Verbindung Zürich – Bern

Zürich und Bern haben nominell etwa 400’000 und etwa 150’000 Einwohner. Mit Umland 2-3 mal so viel.
Und sie sind etwa 100 km auseinander. Da fährt man einmal pro Stunde mit einem Eilzug (RE) und alle zwei Stunden mit einem IC, oder?
Die Vergleiche sind etwas unfair, weil beide Städte in relativ zentraler Lage liegen und deshalb diese Verbindung Teil längerer Verbindungen ist.

Aber wie sieht es aus? Es fahren tagsüber zwei IC ohne Halt pro Stunde. Hinzu kommen auch jeweils halbstündlich Verbindungen mit oder ohne Umsteigen in Olten, die zwischen Zürich und Olten öfter halten und zwischen Olten und Bern ohne Halt fahren oder umgekehrt. In einem Fall müsste man sogar ein drittes Mal umsteigen, um tatsächlich von Bern nach Zürich zu kommen, aber es sind alle Kombinationen abgedeckt.

Die Strecke ist überwiegend entweder viergleisig oder es gibt zwei parallele Strecken. Nur zwischen Olten und Aarau gibt es einen zweigleisigen Engpass. Auf den letzten 20 km bis Zürich sind vier Gleise etwas wenig, weil dort zusätzlich zum Fernverkehr noch viele S-Bahnen fahren und etwa 30 km westlich noch eine Strecke in Richtung Frick/Basel abzweigt, die vor allem für den Güterverkehr wichtig ist. Fernzüge von Zürich nach Basel fahren oft über Olten, ohne dort tatsächlich zu halten.

Nun gibt es Bestrebungen, durch ein paar Neubauabschnitte den Abschnitt bei Zürich auf den ersten 30 km um zwei weitere Gleise zu erweitern und den Engpass zwischen Olten und Aarau auszubauen oder auch dort eine parallele Neubaustrecke zu bauen. Man strebt auch eine Reisezeitverkürzung von Zürich nach Bern von heute 56 min auf 42 min an.

Ein Vorschlag stand eine Weile im Raum, sogar unter 30 min für diese Strecke zu fahren. Dafür hätte man eine komplette Neubaustrecke und komplett neues Rollmaterial gebraucht und die bestehende Neubaustrecke von Rothrist bei Olten nach Mattstetten bei Bern auf höhere Geschwindigkeiten anpassen müssen und eine Geschwindigkeit von 320 km/h fahren müssen.

Dieser Vorschlag ist nun modifiziert worden und das Ziel ist es, mit vorhandenem Rollmaterial und 200 km/h eine Reisezeit von 42 min zu schaffen. Die Idee ist also an die Planungen angeglichen worden und man kann es nun besser vergleichen. Vorteil der kompletten Neubaustrecke von Zürich bis Langenthal ist, dass Olten von Zügen, die dort sowieso nicht halten, umfahren werden kann und dass man so weniger empfindlich für Betriebsstörungen ist und mehr Kapazität in Olten für die Züge hat, die dort auch halten sollen. Etwas überraschend ist an dem Konzept, dass die möglichen Verbindungskurven nicht alle vorkommen. So wird wohl eine Abzweigung in Richtung Basel angedacht, die auch dorthin eine <45 min Fahrzeit ermöglichen soll. Aber die Verbindungen Zürich - Luzern und Luzern - Bern könnten eventuell auch profitieren und etwas schneller werden. Hier ist ein Artikel in der NZZ vom 23. Juni 2014 darüber.
Und hier über einen etwas ambitionierteren Plan.

Why do railroads have no cloverleaf interchanges?

Deutsch

Do cloverleaf interchanges for railroad lines exist?

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I must admit that I do not know all railroad lines in the world, but I consider it highly unlikely that anywhere two railroad lines are connected by a cloverleaf. They do exist in games that need not be realistic in every aspect, but this page is not focussed on games or model railroads, so we will ignore this from now on. You might ask the railroad companies why, but at least it is highly plausible. First of all most connections between railroad lines happen in stations. This makes sense for allowing for passengers to change trains and for rearranging freight trains. But there are cases where two rail lines intersect without a major station. Examples that come to my mind are the lines from Darmstadt via Weinheim to Schwetzingen and the line from Mannheim to Heidelberg in Germany that intersect near Mannheim Friedrichsfeld. Or near Zürich were the lines from Wallisellen to Dübendorf and from Stettbach to Dietlikon intersect. The two main lines intersect using a bridge and then some of the connections are made possible using parially level crossings and partially bridges.

