Stresstest Stuttgart 21. Finaler Abschlussbericht zur Fahrplanrobustheitsprüfung. DB Netz AG. Frankfurt am Main,

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1 Stresstest Stuttgart 21 Finaler Abschlussbericht zur Fahrplanrobustheitsprüfung DB Netz AG 1 Frankfurt am Main,

2 Inhalt Ergebnisse Nachbesserungen im Datenmodell Auswertung Betriebssimulation 2

3 Dokumentation - Stuttgart 21 - Fahrplanrobustheitsprüfung für den 49er Grundtakt mit S-Bahnlinientausch Auftrageber: Projektpartner Stuttgart 21 Gutachter: SMA Zielstellung Grundlagen Instrumente, Verfahren Prüfen, ob 49 Zugankünfte in der Spitzenstunde (7:00-8:00 Uhr) in Stuttgart Hauptbahnhof bei guter Betriebsqualität möglich sind Basis ist ein von der DB Netz AG, Regionalbereich Südwest, nach gültigem Regelwerk konstruierter Stresstest-Fahrplan mit S-Bahn- Linientausch Grundlage des untersuchten Fahrplans ist der 26er Grundtakt-Fahrplan der NVBW sowie der 41er Spitzenstunden- Fahrplan unter Berücksichtigung der fünf zusätzlichen Anforderungen des Landes Baden Württemberg für die Spitzenstunde von 07:00 bis 08:00 Uhr Ein weiteres Zugpaar über die eingleisige Wendlinger Kurve Schlichterspruch Stuttgart 21 Regelwerk der DB Netz AG 26er Grundtaktfahrplan NVBW 41er Spitzenstunden-Fahrplan NVBW Zusätzliche Anforderungen des Landes Baden Württemberg Auditbericht der Firma SMA Vorgaben zu Nachbesserungen des Datenmodells durch SMA Ergebnisse Synchrone Betriebssimulation mit Verfahren KNS/RailSys gemäß Prozess Fahrplanrobustheitsprüfung (FRP) durchführen (LN ) Es können auch nach Umsetzung der Nachbesserungen im Datenmodell mindestens 49 Zugankünfte in der Spitzenstunde im Bahnhof Stuttgart Hbf mit wirtschaftlich-optimaler Betriebsqualität realisiert werden. Zwischen Einbruchs- und Ausbruchsbahnhof des Betrachtungsraums kommt es zu einem Verspätungsabbau (=Premiumqualität). Der Stresstest wird weiterhin bestanden. 3

