FORSCHUNGSVORHABEN. Ermittlung des Einflusses der Infrastruktur auf die Zuverlässigkeit des Verkehrsablaufs für den Verkehrsträger Schiene.

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1 FORSCHUNGSVORHABEN Ermittlung des Einflusses der Infrastruktur auf die Zuverlässigkeit des Verkehrsablaufs für den Verkehrsträger Schiene Seite 1

2 1 Ausgangslage Im Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) besteht die Aufgabe, einen neuen Bundesverkehrswegeplan (BVWP) aufzustellen. Der angestrebte Termin der Fertigstellung ist das Jahr Um die gesamtwirtschaftliche Bedeutung erwogener Infrastrukturvorhaben zu ermitteln, werden mögliche verkehrliche Wirkungen anhand von Verkehrsmodellen ermittelt und darauf aufbauend Nutzen-Kosten-Analysen durchgeführt. Im Rahmen der Neuauflage des Bundesverkehrswegeplans werden mehrere Forschungsprojekte zur Überprüfung bzw. Weiterentwicklung der Methodik durchgeführt. Ein in der internationalen und nationalen Literatur häufig diskutierter Indikator in Nutzen- Kosten-Analysen ist die Zuverlässigkeit des Verkehrsablaufs. Verkehrsinfrastrukturprojekte wirken nicht nur auf die Reise- und Transportzeiten, sondern auch auf deren Zuverlässigkeit. Verkehrssituationen werden dadurch besser prognostizierbar, was sowohl für termingebundene Fahrten des Personenverkehrs (z.b. Geschäftsreiseverkehr) als auch für Fahrten des Güterverkehrs insbesondere bei begrenzten Lieferzeitfenstern und produktionsorientierten Lieferregimen (z.b. Just-in- Time) gilt. Die Zuverlässigkeit des Verkehrsablaufs wurde bisher nicht systematisch im Rahmen der BVWP-Bewertungsverfahren berücksichtigt. Das BMVBS hat daher in einer Vorstudie 1 prüfen lassen, ob eine Integration dieser Komponente in die Nutzen-Kosten-Analyse des BVWP 2015 möglich ist. Die Vorstudie hat eine Definition für Zuverlässigkeit ermittelt und Ansätze zur Umsetzung im Rahmen eines Bewertungsverfahrens geliefert. Diese Vorschläge sind nun in einem Folgeprojekt in eine geschlossene Methodik und darauf aufbauend in ein anwendbares Verfahren für den Verkehrsträger Schiene für den BVWP 2015 zu überführen. 1 Studie steht auf den Internetseiten des BMVBS zum Herunterladen bereit: Seite 2

3 2 Leistungsumfang 2.1 Kurzbeschreibung Im Rahmen des vorliegenden Forschungsprojektes soll auf Basis der Vorstudie Zuverlässigkeit (Significance et al. 2012) eine geschlossene Methodik und darauf aufbauend ein anwendbares Verfahren für den Verkehrsträger Schiene entwickelt werden. Die Vorstudie erstreckte sich auf alle drei Verkehrsträger und hierbei auf - die Methodik zur Ermittlung eines monetären Wertes für Zuverlässigkeit, - die Methodik zur Mengenseite, nämlich die Abbildung des Effektes von Infrastrukturprojekten auf Zuverlässigkeit und die Identifikation der hierfür relevanten Eigenschaften der Infrastruktur sowie - die Nachfragereaktion der Nutzer bei Änderungen der Zuverlässigkeit. Das vorliegende Forschungsprojekt beschränkt sich auf den Verkehrsträger Schiene und hierbei auf die mengenseitige Ermittlung der Wirkung von Infrastrukturprojekten auf die Zuverlässigkeit. Die weiteren Aspekte werden in separaten Projekten bearbeitet. Ziel ist es ein Berechnungsverfahren zu entwickeln, das ausgehend von den in Significance et al. (2012) geleisteten Vorarbeiten den Zusammenhang zwischen Schieneninfrastrukturausstattung bzw. -projekten und den auftretenden Reisezeitunzuverlässigkeiten für die Reisenden und die zu transportierenden Güter im Schienenverkehr erklärt. Dafür sind u.a. die Verspätungsdaten der DB Netz AG auszuwerten und die Zusammenhänge zwischen Infrastruktureigenschaften und Zuverlässigkeit zu analysieren. Der Auftragnehmer hat die Methodik so zu entwickeln und alle entsprechenden Vorarbeiten zu leisten, dass das Verfahren im Rahmen der Bewertung des BVWP 2015 anwendbar ist, d.h. ein Indikator oder ein Satz von Indikatoren für die Zuverlässigkeit beim Verkehrsträger Schiene mengenmäßig mit vertretbarem Aufwand berechenbar ist und diskriminierungsfrei durch Dritte umgesetzt werden kann. Dies erfordert eine detaillierte Verfahrensanleitung und Beschreibung der In- und Outputgrößen. 2.2 Leistungen im Einzelnen Seite 3

