Simulationsergebnisse PfA 1 - bahnprojekt-stuttgart-ulm.de · Inhalt 2 Simulationsergebnisse PfA 1.3b · 459-002 · Aachen · 08. März 2019 4 Sensitivitätsanalyse Fahrzeitreserven

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Simulationsergebnisse PfA 1.3bEike Hennig, Dr. Thorsten Büker

EBWU PfA 1.3b

Aachen, 08. März 2019

Inhalt

Simulationsergebnisse PfA 1.3b · 459-002 · Aachen · 08. März 20192

Sensitivitätsanalyse Fahrzeitreserven4

Ergebnisse EBWU PfA 1.3b3

Simulationsprämissen2

Ausgangslage1

Infrastruktur

Infrastrukturzuschnitt

Stuttgart Hbf

Stuttgart Vaihingen

Neuhausen

Horb

Plochingen

Tübingen

Ulm

Weitere Angaben zur Infrastruktur

Infrastrukturplanung Abschnitt PfA 1.3b gemäß Planung 2/2018

Stuttgart Vaihingen wird gemäß aktueller Ausbauplanung (insbesondere

Mittelbahnsteig zwischen Gleis 4 und Gleis 6) unterstellt

Stuttgart Flughafen Terminal wird mit flexibler und fixer Gleisnutzung

betrachtet

Ausgangslage


Fahrplan

Personenverkehr Abschnitt Stuttgart Hbf – Horb

Gemäß Variante B.0 (BVWP-Variante) aus dem „Gäubahngutachten 8/2016“

S-Bahnen gemäß Abstimmung mit dem VRS 11/17

Im Vergleich zum „Gäubahngutachten“ gibt es aufgrund der fixen

Gleisnutzung in Stuttgart Flughafen Terminal Anpassungen im

Regionalverkehr nach Norden. Diese Anpassungen werden nach Möglichkeit

auch in der flexiblen Gleisnutzung unterstellt.

Personenverkehr Abschnitt Stuttgart Hbf – Ulm

Gemäß „Zielkonzept ITF BW 2025 mit Bedarfsplaninfrastruktur“

Personenverkehr Abschnitt Stuttgart Hbf – Tübingen

Gemäß „Zielkonzept ITF BW 2025 mit Bedarfsplaninfrastruktur“

Zusätzliche HVZ-Verstärker Metzingen – Flughafen – Stuttgart

RegionalStadtBahn Neckar-Alb gemäß RSB Modul 1

Ausgangslage


Fahrplan

Stuttgart Hbf – Flughafen – Böblingen (Grundtakt)

Der Güterverkehr ist

im Ausschnitt nicht

(gesamthaft)

dargestellt, im System

aber vorhanden.

Stuttgart Hbf Flughafen Terminal Böblingen

Ausgangslage


Fahrplan

Stuttgart Hbf – Flughafen – Tübingen (Grundtakt)

Stuttgart Hbf Flughafen NBS Tübingen Hbf

Der Güterverkehr ist

im Ausschnitt nicht

(gesamthaft)

dargestellt, im System

aber vorhanden.

Ausgangslage


Fahrplan

Stuttgart Hbf – Ulm (Grundtakt)

Stuttgart Hbf Flughafen NBS Ulm Hbf

Ausgangslage


Fahrplan

Strömungsgrafik Personenverkehr Abschnitt PfA 1.3b

Nur Personenverkehr

im Auswertezeitraum

(07 -11 Uhr) dargestellt.