The first question is if bridges instead of level crossings are as important for rail as they are for roads. Because the signalling system provides exclusive use of a track to one train, even highspeed tracks may have grade crossings, as long as the switches are built in a way to allow high speed. This does not even slow down the high speed trains during normal operation. The highspeed train gets the track and all other trains have to wait. Schedules are usually made in a way that minimizes such waiting times, so they usually only occur to greater extent if some train is delayed. But if you look how railroad infrastructure has been built it will be obvious that bridges between different tracks are quite common, at least in busy sections of the network. Other than for road transport this is less an issue of speed and security and more an issue of capacity. The bridges allow for more simultaneous train moves and there are less situation in which one train blocks many tracks at the same time mostly near a station. This has been known in the 19th century and a typical construction for a station connecting two rail lines included a bridge for crossing over between the two lines coming from one end. Assuming lines coming from north, east, south and west and a station that is oriented from north west to south east, the lines from the north and the west enter on one side and those from the south and the east from the other side. With this bridge between the lines coming from north and from east the typical setup of trains going from north to south and from east to west allows all four directions to pass simultaneously if the lines are double track.

Typically level crossings are only avoided for combinations that are used frequently. Blocking some tracks by rare operations which might even happen during night times is not a priority.

But returning to the cloverleafs: They are not really grade separated and they would use tremendous amounts of space because of the minimal curve radius of railroad tracks.

Here is such a cloverleaf which has in a way level crossings („weaving“) in the red areas:
KnooppuntAalbeke
With low traffic densities and traffic consisting of small individual vehicles like bicycles, cars or trucks this works just fine. And a highway that seems to be filled with cars does not really have a very high traffic density because cars are so wasteful with space. As long as the traffic of two neighboring leaves combined is less than the capacity of one lane this can work. Otherwise even for highways other constructions that are really grade free and less space consuming, but more expensive to build seem to be more adequate. Some of them could actually work for railroads as well, because they widely avoid unnecessary curves.

Double_trumpet_road_crossing
Very elegant because it can be built with two levels and is anyway fully grade free. But not good for railroad tracks because of the 270°-bows. This does not work very well either for more than one roadway per direction.

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This works for any number of tracks, road ways, bicycle ways, tram tracks, bus lanes and whatever combined by just adding more curves. But it needs four levels instead of two. The same principle works for combining n throroughfares meeting in one point using n levels for
n=3, 4, 5, 6,.... At some point these interchanges grow so high and the ramps for the height differences so long that it would no longer be possible to build this, even with a lot of money. It is very unusual to see such constructions for n>4.

Here are some more setups:
Knooppunt_klaverturbine

Knooppunt_sterturbine

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Windmuehle.svg

There are much more possibilities. Hopefully we won’t end up with something like this:
strassen-chaos

It is absolutely possible to connect any number of throughfares with any number of tracks, roadways bicycle lanes, bus lanes etc. avoiding 270°-bows and using just two levels in a fully grade free way. The idea is very simple and I just describe it for tracks for the sake of simplicity: All tracks have only one direction. The lower level carries tracks running from north to south and vice versa in the vicinity of the interchange, possibly turning wherever they really go. The upper level has tracks running from east to west and vice versa. Each incoming track splits into two tracks. On of them continues to the other side and only takes incoming connections. This is a collector. The other one only branches into curves connecting to the other tracks, called distributor. All tracks cross the field, using some space between different tracks. Whenever a collector and a distributor cross, the appropriate connection is present. After having crossed the whole field, for example from south to north, a distributor splits into two distributors going east and west until the last collector has been met. This allows for all possible connections in a fully grade free way and with no capacity constraints other than those imposed by the tracks leading and from the interchange. It needs very much space. And it is a theoretical construction, because in practice it seems to be sufficient to offer the most important connection in a grade free way. Real railroad interchanges are relatively compact, but the station or the yard that happens to be located at the interchange can be huge.

Die große Betriebsstörung

Man erlebt sie als Bahnfahrer sehr selten, diese große „Betriebsstörung“, außer dort, wo Eisenbahner exzessiv streiken. Aber wenn man etwa eine Million Kilometer mit der Bahn gefahren ist, dann kann schon mal die eine oder andere Sache vorgekommen sein. So sollte man sich nicht entmutigen lassen, da es doch relativ selten ist, aber es ist vielleicht gut zu wissen, wie so etwas dann läuft. Kleinere Störungen, die eine bestimmte, unter Umständen wichtige Strecke für ein paar Stunden oder gar Tage unbenutzbar machen, gibt es natürlich eher mal und auch das habe ich schon erlebt, aber auch eher selten. Häufiger noch hat man geplante Sperrungen von Strecken für Bauarbeiten, die man häufig versucht auf Nächte oder Wochenende oder zumindest nur einzelne Tage zu legen, aber da lässt sich die Planung natürlich besser in den Griff bekommen, weil das lange vorher bekannt ist und entsprechende Alternativrouten schon bei der Planung der Fahrt berücksichtigt werden können.