4 2.2.1 Arbeitspaket 1 (Feinkonzept) Im ersten Arbeitspaket soll der Gutachter ein Feinkonzept zur Entwicklung einer geschlossenen und in einem Bewertungsverfahren umsetzbaren Methodik aufstellen, mit dem im BVWP 2015 das Zuverlässigkeitsmengengerüst berechnet werden kann. Das Feinkonzept soll dabei sowohl die Vorgehensweise zur Entwicklung der Berechnungsmethodik umfassen als auch darstellen, wie die vorgeschlagene Methodik in der Bewertung später anzuwenden ist. Das Feinkonzept bildet somit den Rahmen der weiteren Arbeiten und wird kontinuierlich angepasst. Bei Projektbeginn dient es als Orientierung für Auftraggeber und nehmer zur Durchführung der Untersuchung, indem es insbesondere Randbedingungen und Entscheidungspunkte der Arbeiten aufzeigt. Es ist darzulegen, mit welchen grundsätzlichen Messgrößen die Zuverlässigkeit erfasst werden soll. Gegen Ende der Arbeiten wird das Feinkonzept mehr und mehr in die endgültige Methodenbeschreibung überführt Arbeitspaket 2 (Datenauswertung) Wesentliche Grundlage für die Auswertung bilden die LeiDis-Verspätungsdaten der DB Netz AG aus dem Analysejahr Sofern es für die Methode erforderlich ist, können nach Rücksprache mit dem Auftraggeber weitere Datensätze (z. B. LeiDis-Daten für weitere Jahre) zur Verfügung gestellt werden. In einem ersten Schritt soll zunächst untersucht werden, wie sich Verspätungen im Bahnnetz unter Berücksichtigung von Streckenabschnitten und Knoten sowie deren spezifischer Eigenschaften auf- und abbauen. Dabei ist zu beachten, dass Verspätungsursachen vielfältig sind (z.b. Probleme des rollenden Materials, Baustellen, Witterung, mangelnde Kapazität, Geschwindigkeitskonzeption der Strecken) und sich in ursächliche und Folgeverspätungen unterscheiden lassen. Die Verspätungsursachen und Verstärkungsfaktoren für Folgeverspätungen sollen insbesondere dahingehend untersucht werden, ob diese durch Investitionen des Bundes in die Netzinfrastruktur beseitigt werden könnten. Es ist ein Vorschlag für die Abgrenzung der zu berücksichtigenden Verspätungen im Rahmen des BVWP zu erarbeiten. Vermutlich ist die Problematik von Verspätungsauf- und -abbau nicht im Gesamtnetz ein gleich stark auftretendes Problem, sondern kann auf Basis von Teilnetzen analysiert werden. Trotzdem steht bei der zu entwickelnden Methodik der relationsbezogene (auf längere Reisen bzw. Transportwege bezogene) Ansatz der Zuverlässigkeit im Vordergrund. Der Auftragnehmer hat daher eine Vorgehensweise zu entwickeln, die teilnetzbezogene Seite 4