Abzw. Heerstraße Flughafen Terminal Böblingen

Ausgangslage


Fahrplan

Gleisbelegung Flughafen Terminal

08:00

08:15

08:30

08:45

09:00

09:15

09:30

TBO

TS F

TETD

TFIL

TBO

TS F

TETD

TFIL

TETD

TFIL

TBO

TS F

TETD

S3

TETD

S3

TFIL

TETD

S2

TETD

TETD

S3

TETD

TFIL

TETD

S2

TFIL

TETD

S2

TETD

TS F

TBO

TS F

TBO

TS F

TBO

TS F

TBO

TS F

IC

L1

L11

L1

L1

L11

IC

L11

701 702 703

08:00

08:15

08:30

08:45

09:00

09:15

09:30

TETD

TFIL

S2

TETD

TFIL

S2

TETD

TFIL

S2

TFIL

TS F

TBO

L11

TBO

TS F

L11

TS F

TBO

IC

TS F

IC

TBO

TS F

L1

TBO

TS F

L1

TS F

TBO

L1

TS F

TBO

L11

TETD

S3

TFIL

TETD

S2

TETD

TETD

TFIL

TETD

S2

TETD

TFIL

TETD

S2

TETD

S3

TETD

S3

701 702 703

Fixe Gleisbelegung Flexible Gleisbelegung

Ausgangslage


Fahrplan

Güterverkehrstrassen gemäß Prognose im Simulationszeitraum

6-12 Uhr

Güterzugkonfigurationen

Plochingen – Tübingen: BR185-2.2, 740 m, 1600 t

Vaihingen – Böblingen: BR185-2.2, 640 m, 1380 t

Es werden keine

Güterzüge auf der

NBS in der

morgendlichen HVZ

unterstellt.

Abschnitt Richtung Gegenrichtung

Plochingen – Wendlingen 2 2

Wendlingen – Tübingen 1 0

Vaihingen – Böblingen 1 1

Böblingen – Horb 3 2

Annahmen für den

Güterverkehr:

- Halt für 740 m Züge

in Tübingen

Güterbahnhof

möglich

- Zusätzliches

Blocksignal in

Bempflingen (km

21,000) in beiden

Richtungen

Ausgangslage


Inhalt





Ausgangslage1

Simulationsprämissen

Nr. Prämissen und Parameter

1 Auswerteraum spannt sich über folgende Knoten auf: Stuttgart Hbf,

Stg-Vaihingen, Horb, Plochingen, Tübingen, Ulm

2 Fahrplan (Basis = Zielkonzept 2025) gemäß Abstimmung mit VM

Baden-Württemberg. Beinhaltet HVZ-Verstärker aus Metzingen nach

Stuttgart Hbf (2 Einzellagen nur in Richtung Stuttgart aufgrund des

gewählten Simulationszeitraums (morgendliche Lastrichtung))

3 S-Bahn Fahrzeiten gemäß Abstimmung VRS (November 2017)

4 S-Bahn Erweiterung nach Neuhausen unterstellt, S-Bahn

Mindestwendezeit Terminal = 5 Minuten, Mindesthaltezeit S-Bahn

30 Sekunden

5 Gleisnutzung Terminal Flughafen:

- Variante 1: flexible Gleisnutzung (RE/MEX Gleis 1 & 3)

- Variante 2: nicht flexible Gleisnutzung (RE/MEX Gleis 3)

6 Abfertigungszeit FV = 30 s, Nahverkehr = 15 s, S-Bahnen = 12 s


Bei flexibler

Gleisnutzung sind alle

Fahrwege über Gleis 1

oder Gleis 3

zugelassen.




7 GV-Zahlen aus BVWP-Prognose 2030, Tageszeitscheibe

heruntergebrochen auf 6 Stunden Untersuchungszeitraum

(Abstimmung mit Herrn Kaspar).

8 Einbruchsverspätung:

- Plochingen & Tübingen gemäß historischen Betriebsdaten

01.06.2017 - 30.09.2017 (I.NMF 34 vertreten durch Frau Fechner

27.04.2018)

- Horb gemäß parallelen Simulationsstudien (hohes Niveau) *

- Übrige Einbruchverspätungen gemäß den hohen

Einbruchsverspätungen aus Richtlinie R405

9 Haltezeitverlängerungen (hohes Niveau) gemäß Richtlinie R405

eingestreut

10 Verspätungsabbau durch Nutzung des Regelzuschlags wird nicht

zugelassen

11 Disporegeln gemäß Richtlinie R420

12 Auswertezeitraum 7-11 Uhr (4 Stunden gemäß Angebot)

* Infrastrukturmodell

beinhaltet Gäubahn

bis Schaffhausen.