So eine richtig große Betriebsstörung sieht so aus, dass in einem größeren Gebiet die Züge komplett ausfallen. So etwas habe ich einmal in der Schweiz erlebt, als etwa 2006 der Strom ausfiel und die Züge in der ganzen Schweiz für ein paar Stunden nicht fuhren. Da ich an dem Tag ein Fahrrad mitgenommen hatte, konnte ich das für den Schienenersatzverkehr einsetzen, so dass mich diese Sache nur am Rande betraf und entsprechend weniger in Erinnerung geblieben ist. Am 9. Juni 2014 war dann der komplette oder fast komplette Bahnverkehr in Nordrhein-Westfalen betroffen, einem Bundesland das 2-3 mal so viele Einwohner wie die Schweiz hat, aber wegen des noch geringeren Anteils der Bahn am Verkehr vielleicht vergleichbar mit der kompletten Schweiz ist. Es gab ein sehr heftiges Gewitter und einzelne Regentropfen kamen sogar durch das Bahnhofsdach durch. Der Zug sollte etwa 10 min Verspätung haben aus denen dann 20 wurden. Das war alles nicht so tragisch. Ich wollte nach Duisburg fahren, von wo ich eine Reservierung für den Nachtzug nach Basel hatte. Dieser sollte um 22:57 fahren und ich wäre um 21:36 schon dort gewesen. Der Nachtzug hätte auch in Köln gehalten, aber erst um 23:45 und dann wäre die Reservierung möglicherweise verfallen und die Schlaf- oder Liegeplätze anderen Fahrgästen gegeben worden. Oder es wäre einfach nur die Zeit zum Schlafen zu kurz geworden. Nun wurde schon angesagt und angezeigt, dass der komplette Bahnverkehr in Nordrhein-Westfalen vorübergehend eingestellt sei. Blitze in die Stromversorgung, Überschwemmungen, umgefallene Bäume oder was auch immer, alles sehr seltene Ereignisse, traf nun auf einmal ein komplettes Bundesland oder doch einen großen Teil davon. Vielleicht sogar andere Bundesländer. Die Idee mit dem Umstieg in Duisburg in die Gegenrichtung wurde immer unrealistischer und so nahm ich Düsseldorf als Basis. Dort würde der Nachtzug, wenn er als einziger pünktlich verkehren würde, ca. um 23:20 abfahren und so müsste der Regionalzug um 22:50 dort sein. 30 min Umsteigezeit sind in so einer Situation das absolute Minimum, auf das man sich einlassen sollte, solange man es beeinflussen kann. Bei ca. 30 min Fahrzeit hätte der Zug also um 22:15 spätestens abfahren müssen. Was nicht passierte. So verließ ich den Zug und machte ich mich auf den Weg zu der langen Schlange am Informationsschalter, um die 90 min bis zur planmäßigen Abfahrt des Nachtzugs in Köln zu nutzen, um ein Verfallen der Reservierung zu verhindern. Es war zu erwarten, dass auch der Nachtzug 1-2 Stunden Verspätung bekommen würde, aber die Details mussten sich zeigen… Nach und nach zeichnete sich ab, dass diese vorübergehende Störung nicht so schnell enden sollte und ich erfuhr schon in der Schlange, dass der Nachtzug definitiv ausfallen sollte. Als ich dran kam, gab es einen Hotelgutschein für ein nahegelegenes Hotel und eine Zugverbindung für den nächsten Tag. Da ich ein Fahrrad mitgenommen hatte, war die erste Verbindung erst um 8:53 und eine Stunde langsamer als der ICE, und eigentlich sollte ich die am nächsten Morgen noch reservieren.

Grundsätzlich muss man feststellen, dass die Krisenbewältigung gut organisiert wurde. Sehr viele zusätzliche Eisenbahner wurden kurzfristig zur Arbeit geholt, um die tausenden gestrandeten Fahrgäste zu betreuen und deren Weiterreise oder Übernachtung zu organisieren. Hotelplätze wurde reserviert und abgesehen davon, dass das alles nicht schön ist, weil man Pläne für den Tag hat, die dann ins Wasser gefallen sind, funktionierte das einigermaßen gut und es waren gute Zimmer und Betten. Der Zug am nächsten Morgen hatte dann noch eine Stunde Verspätung, was damit zusammenhing, dass die Strecken nördlich von Köln noch beeinträchtigt waren. Statt in Zürich wendete der Zug in Basel Bad, was mehr Umsteigen erforderlich machte und so waren es am Ende 8 Stunden Verspätung gegenüber der geplanten Verbindung mit dem Nachtzug. Etwas mehr als die dänische Bahn 2013 geschafft hat, aber damals betraf es nur eine einzelne Reise die durch häufiges Umsteigen und verpasste Anschlüsse etwa 5 1/2 Stunden Verspätung hatte.

Was kann man machen? Oft ist es hilfreich, wenn man eine gewisse Kenntnis über die Strecken und den Zugverkehr darauf hat. Dann kann man sich besser eine Alternativverbindung vorstellen und danach fragen. In der Situation, wo tausende von Fahrgästen eine „Lösung“ brauchen, gelingt es den Eisenbahnern, die dort informieren nicht immer, die optimale Alternativverbindung vorzuschlagen, außer es ist ein sehr häufiger Fall, den sie schon kennen. Zum Beispiel wollte eine Reisende, die auch in der Schlange stand, nach Bad Bentheim, wobei der reguläre Weg über Münster führt, was aber wohl nicht ging. Über die Niederlande wäre eine Verbindung vielleicht möglich, wobei sich die Bahnen oft schwer tun, sich bei so etwas gegenseitig zu helfen.

