin.

Genauso transparent wie die Kommunikation war auch die Aufgabenteilung im Projektkonsortium. Die Prüfung der Eingangsdaten wurde zum größten Teil vom Projektpartner Pöyry Deutschland GmbH übernommen. Aufbauend auf den ausgewerteten Fahrplandaten und den konsolidierten Hauptfahrgleisen erzeugte Pöyry algorithmisch die sogenannte „akustische Schiene”, ein 4D-Geometrieobjekt, das alle schallrelevanten Parameter vereint.

Parallel dazu entwickelte Disy den Prozess der Datenaufbereitung, welcher die vielfältigen Ausgangsdaten in eine homogene, für die strategische Lärmkartierung weiterverarbeitbare Form überführte. Das Ergebnis ist das Schalltechnische Modell (StM), welches die Basis für die Lärmausbreitungsberechnung bildet. Auch bei der Erstellung des StM gabt es einige konzeptionelle Herausforderungen zu meistern. Ziel war es hier alle Gleise, die von Außenstehenden als zusammengehörig wahrgenommen werden, zu einem gemeinsamen Verkehrsweg zusammenzufassen – und das über automatisierte Rechenprozesse. Dafür wurde mit der Disy Spatial Workbench ein nachhaltiges Konzept zur datenbankgestützten Geodatenaufbereitung geschaffen, das auch auf andere Aufgabenstellungen übertragbar ist.

Die Geländeaufbereitung und die Lärmausbreitungsberechnung lag beim Ingenieurbüro SoundPLAN GmbH. Aus Höhenpunkten in einem 10x10m-Raster für ganz Deutschland entstand durch intelligente Filterung der Punkte ein digitales Geländemodell (DGM). Die anschließende automatisierte Trassenbereinigung, die gewährleistet, dass die Emission der Schienen nicht vom Gelände überdeckt wird, war eine algorithmische Herausforderung. Die Lärmausbreitungsberechnung erfolgte auf Grundlage des Schalltechnischen Modells (StM). Dazu stellte Disy die Datenbank mit dem StM zur Verfügung, auf dessen Basis von SoundPLAN automatisiert Projekte erzeugt und die im Batchbetrieb verteilt auf mehreren Rechnerclustern kontinuierlich berechnet wurden. Nach der Qualitätssicherung durch Pöyry wurden die Ergebnisse von SoundPLAN in die Datenbank zurückgeschrieben und Isophonen sowie die notwendigen Statistiken gemeindeweise automatisiert erzeugt.

Nach Abschluss aller Berechnungen liefen die Ergebnisse in Form von bundesweiten Rasterlärmkarten, Gebäudelärmkarten und diversen Tabellen bei der Gesamtprojektleitung von Disy zusammen und wurden für die verschiedenen Veröffentlichungszwecke final aufbereitet und an das EBA übergeben. „Während der gesamten Projektlaufzeit hat die Zusammenarbeit mit Disy sehr gut funktioniert. Alle Mitarbeiter waren trotz hoher Belastung immer mit Herzblut bei der Sache. Auch die Kommunikation war immer lösungsorientiert und pragmatisch. Nur so konnten wir bei dem engen Zeitrahmen zeitnahe Lösungen für alle offenen Fragen finden, die sich in der eineinhalbjährigen Projektlaufzeit ergaben“, blickt die Projektleitung auf das abgeschlossene Projekt zurück.