13 Es werden mindestens 100 Simulationsläufe ausgewertet **

14 (Mindest-) Haltezeiten in Stuttgart Flughafen Terminal betragen im

SPNV und SPFV jeweils 120 Sekunden

15 Bauzuschläge:

- In der Basisvariante sind keine Bauzuschläge berücksichtigt.

- In der „Sensitivitätsanalyse Fahrzeitreserven“ sind 25 % der

vorhandenen Fahrzeitreserven in Bauzuschlag umgewandelt und

werden nicht zum Verspätungsabbau genutzt.

- In beiden Fällen sind die Haltezeitreserven identisch.

Simulationsprämissen sind von I.NMF 34 bestätigt.

Das gewählte Vorgehen zum Thema Bauzuschlag ist aufgrund fehlender detaillierter

Angaben zum Bauzuschlag seitens I.NMF 34 vertretbar.



** Die Sensitivitäts-

analyse wurde aufgrund

von Schnittmengen-

bildung nur über ca. 90

Simulationsläufe

ausgewertet. Diese

Menge reichte aus um

die Stabilität des

Fahrplans zu

bestätigen.

Inhalt





Ausgangslage1

Ergebnisse EBWU PfA 1.3b

Verspätungsentwicklungen im Bahnhofskopf Flughafen

Premium: <0 min/Z || wirtschaftlich-optimal: 0 min/Z < 1 min/Z (Strecke) und 0 min/Z <30s/Z (Bahnhofskopf) || mangelhaft: > 1 min/Z

Linie Relation Auswerteabschnitt Mittlere Verspätungsdifferenz

pro Zug (Abfahrt bis Ankunft)

Fixe

Gleisnutzung

Flexible

Gleisnutzung

S2 Stuttgart Hbf – Neuhausen Echterdingen – Flughafen 0 s 0 s

S2 Stuttgart Hbf – Neuhausen Flughafen – Filderstadt -27 s -27 s

S2 Neuhausen – Stuttgart Hbf Filderstadt – Flughafen 1 s 1 s

S2 Neuhausen – Stuttgart Hbf Flughafen – Echterdingen 0 s 0 s

S3 Stuttgart Hbf – Flughafen Echterdingen – Flughafen -1 s -1 s

S3 Flughafen – Stuttgart Hbf Flughafen – Echterdingen 0 s 0 s

SPNV Stuttgart Hbf – Horb X414 – Flughafen 2 s -5 s

SPNV Stuttgart Hbf – Horb Flughafen – Echterdingen -6 s -14 s

SPNV Horb – Stuttgart Hbf Echterdingen – Flughafen 22 s -3 s

SPNV Horb – Stuttgart Hbf Flughafen – X414 -21 s -1 s

SPFV Stuttgart Hbf – Zürich X414 – Flughafen 13 s 2 s

SPFV Stuttgart Hbf – Zürich Flughafen – Echterdingen 0 s 0 s

SPFV Zürich – Stuttgart Hbf Echterdingen – Flughafen 17 s 13 s

SPFV Zürich – Stuttgart Hbf Flughafen – X414 -27 s -28 s

-7 s

-8 s

-25 s

+20 s

Beide Varianten halten

Grenzwerte im

Bahnhofskopf ein.

Flexible Gleisnutzung

für SPFV und SPNV

vorteilhaft.

-11 s

-4 s

-1 s



Verspätungsentwicklungen über den Bereich Flughafen Terminal *




Fixe

Gleisnutzung

Flexible

Gleisnutzung

S2 Stuttgart Hbf – Neuhausen Echterdingen – Filderstadt -46 s -48 s

S2 Neuhausen – Stuttgart Hbf Filderstadt – Echterdingen -1 s -2 s

SPNV Stuttgart Hbf – Horb X414 – Echterdingen 12 s -1 s

SPNV Horb – Stuttgart Hbf Echterdingen – X414 2 s -15 s

SPFV Stuttgart Hbf – Zürich X414 – Echterdingen 24 s 12 s

SPFV Zürich – Stuttgart Hbf Echterdingen – X414 5 s 1 s

-17 s

-12 s

-4 s

-13 s

* Ausgewertet wird die

Verspätung bei

zurückliegender

Abfahrt bis zu

nachfolgender Ankunft

im Auswerteabschnitt.