Außerdem ist es für die Bahn noch eine Herausforderung, die Fahrgäste einigermaßen gleichmäßig auf solche Alternativverbindungen zu verteilen, damit nicht am Ende die Hälfte der Fahrgäste bei der optimalen Alternative auf dem Bahnsteig bleibt, weil in den Zug nicht mehr Leute reingequetscht werden können.

Grundsätzlich würde ich Euch bitten, der Versuchung zu widerstehen, die Wut oder den Ärger über die kaputten Reisepläne an den Eisenbahnern auszulassen, die dort arbeiten, denn die können meistens sehr wenig dafür und versuchen in der schwierigen Situation ihre Arbeit gut zu machen. Und ja, sie sind dabei dann auch manchmal gestresst…

Recht gut hat einmal eine junge Eisenbahnerin, vielleicht noch in der Lehre, die ganzen Manager und Möchtegern-Manager bei der Hannovermesse oder CeBIT in Hannover beruhigt. Ausgerechnet zu der Zeit hatte man versucht, das neue elektronische digitale Stellwerk in Hamburg-Altona einzuweihen und wegen eines Softwarefehlers machte das defensiv programmierte System das, was es dann machen soll, es verhinderte Zugfahrten, statt irgendwelche Fehlfahrten zu riskieren und schränkte dadurch die Kapazität in Hamburg, die sowieso eher knapp ist, noch weiter ein. Nun standen da alle, die meinten, ihre Zeit koste pro Sekunde recht viel, aber die für Informationen der Fahrgäste auf dem Bahnsteig tätige Eisenbahnerin ließ sich nicht einschüchtern, blieb freundlich und ruhig und letztlich regten sich dann auch alle wieder ab und kamen auch irgendwann etwas später als gewünscht nach Hause. Ein anderes Mal war sehr viel Schnee und die Fahrgäste im Zug regten sich über ca. 1-2 Stunden Verspätung auf, bis ihnen der Kondukteur sagte, dass die Autofahrer an dem Tag gar nicht ans Ziel kämen. Tatsächlich fehlten bei dem Treffen am Ziel der Reise alle, die mit dem Auto kommen wollten.

Solche Störungen sind immer ärgerlich und manchmal auch teuer, aber zum Glück sind sie sehr selten. Vielleicht geben sie bei allem negativem doch auch die Gelegenheit, andere Menschen kennenzulernen, die auch „gestrandet“ sind. Das ist vielleicht ein schlechter Trost, aber man sollte doch versuchen, die kleinen positiven Dinge, die es trotz allem immer wieder einmal gibt, noch wahrzunehmen.

Enttäuschend war, dass einige Tage danach Leute im Bahnhof im Zürich standen und den Fahrgästen sagten, dass der Nachtzug nach Amsterdam ausfalle. Angeblich war das Rollmaterial eingeschlossen zwischen gesperrten Streckenabschnitten. Aber man hat auch so viel Rollmaterial ausgemustert, um eine börsenfähige AG zu bauen, dass es nicht mehr möglich ist, Ersatzgarnituren für so einen Tag aufzubieten. Dass man einen gesperrten Abschnitt umfahren kann, ist zu offensichtlich um es zu verleugnen, ist doch das Bahnnetz zwischen Köln und Amsterdam sehr dicht und man kann über Belgien oder über eine längere Fahrt in den Niederlanden ausweichen, wenn alle parallelen Strecken in Nordrhein-Westfalen gesperrt sind.

Olten

Olten ist so ein Ort, den in der Schweiz jeder kennt, auch wenn er nur etwa 17’000 Einwohner hat, was ja noch ginge, aber vor allem keine Kantonshauptstadt ist. Das ist Solothurn mit noch weniger Einwohnern, aber dafür dem passenderen Namen. Dass Olten nun zum Kanton Solothurn gehört, ist eigentlich nicht so wichtig, außer für die Schweizer, weil davon vieles abhängt, z.B. wie hoch die Steuern sind und wie die Schulen sind u.s.w. Und natürlich wie man sich fühlt. Die Ausländer, die in der Schweiz wohnen, finden meistens die Steuern in jedem Kanton niedrig genug, zumindest in den ersten Jahren…