5 Analysen mit Zuverlässigkeitsaussagen auf Relationen verbindet. Die benötigten Daten in Art und Umfang sind mit DB Netz zu vereinbaren und im Angebot zu benennen Arbeitspaket 3 (Entwicklung von funktionalen Zusammenhängen) In einem zweiten Schritt sollen die Daten des Verspätungsauf- und -abbaus mit den Netzeigenschaften in Verbindung gesetzt werden. Dafür kann das umlegungsfähige Schienennetzmodell des Bundes für das Analysejahr 2010 genutzt werden, das auf dem Strecken- und Knotennetz STREDA.X der DB Netz AG basiert. Der Auftragnehmer soll funktionale Zusammenhänge zwischen den Strecken-/Knoteneigenschaften und den Messgrößen entwickeln, mit denen gemäß der Arbeitshypothese aus dem Feinkonzept (AP1) die Zuverlässigkeit erfasst werden soll. Mit Hilfe dieser Messgrößen müssen Zuverlässigkeitseffekte von Infrastrukturmaßnahmen prognostizierbar sein. Der Indikator Zuverlässigkeit ist eine relations- bzw. routenbezogene Größe. Sollte der Auftragnehmer die Indikatoren- bzw. Messgrößenentwicklung zunächst auf der Basis von einzelnen Streckenabschnitten bzw. Streckenzügen homogener Streckentypen durchführen, ist darzulegen, mit welchen mathematischen Verfahren ein geeignetes Zuverlässigkeitsmaß für vollständige Relationen abgeleitet werden kann. Es wird erwartet, dass der Auftragnehmer im Sinne einer Qualitätssicherung Anwendungen des von ihm gefundenen Verfahrens durchführt. Hierfür können vom Auftraggeber Daten zu ausgewählten Projekten zur Verfügung gestellt werden. Zur Qualitätssicherung ist dem Auftraggeber bzw. seinem Fachkoordinator (stichprobenartige) Einsicht in die verwendeten Daten zu ermöglichen. Die gefundenen Zusammenhänge sind anhand beispielhafter Streckenabschnitte und Relationen zu verifizieren und mit den LeiDis-Daten zu vergleichen. Alle Erweiterungen, die für die Umsetzung der Methodik am Netzmodell notwendig sind, sind vom Auftragnehmer so zu beschreiben, dass der Auftraggeber diese Veränderungen diskriminierungsfrei implementieren lassen kann. Ebenso ist darzulegen, wie der gefundene Indikator in die Nachfragemodelle der Prognose und in die Modalwahlmodelle der parallel laufenden Forschungsprojekte integriert werden können. Hierzu dienen u.a. die Abstimmungsgespräche mit den dort involvierten Gutachtern. Seite 5

6 2.2.4 Arbeitspaket 4 (Dokumentation) Im Ergebnis sollen eine geschlossene Methodik entwickelt und ein entsprechendes Berechnungsverfahren für die mengenmäßige Erfassung des Indikators Zuverlässigkeit für den Verkehrsträger Schiene abgeleitet werden. Das Verfahren und die entsprechenden Modellgleichungen sind so zu dokumentieren, dass diese(s) diskriminierungsfrei durch Dritte angewendet werden kann/können. Dies bedeutet auch, dass die Berechnungsvorschrift zur Ermittlung der Zuverlässigkeit möglichst einfach gehalten wird und alle benötigten Inputgrößen hinreichend spezifiziert werden. Weiterhin werden eine entsprechende Dokumentation zur Entwicklung der Methodik und ein Handbuch zur Umsetzung und Anwendung im Bewertungsverfahren erwartet. Textbausteine hieraus sollten in das übergreifende Methodenhandbuch zum BVWP 2015 übertragen werden können. Seite 6

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