-1 s

-2 s


Grenzwerte ein.


ist für den SPNV und

SPFV leicht vorteilhaft.



Verspätungsentwicklungen über den Bereich PfA 1.3b




Fixe

Gleisnutzung

Flexible

Gleisnutzung

S2 Stuttgart Hbf – Neuhausen Vaihingen – Neuhausen 0 s 0 s

S2 Neuhausen – Stuttgart Hbf Neuhausen – Vaihingen -11 s -11 s

S3 Stuttgart Hbf– Flughafen Vaihingen – Flughafen 8 s 8 s

S3 Flughafen – Stuttgart Hbf Flughafen – Vaihingen 5 s 8 s

SPNV Stuttgart Hbf – Horb Abzw. Heerstraße – Böblingen 19 s 12 s

SPNV Horb – Stuttgart Hbf Böblingen – Abzw. Heerstraße -11 s -22 s

SPFV Stuttgart Hbf – Zürich Abzw. Heerstraße – Böblingen 38 s 26 s

SPFV Zürich – Stuttgart Hbf Böblingen – Abzw. Heerstraße 24 s 14 s


Grenzwerte ein.




+3 s

-7 s

-11 s

-12 s

-9 s


Folgende Abweichungen zum „Gäubahngutachten“ (08/16) haben

einen negativen Einfluss:

Gesteigerte Güterverkehrsmenge (aus BVWP 2030)

Leicht veränderte S-Bahnfahrlagen + inkl. Anpassung der Mindesthaltezeiten

(Abstimmung mit VRS)

Unterschiedliche Modellierung der fixen Gleisnutzung (aktuell keine

Reduzierung der Haltezeit)

Folgende Abweichungen zum „Gäubahngutachten“ (08/16) haben

einen positiven Einfluss :

Angepasste Infrastruktur (im Bereich PfA 1.3b & Neckarhausen)

Überarbeitetes NeiTech-VzG


Tendenz der Verspätungsentwicklung bleibt ähnlich zum Gäubahngutachten (08/16) und

wird teilweise außerhalb des Betrachtungsraums abgebaut. !Simulationsergebnisse PfA 1.3b · 459-002 · Aachen · 08. März 201919

Infrastrukturbezogene Behinderungen – fixe Gleisnutzung

Auf dem Gleis 3 in Stuttgart Terminal gibt es bei fixer Gleisnutzung in Fahrtrichtung

Norden durchschnittlich 9,8 Minuten Behinderungszeit je Simulationslauf (> 1 min/h).

Ergebnisse EBWU PfA 1.3b (fix)

Durchschnittliche

Behinderungszeit

pro Lauf *:

< 1 Minute

< 3 Minuten

< 6 Minuten

< 10 Minuten

< 15 Minuten

> 15 Minuten

* Bezogen auf den

Simulationszeitraum

von 6 bis 12 Uhr.

RiL 405 gibt vor, dass

der Schwellwert von

einer Minute

infrastrukturbezogener

Behinderung pro

Stunde nach

Möglichkeit nicht

überschritten werden

soll.


Die Ergebnisse der EBWU zeigen, dass die „wirtschaftlich optimale Betriebsqualität“ auch ohne eine

zusätzliche Weichenverbindung im Westkopf des Bahnhofs Flughafen Terminal erreicht werden kann.

Ein positiver Nutzen dieser möglichen Weichenverbindung ist aber besonders für den Falle einer

verspäteten S-Bahn in Richtung Terminal und der Kreuzung durch den Regionalverkehr zu erwarten.!

Infrastrukturbezogene Behinderungen – flexible Gleisnutzung

Bei flexibler Gleisnutzung reduziert sich die maximale durchschnittliche

Behinderungszeit in Stuttgart Terminal auf 2,2 Minuten je Simulationslauf (< 1 min/h).