Olten ist aber nicht für seine Kantonszugehörigkeit bekannt, sondern eher für seinen Bahnhof. Man muss sich etwa den Bremer Hauptbahnhof vorstellen, aber mit einem Gleis mehr. Oder eines weniger als im Kölner Hauptbahnhof. Oder zwei weniger als im Hamburger Hauptbahnhof, wenn man die S-Bahn-Gleise mitzählt. Man hat die Bahnstrecken zwischen den (für Schweizer Verhältnisse) bedeutenden Städten Zürich, Bern, Basel und Luzern so gebaut, dass sie sich alle in Olten trafen. Von den sechs Verbindungen zwischen diesen vier Städten verläuft nur Zürich – Luzern definitiv nicht über Olten. Zürich Basel hat zwei zeitlich etwa gleich lange Alternativen, von denen eine über Olten verläuft, aber wegen einer regulär benutzten Verbindungskurve wird der Bahnhof auch von diesen Zügen knapp vermieden. Ähnliches gilt für die Züge von Bern nach Luzern. Und für die Güterzüge von Basel nach Luzern und weiter über die Gotthardstrecke ins Tessin und nach Italien gibt es eine östlichere Alternativroute über Brugg und Rotkreuz. Und die ICs von Zürich nach Bern halten nur zu Randzeiten in Olten. Es gibt aber halbstündlich von Olten nach Zürich und nach Bern jeweils Züge, die ohne Halt die ganze Strecke fahren und Züge, die ein paar Halte haben. Sogar die alle zwei Stunden verkehrende ICE-Linie von Berlin nach Interlaken-Ost hält dort und ersetzt dann, wenn sie fährt, jeweils den IC von Basel nach Bern.

So werden recht viele Verbindungen, die durch die Gegend von Olten führen oder zumindest führen könnten, umsteigefrei angeboten. Trotzdem gibt es genug Verbindungen, für die sich ein Umsteigen in Olten anbietet und das führt dazu, dass dieser Bahnhof 80’000 Fahrgäste am Tag hat, was zwar nur 2/3 der Anzahl der Fahrgäste des Bremer Hauptbahnhofs ist, der das auch noch mit einem Gleis weniger schafft, wo aber dafür zumindest alle Reisezüge auch halten. Und es sind mehr Fahrgäste als in den Hauptbahnhöfen von Kiel und Lübeck zusammen. Mit über 1000 Zügen pro Tag ist das die Nummer zwei nach Zürich in der Schweiz, wobei auch die durchfahrenden Reise- und Güterzüge mitgezählt werden.

Die Bahnstrecken sind zur Zeit eine zweigleisige nach Luzern, zwei zweigleisige nach Bern, eine weitgehend viergleisige in Richtung Zürich, die aber gerade östlich von Olten noch einen zweigleisigen Engpass aufweist, dessen Beseitigung gewünscht wird. In Richtung Basel gibt es zwei Bahnstrecken, eine führt durch einen längeren Tunnel unter dem Jura hindurch, die andere überwindet mehr Höhenunterschied und dient dem Regionalverkehr und als Ausweichstrecke. Nach Solothurn, Biel und Neuenburg gibt es eine weitgehend zweigleisige Strecke, wobei als Alternative ein Teilstück der Neubaustrecke in Richtung Bern und dann eine kurze Verbindungsstrecke genutzt werden kann. Eine Verbindungskurve führt von Basel kommend an Olten vorbei in Richtung Zürich. Etwas weiträumiger in der Nähe von Olten gibt es auch eine Verbindungskurve von Bern in Richtung Luzern und noch etwas weiter weg gibt es von der aus Luzern kommenden Strecke eine Abzweigung mit einer eingleisigen Strecke nach Lenzburg, die etwa parallel zu der Strecke Olten – Zürich läuft, mit deren einem Zweig sie sich in Lenzburg vereinigt, während der andere etwas nördlicher über Brugg und Baden einen kleinen Umweg macht.

Staureduktion mit Tempo 65?

In der Schweiz hat ein ETH-Verkehrswissenschaftler vorgeschlagen, die Geschwindigkeiten für den motorisierten Individualverkehr zumindest auf verkehrsreichen Strecken zu verkehrsreichen Zeiten drastisch zu begrenzen. Diese Geschwindigkeiten optimieren den Durchsatz und reduzieren die Stauhäufigkeit. Tatsächlich ist aber wohl eine entsprechende Reduzierung auf 80 km/h durchaus vorgesehen.

Übrigens wäre es nach dem heutigen Stand der Technik einfach, in neue Autos Mechanismen einzubauen, die ein Überschreiten der Geschwindigkeitsbeschränkung verhindern. Und wo man in eine Strecke viel Geld steckt, um Wechselzeichen für die Geschwindigkeit aufzustellen, kann man sicher auch noch ein paar stationäre Messgeräte dazustellen, um sicherzustellen, dass der gewünschte Effekt nicht unterlaufen wird.

Staus ließen sich übrigens prinzipiell auch durch eine Reservierungspflicht für die Benutzung potentiell verkehrsreicher Straßen mit einem großen Fahrzeug (wie z.B. einem Auto) weitgehend beseitigen. Ob man nun für die einzelne Autofahrt vorher zum „Straßenhof“ gehen muss, um Fahrkarte und Reservierung zu kaufen oder ob man das mit dem Mobiltelefon, dem Computer oder der Bordelektronik des Autos machen kann, kann sich jeder Leser selber überlegen. So würden nicht mehr Fahrzeuge auf die Straße gelassen als ihre Kapazität ist und sie würden gar nicht erst losfahren.

Dass Reservierungspflichten für den Nutzer Nachteile haben, kennt man von den Beispielen, wo es heute Reservierungspflichten für ein Verkehrsmittel gibt.