4 Inhalt Ergebnisse Nachbesserungen im Datenmodell Auswertung Betriebssimulation 4

5 SMA hat im Auditbericht Nachbesserungswünsche für den finalen Simulationslauf durch die DB Netz AG formuliert Audit Stresstest Stuttgart 21 Änderungen/Ergänzungen für weiteren Simulationslauf Der Schlussbericht Audit zur Betriebsqualitätsüberprüfung Stuttgart 21 hält abschließend einige Unstimmigkeiten fest, die durch einen finalen Simulationslauf behoben werden sollen. Die folgenden Kapitel listen die zu behebenden Fehler im Datenmodell auf. Darüber hinaus sollten im Rahmen des finalen Simulationslaufs die Vorgaben zu den Landeskriterien mitbetrachtet werden. Die S-Bahn Stuttgart wird innerhalb dieses Simulationslaufs nicht überarbeitet, da sie nicht Bestandteil der Stresstest-Auswertungen ist. Eine grundsätzliche Überarbeitung sollte im weiteren Planungsverfahren mit den Beteiligten wie NVBW und VRS angegangen werden. 1. Korrekturen am Datenmodell 1.1 Infrastrukturanpassungen Stuttgart Hbf Im Westkopf sind auch nach der Anpassung die langen Durchrutschwege bei Einfahrt auf Gleis 5 bis 7 etwas zu kurz für PZB-geführte Züge, die von der Neubaustrecke her in den Bahnhof einfahren. Aus dieser Richtung beträgt das durchschnittliche Gefälle der letzten 2 km vor dem Ausfahrsignal ca.3.6. Die zu kurzen Durchrutschwege sind gemäß Tabelle 2 aus IN-7 anzupassen. 1.2 Abweichungen von Haltezeitprämissen Folgende Tabelle zeigt die noch nicht umgesetzten Haltezeiten: Bahnhof Zug Uhrzeit Umgesetzte Haltezeit (Plan/Min dest) Erforderliche Haltezeit (Plan/Min dest) Bemerkung Umsetzung Stuttgart Hbf L3 MA-TÜ 7:45 66/60 120/90 Je 30 Sekunden nach HN und TÜ geschoben, zusätzliche Reserve und Taktabweichung Stuttgart Hbf L7 HD-TÜ 5:41 106/90 120/90 Auch 7:41 1 Minute frühere Abfahrt Vaihingen, zusätzliche Reserve Stuttgart Hbf L7 HD-TÜ 9:40 91/60 120/90 1 Minute frühere Abfahrt Vaihingen, zusätzliche Reserve Stuttgart Hbf L3 TÜ-MA Alle Lagen 90/90 120/90 Umgesetzt, 1 frühere Abfahrt ab Tübingen, Taktabweichung Die Nachbesserungswünsche aus dem Auditbericht wurden seitens SMA bis zum präzisiert. Anschließend hat die DB Netz AG den Fahrplan sowie die Infrastruktur angepasst. Darauf erfolgte der finale Simulationslauf. SMA hat die Nachbesserungen am 12. und abgenommen und die Ergebnisse des finalen Simulationslaufs gesichtet. 5

6 Alle Nachbesserungswünsche aus dem SMA-Auditbericht hat die DB Netz AG im Datenmodell umgesetzt Nachbesserungen im Datenmodell Infrastrukturanpassungen Stuttgart Hbf Abweichungen von Haltezeitprämissen Fehlende Züge, Halte und Taktlagen Gleisbelegungen Wendeverknüpfungen Gesonderte Ur- und Einbruchsverspätungen Plan- und Mindesthaltezeiten an Einbruchstellen S-Bahn Karlsruhe Umgesetzt 6

7 Der simulierte Fahrplan umfasst zusätzlich sechs Züge in der Spitzenstunde über die eingleisige Wendlinger Kurve Fahrplan auf der eingleisigen Wendlinger Kurve Zug Verstärker Heilbronn-Nürtingen Stuttgart 7:02-7: Verstärker Nürtingen - Stuttgart Stuttgart 7:56-8: Zug Zug 2 Zug Zug 6 Legende: Züge Grundvariante Zug 4 zusätzliche Züge 7

8 Die Nachbesserungen verändern nicht die Ergebnisaussagen: Für den Betrachtungsraum ergibt sich Premiumqualität, ansonsten wirtschaftlich-optimale Betriebsqualität Ergebnisse der Betriebssimulation 04:00 mittlere Verspätung [min] 03:00 02:00 01:00 02:40 02: Sekunden Premium 02: Sekunden 02:07-33 Sekunden 00:00 Ankunft Einbruchsbetriebstelle an Stuttgart Hbf ab Stuttgart Hbf Ankunft Ausbruchsbetriebsstelle 8

9 Weiterhin kann mit einer zusätzlichen Infrastrukturoption die geforderte Leistungsfähigkeit sichergestellt werden Ergebnis benötigte Infrastrukturoptionen Infrastrukturoptionen gem. Schlichterspruch Ausrüstung aller Strecken von S21 bis Wendlingen zusätzlich mit konventioneller Leit- und Sicherungstechnik Zweigleisige westliche Anbindung Flughafen an Neubaustrecke Anbindung Ferngleise von Zuffenhausen an den neuen Tunnel von Bad Cannstatt zum Hauptbahnhof Zweigleisige und kreuzungsfrei angebundene Wendlinger Kurve Erweiterung des Tiefbahnhofs um ein 9. und 10. Gleis Notwendig BASIS JA NEIN NEIN NEIN 9