Ergebnisse EBWU PfA 1.3b (flex)

Durchschnittliche

Behinderungszeit

pro Lauf *:

< 1 Minute

< 3 Minuten

< 6 Minuten

< 10 Minuten

< 15 Minuten

> 15 Minuten

* Bezogen auf den

Simulationszeitraum

von 6 bis 12 Uhr.

RiL 405 gibt vor, dass

der Schwellwert von

einer Minute

infrastrukturbezogener

Behinderung pro

Stunde nach

Möglichkeit nicht

überschritten werden

soll.


Die Ergebnisse der EBWU zeigen, dass die „wirtschaftlich optimale Betriebsqualität“ auch ohne eine

zusätzliche Weichenverbindung im Westkopf des Bahnhofs Flughafen Terminal erreicht werden kann.

Ein positiver Nutzen dieser möglichen Weichenverbindung ist aber besonders für den Falle einer

verspäteten S-Bahn in Richtung Terminal und der Kreuzung durch den Regionalverkehr zu erwarten.!


Würdigung der Simulationsergebnisse

Die Verspätungsentwicklung aller Linien liegt im Bereich des PfA 1.3b im

wirtschaftlich optimalen Bereich (oder sogar besser).

Flexible Gleisnutzung ist vorteilhaft für Regional- und Fernverkehr und

zugleich nicht nachteilig für die S-Bahnen.

Die infrastrukturbezogenen Behinderungen verteilen sich bei flexibler

Gleisnutzung wesentlich gleichmäßiger auf die Gleise 1 und 3 in Flughafen

Terminal als bei fixer Gleisnutzung.

Auswertung erfolgt im

Bereich Böblingen /

Vaihingen / Neuhausen

/ Abzweig Heerstraße.

Fahrzeitreserven

können gesamthaft

zum Verspätungsabbau

genutzt werden.


Inhalt





Ausgangslage1

Sensitivitätsanalyse

Randbedingungen

DB Netz AG fordert für die Strecke Stuttgart – Singen – Schaffhausen einen

Mindestbauzuschlag von 5,5 Minuten.

Eine genaue Verteilung der Bauzuschläge ist nicht bekannt.

Daher werden zur näherungsweisen Abbildung jeweils 25 % der

vorhandenen Fahrzeitreserven (für jeden Zug) in Bauzuschlag

umgewandelt.

Fahrplanzeiten werden beibehalten.

Bauzuschlag wird in der Simulation nicht zum Verspätungsabbau genutzt.

Die Auswirkungen der reduzierten Fahrzeitreserven sind für die

Infrastrukturbezogenen Behinderungen so gering, dass eine erneute

Auswertung nicht durchgeführt wird.



Vorgehen ist aufgrund

des Betrachtungs-

raums und der nicht

immer durchgehenden

Linien bis

Schaffhausen

vertretbar.


Verspätungsentwicklungen im Bahnhofskopf Flughafen




Fixe

Gleisnutzung

Flexible

Gleisnutzung

S2 Stuttgart Hbf – Neuhausen Echterdingen – Flughafen - 1 s -1 s

S2 Stuttgart Hbf – Neuhausen Flughafen – Filderstadt -23 s -23 s

S2 Neuhausen – Stuttgart Hbf Filderstadt – Flughafen 2 s 1 s

S2 Neuhausen – Stuttgart Hbf Flughafen – Echterdingen 0 s 0 s

S3 Stuttgart Hbf– Flughafen Echterdingen – Flughafen -1 s -1 s

S3 Flughafen – Stuttgart Hbf Flughafen – Echterdingen 1 s 1 s

SPNV Stuttgart Hbf – Horb X414 – Flughafen 5 s -3 s

SPNV Stuttgart Hbf – Horb Flughafen – Echterdingen -5 s -11 s

SPNV Horb – Stuttgart Hbf Echterdingen – Flughafen 22 s -2 s

SPNV Horb – Stuttgart Hbf Flughafen – X414 -17 s -1 s

SPFV Stuttgart Hbf – Zürich X414 – Flughafen 17 s 2 s

SPFV Stuttgart Hbf – Zürich Flughafen – Echterdingen 0 s 0 s

SPFV Zürich – Stuttgart Hbf Echterdingen – Flughafen 22 s 15 s

SPFV Zürich – Stuttgart Hbf Flughafen – X414 -23 s -24 s

-8 s

-6 s

-24 s

+16 s

-15 s

-7 s

-1 s

-1 s



Grenzwerte im

Bahnhofskopf ein.


für SPFV und SPNV

vorteilhaft.