Explosion in Fertilizer Plant in Texas

Deutsch

In April 2013 an explosion happened in a fertilizer production plant in Texas which had huge impact. It looks like it was ammonium nitrate which exploded. This is used for producing fertilizer. But it is also quite explosive and can be used in pure form or mixed with other substances as explosive. The worst known accident with ammonium nitrate happened in 1921 in the Oppau-plant of BASF in Germany.

For feeding the current earth population the nitrogen holding compounds that are generated by natural processes and become available to the plants are not sufficient. Therefore it is necessary to rely at least for part of the agriculture on chemical fertilizers, implying the need of production, transport and storage of these substances, of which ammonium nitrate is an important example. So it should be better to make the plant working with ammonium nitrate safer than to refrain from working with this substance.

Schmalspurbahnen

In Deutschland nimmt man Schmalspurbahnen als Straßenbahnen wahr oder als Museumsbahnen. Das stimmt sicher auch meistens. Aber es gibt Länder, dei im großen Stil Schmalspurbahnen verwenden. Bekannt sind vielleicht Südafrika und Japan, die die Spurweite von 1067 mm für ihr Bahnnetz verwenden. Da sich diese Spurweite nicht für Geschwindigkeiten über 160 km/h eignet, hat man die Hochgeschwindigkeitsstrecken in Japan in Normalspur (1435 mm) gebaut. Japan hat ein extrem leistungsfähiges Bahnnetz, vor allem im Personenverkehr. In Südafrika fahren einige der schwersten Güterzüge auf diesen Schmalspurstrecken. Es gibt also durchaus Fälle jenseits von reinen Straßenbahnnetzen und Museumsbahnen. Letztlich war es wohl etwas billiger, ansonsten sind die Netze wohl auch historisch gewachsen und in einem Land ein einigermaßen einheitliches Streckennetz zu haben, ist auch von Vorteil. Es bleibt aber zwingend der Bruch beim Übergang zu Hochgeschwindigkeitszügen, was aber realistischerweise auch dort in gewissem Maße gilt, wo die Hochgeschwindigkeitszüge dieselbe Spurweite nutzen. Man muss sowieso oft vom Regionalzug auf die schnellen Zug umsteigen.

Es gibt aber auch in Europa noch Länder, die in größerem Stil Schmalspurbahnen einsetzen. Die Schweiz hat recht viele davon und hat z.B. mit dem Vereinatunnel und dem Furkabasistunnel in den letzten Jahrzehnten auch einige größere Investitionen in die Streckennetze vorgenommen. Schmalspurbahnen werden sowieso renoviert, es gibt punktuelle Verbesserungen und Abschnitte, die zweigleisig ausgebaut werden. In Bern gibt es die S-Bahnen S7, S8 und S9 (RSB), die auf schmalen Gleisen nach Norden und Osten fahren und zwar jeweils alle 15 Minuten, zur Hauptverkehrszeit sogar etwas öfter, was einen 5 Minutentakt auf dem Abschnitt ergibt, wo alle Strecken gebündelt sind. Und die Endstation der Schmalspurstrecke mit vier Gleisen im unteren Teil des Berner Bahnhofs ist chronisch überlastet wegen der vielen Fahrgäste… Nicht gerade typisch für Museumsbahnen, auch wenn der touristische Charakter bei einigen dieser Strecken nicht ganz von der Hand zu weisen ist.

Man findet also recht viele kleinere und größere Schmalspurnetze. Das größte ist die Rhätische Bahn und die Matterhorn-Gotthard-Bahn zwischen Schuls (Scoul), Tirano, St. Moritz, Göschenen und Zermatt. Dann gibt es ein Netz im Raum Appenzell-St. Gallen von den Appenzeller Bahnen, zuzüglich einige kurze schmalspurige Stichstrecken in der Gegend. Das Netz bei Bern ist schon erwähnt worden, es erstreckt sich bis Solothurn und dann weiter nach Langenthal. Aber man findet noch ungefähr ein Dutzend weitere kleinere und größere Schmalspurnetze (ohne Anspruch auf Vollständigkeit):

  • Von Luzern nach Interlaken-Ost und Engelberg
  • Im Jura mehrere kleine Netze
  • Bei Basel in Jura nach Waldenburg und via Terwil
  • zwischen Frauenfeld, Wil
  • Im Rhonetal bei Aigle sind recht viele Schmalspurstrecken versammelt, leider nicht optimal im Verlauf
  • Von Martinach (Martigny) nach Grenoble
  • Im Tessin bei Lugano
  • Die Forchbahn (S18) in Zürich, in der Stadt als Straßenbahn, außerhalb als Schmalspurbahn
  • Von Lausanne parallel zur N5 in Richtung Nordosten
  • Zwischen Zweisimmen, Montreux und Bulle
  • Von Domodossola nach Ascona
  • Südlich von Aarau nach Menziken und Schöftland
  • Westlich von Zürich von Dietikon nach Wohlen etwa parallel zur N1 Zürich – Bern
  • An beiden Rheinufern gibt es bei der Mündung in den Bodensee ehemals elektrifizierte Schmalspurstrecken, die aber stillgelegt oder nur noch museal sind
  • Einige Bergbahnen sind schmalspurige Zahnradbahnen, die zum Teil ganze Netze bilden, z.B. bei der kleinen Scheidegg, Pilatus, Brienz.

Hier sieht man eine Bild des Streckennetzes, einige Strecken scheinen zu fehlen, aber es ist ziemlich vollständig

Auch Spanien hat im Norden ein größeres Schmalspurnetz. In den meisten anderen Ländern findet man Schmalspurbahnen nur als kleine, relativ unbedeutende Inselnetze, bevorzugt vielleicht gerade auch dort, wo tatsächlich auf einer Meeresinsel ein Bahnnetz existiert, das sowieso vom Rest isoliert ist.

Die Schweiz und Spanien bevorzugen 1000 mm für die meisten Schmalspurbahnen.

Fahrenheit or Celsius

Deutsch

Fahrenheit is such an odd American unit like square foot, pound or gallon. Or even worse: cubic foot, who has three feet? Nobody needs this crap any more and we should all switch to the metric system. Habits take a generation or two for this, but it will come… So now it is the metric system we should all strive for and of course Celsius degrees instead of Fahrenheit. Physics classes become a lot easier… Freezing of water at 0°C, boiling at 100°C. And the intermediate range is divided evenly and the scale is extrapolated to the top and the bottom. Quite simple, right?

Unfortunately not quite true. We have indeed introduced the metric system in most industrialized countries in many areas, but the temperatures have actually been excluded. The metric unit for temperature is Kelvin (K) and not °C. The next question is what an even subdivision of the temperature scale really means. Ok, the lines on the thermometer should have equal distances, but what liquid are we using for the thermometer?
What is the melting point and boiling point of water? Even slight quantities of dissolved substances and the air pressure have quite significant influence on them. But this can all be described and the temperature scale is precise enough for practical purposes. But the real thing is Kelvin (K).

If we are not using the metric system for temperatures anyway, we should ask, why. Everybody knows it: The Kelvin temperatures are clumsy and unintuitive. To some extent it is also just a matter of habit.

Most measurement units that we encounter in our daily life are used in a wide range of magnitudes. Lengths can be millimeters and thousands of kilometers, which is all really part of our daily life, not just some lab stuff. Times can be seconds and years. Masses can be milligrams and tons. When talking about temperatures we like to know the temperature of water and air and how it feels, most of the time. The melting point of aluminum is by itself interesting and maybe even useful to know when doing a chemistry or physics exam, but for most of us it is not really part of our daily life.

But for the feeling of temperatures and mapping of the relevant range the Fahrenheit scale is almost perfect:

  • A temperature difference of 1°C feels quite significant, but 0.1°C seem like exaggeration. 1°F might be a perfect step
  • The freezing point of water can be of some interest, for example in order to know if it is possible to go swimming in a lake or if icy highways can be expected. But some other temperatures need to be considered interesting: Down to about 0°F it is still quite ok with moderate clothing to move around outside. For much lower temperatures serious equipment is needed or it is good to keep the time outside really very short.
  • Our body temperature is near 100°F and temperatures up to this seem to be quite warm, but still bearable for a longer period of time for most of us. If it is warmer than that, it really gets way too hot for most of us. This is especially true for water temperatures.

It is unlikely that a switch from Celsius to Fahrenheit will ever happen in any country. But from all these non-metric unit Fahrenheit is the one that I consider most reasonable, much better than Celsius.

When working with temperatures in scientific context, especially in physical chemistry, the advantages of going all the way for metric units show up. Many formulas become much simpler when using Kelvin, not so much because of the scaling factor and more because of the fact that this ugly summand can be eliminated.

So the theoretical max of the efficiency of a temperature powered engine is \frac{T_1-T_2}{T_1} or the ideal gas formula is p \cdot v_m = R_m \cdot T (intensive form) or p \cdot V = n \cdot R_m \cdot T (extensive form). The intensive form abstracts from the quantity by using the volume per mol instead of the volume. Actually I prefer that, because the extensive forms imply an integration over the volume and a homogeneity, while intensive quantities describe matter at one point or a small vicinity of one point, as long as we can still abstract from the granularity due to the molecules and atoms. Measurements like temperature and pressure start to make sense with certain large number of molecules. Or what is the pressure or temperature of a single molecule?

For conversions between Fahrenheit, Celsius and Kelvin the following special values can help:

  • -40^{\rm o}{\rm C} = -40^{\rm o}{\rm F}
  • 0^{\rm o}{\rm F} = -17\frac{7}{9}^{\rm o}{\rm C}
  • 0^{\rm o}{\rm C} = 32^{\rm o}{\rm F}
  • 10^{\rm o}{\rm C} = 50^{\rm o}{\rm F}
  • 20^{\rm o}{\rm C} = 68^{\rm o}{\rm F}
  • 30^{\rm o}{\rm C} = 86^{\rm o}{\rm F}
  • 100^{\rm o}{\rm F} = 37\frac{7}{9}^{\rm o}{\rm C}
  • 100^{\rm o}{\rm C} = 212^{\rm o}{\rm F}

From these the conversion formulas can be deduced, but they are not so hard either:

  • k = \frac{5}{9}(f+ 459.67)
  • f = \frac{9}{5}k - 459.67
  • k = c + 273.15
  • c = k - 273.15
  • f = \frac{9}{5}c+32
  • c = \frac{5}{9}(f - 32)

k, f and c are the temperatures in K, °C and °F, respectively.