Verspätungsentwicklungen über den Bereich Flughafen Terminal *




Fixe

Gleisnutzung

Flexible

Gleisnutzung

S2 Stuttgart Hbf – Neuhausen Echterdingen – Filderstadt -44s -45 s

S2 Neuhausen – Stuttgart Hbf Filderstadt – Echterdingen 0 s -1 s

SPNV Stuttgart Hbf – Horb X414 – Echterdingen 16 s 5 s

SPNV Horb – Stuttgart Hbf Echterdingen – X414 9 s -10 s

SPFV Stuttgart Hbf – Zürich X414 – Echterdingen 29 s 11 s

SPFV Zürich – Stuttgart Hbf Echterdingen – X414 14 s 8 s

-19 s

-18 s

-6 s

-11 s


-1 s

-1 s

* Ausgewertet wird die

Verspätung bei

zurückliegender

Abfahrt bis zu

nachfolgender Ankunft

im Auswerteabschnitt.


Grenzwerte ein.





Stuttgart – Böblingen

Verspätungsentwicklungen über den Bereich PfA 1.3b




Fixe

Gleisnutzung

Flexible

Gleisnutzung

S2 Stuttgart Hbf – Neuhausen Vaihingen – Neuhausen 3 s 5 s

S2 Neuhausen – Stuttgart Hbf Neuhausen – Vaihingen -7 s -9 s

S3 Stuttgart Hbf– Flughafen Vaihingen – Flughafen 11 s 11 s

S3 Flughafen – Stuttgart Hbf Flughafen – Vaihingen 10 s 11 s

SPNV Stuttgart Hbf – Horb Abzw. Heerstraße – Böblingen 23 s 17 s

SPNV Horb – Stuttgart Hbf Böblingen – Abzw. Heerstraße -1 s -12 s

SPFV Stuttgart Hbf – Zürich Abzw. Heerstraße – Böblingen 41 s 29 s

SPFV Zürich – Stuttgart Hbf Böblingen – Abzw. Heerstraße 51 s 41 s



Grenzwerte ein.




+2 s

-2 s

+1 s

-6 s

-11 s

-12 s

-10 s


Zusammenfassung

Würdigung der Ergebnisse

Die Verspätungsentwicklung aller Linien im Bereich des PfA 1.3b liegt

weiterhin im wirtschaftlich-optimalen Bereich (oder sogar besser).

Verspätungsaufbau auf den ausgewerteten Abschnitten nimmt leicht zu.

Die Veränderung des Verspätungszuwachses in der „Sensitivitätsanalyse

Fahrzeiten“ liegt meisten bei maximal 10 – 15 Sekunden im Vergleich zur

Basisvariante. Dies ist allerdings stark abhängig von den zur Verfügung

stehenden Fahrzeitreserven im Auswerteabschnitt.

Flexible Gleisnutzung ist vorteilhaft für Regional- und Fernverkehr und

zugleich nicht nachteilig für die S-Bahnen.

In keinem der ausgewerteten Abschnitte verschlechtert sich die Betriebs-

qualität so sehr, dass sie im mangelhaften Qualitätsbereich liegt.

Die infrastrukturbezogenen Behinderungen verteilen sich bei flexibler

Gleisnutzung wesentlich gleichmäßiger auf die Gleise 1 und 3 in Flughafen

Terminal als bei fixer Gleisnutzung.


Fahrzeitreserven

können zu 75 % zum

Verspätungsabbau

genutzt werden. Die

übrigen 25 % werden

als nicht zum

Verspätungsabbau

nutzbarer Bauzuschlag

unterstellt.

Auswertung erfolgt im

Bereich Böblingen /

Vaihingen /

Neuhausen / Abzweig

Heerstraße.


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