Bahnverkehr in Zürich

Für eine Stadt mit etwas 400’000 Einwohnern hat Zürich einen recht großen Hauptbahnhof, der übrigens als einziger in der Schweiz regelmäßig so genannt wird. In Winterthur heißt nur die Bushaltestelle davor „Hauptbahnhof“, der Bahnhof heißt einfach „Winterthur“.

Es gibt 16 Kopfgleise nebeneinander mit den Gleisnummern 3 bis 18. So kennt man diese Zahlen auch auf italienisch, weil gelegentlich mehrsprachige Ansagen für Züge verwendet wurden, die ins Tessin oder nach Italien fahren. In den späten 80er-Jahren ist ein S-Bahn-Tunnel unter dem Hauptbahnhof mit weiteren vier Gleisen im Norden eröffnet worden, die heute die Nummern 41-44 haben. Dieser Bahnhofsteil feiert 2014 etwa in dieser Zeit sein 25-jähriges Jubiläum. 1986 konnte man bereits sehen, dass der neue S-Bahn-Tunnel in Bau war und es stand dort ein Schild, dass auf eine entsprechende Volksabstimmung zur Bewilligung der Gelder verwies.

Zwischen den Gleisen an der Oberfläche und den unterirdischen Gleisen fließt der Fluss Sihl hindurch. Weitere zwei unterirdische Gleise (21 und 22) enden im Süden und führen für die S-Bahn auf den Üetliberg und durch das Sihltal. Auf dem ersten Kilometer verläuft diese Strecke unterhalb der Sihl oder untirdisch daneben, bevor sie an die Oberfläche kommt und an die schon viel früher vorhandenen Streckenabschnitte anknüpft, die man früher vom Hauptbahnhof nur mit der Straßenbahn erreichen konnte. Nun waren diese 24 Gleise nicht ausreichend und man wollte die Zufahrtsstrecken auch erweitern. So fügte man vier kürzere, leicht zurückgesetzte Gleise 51-54 im Süden an (Sihlpost) und erweiterte auch die Brücken für die Zufahrt im Gleisfeld aus Oerlikon im Norden, nicht aber die eigentliche Strecke. Da war der Widerstand groß und es stellte sich als günstigere Lösung heraus einen dritten zweigleisigen Tunnel in S-Form zu bauen, der unter dem Hauptbahnhof hindurch nach Osten führt und dann in einer Kurve nach Nordwesten zum Stadtteilbahnhof Oerlikon. Dazu gibt es dann unterirdisch die neuen Gleise 31-34. Gleichzeitig werden weitere unterirdische Passagen erstellt oder vorhandene erweitert.

Die Sihlpostgleise 51-54 gelten nur als Provisorium, bis die unterirdische Erweiterung fertig ist, es soll also bei 28 Gleisen bleiben. Die unmittelbaren Zufahrtsstrecken sind nun vier Gleise nach Thalwil im Süden (und weiter nach Graubünden oder zum Gotthardtunnel), sehr viele Gleise und Gleisanlagen nach Altstetten im Westen und von dort vier Gleise weiter nach Westen und zwei nach Süden, mit dem Weinbergtunnel sechs Gleise nach Oerlikon, wo es sich aufteilt in drei verschiedene Strecken nach Winterthur, eine nach Bülach und Schaffhausen und eine weitere, die nach Westen führt. Nach Osten führt ein zweigleisiger Tunnel, der sich wiederum aufteilt in Strecken nach Winterthur, zum nördlichen Zürichseeufer und in das östlich gelegene Gebiet dazwischen.

Grundsätzlich sind die S-Bahnen überwiegend im Mischverkehr mit anderen Zügen geführt und es gibt nur wenige Gleise, die fast ausschließlich von S-Bahnen benutzt werden.

Der Weinbergtunnel soll im Sommer 2014 eröffnet werden.

Außer dem Hauptbahnhof gibt es in Zürich noch einige andere wichtige Bahnhöfe. Zürich-Flughafen liegt schon in der Nachbargemeinde Kloten. Aber Oerlikon, Hardbrücke, Tiefenbrunnen, Stettbach, Wiedikon, Wollishofen, Enge und Altstetten sind relativ wichtige Bahnhöfe außer dem Hauptbahnhof, außerdem gibt es noch einige andere. Die Bahn, vor allem in Form der S-Bahn, ist also ein duchaus brauchbares innerstädtisches Verkehrsmittel, obwohl fast überall parallel dazu auch Straßenbahnen zur Verfügung stehen, seit ein paar Jahren sogar auf einer Linie bis zum Flughafen.