10 Die Voraussetzungen für eine abschließende Bewertung des finalen Simulationslaufes durch SMA liegen somit vor Ergebnis Stresstest Anforderungen Ergebnis Beurteilung Stresstest- Fahrplan 49 Zughalte in der Spitzenstunde (7-8 Uhr) ist erstellt Betriebssimulation Gute Betriebsqualität liegt vor Bewertung durch SMA Infrastruktur Benötigte Infrastruktur- Optionen sind bewertet Nachbesserung des Datenmodells wurden erledigt 10

11 Inhalt Ergebnisse Nachbesserungen im Datenmodell Auswertung Betriebssimulation 11

12 Tagesganglinie Hauptbahnhof Stuttgart Grundvariante +1Fvk + 2 Nvk +2Fvk/ 4 Nvk +2Fvk +1Nvk 12

13 Gleisbelegung von Stuttgart 21 in der Spitzenstunde mit 49 ankommenden Zügen (Stand ) Grundvariante Gleis Legende Xa: 2.Halteplatz im Gleis Gleisbelegung Stuttgart Hbf (TS) 9 1 1a 2 2a 3 3a 4 4a 5 5a 6 6a 7 7a 8 8a 10 FV NV 13

14 Gleisbelegung von Stuttgart 21 in der Spitzenstunde mit 49 ankommenden Zügen (Stand ) Gleis Legende Xa: 2.Halteplatz im Gleis Gleisbelegung Stuttgart Hbf (TS) 9 1 1a 2 2a 3 3a 4 4a 5 5a 6 6a 7 7a 8 8a 10 FV NV 14

15 1. Infrastrukturanpassungen Stuttgart Hbf: Nach Abstimmung mit SMA keine Änderungen im Datenmodell notwenig Nachbesserungen im Datenmodell Forderung SMA Umsetzung DB Netz AG erledigt Die Nachbesserungswünsche von SMA beruht auf der Annahme, dass das maßgebende Gefälle in Ost- West-Richtung 3,6 beträgt; gemäß Planungsunterlagen ergibt sich jedoch ein maßgebendes Gefälle in Ost-West Richtung von 2,786. Daher beträgt die maximale Länge des Regeldurchrutschweges 256 m. Folglich wurde das Datenmodell nach Rücksprache mit SMA nicht mehr angepasst. 15

16 Darstellung der Durchrutschwege in West-Ost Richtung Startsignal Zielknoten Name Beschreibung Vmax [km/h] Länge [m] Position im Signal 1 ts/13770 ts/ N , ts/13770 ts/ N , ts/13770 ts/13698 N N1 60, Startsignal Zielknoten Name Beschreibung Vmax [km/h] Länge [m] Position im Signal 1 ts/13745 ts/ N3 80, ts/13745 ts/ N3 80, ts/13745 ts/14039 N N3 60, Startsignal Zielknoten Name Beschreibung Vmax [km/h] Länge [m] Position im Signal 1 ts/13519 ts/ N , ts/13519 ts/ N , ts/13519 ts/13548 N N2 60, ts/13519 ts/14038 N N2 60, Startsignal Zielknoten Name Beschreibung Vmax [km/h] Länge [m] Position im Signal 1 ts/13461 ts/ N4 100, ts/13461 ts/ N4 60, ts/13461 ts/13561 N N4 60, ts/13461 ts/13755 N N4 60,

17 Darstellung der Durchrutschwege in Ost-West-Richtung Startsignal Zielknoten Name Beschreibung Vmax [km/h] Länge [m] Position im Signal 1 ts/13304 ts/ P , ts/13304 ts/ P8 60, Startsignal Zielknoten Name Beschreibung Vmax [km/h] Länge [m] Position im Signal 1 ts/13530 ts/ P , ts/13530 ts/ P , ts/13530 ts/ P6 60, maßgebendes Gefälle in Ost-West Richtung: 2,786%o; maximale Länge des Regeldurchrutschweges daher: 256 m. entgegen der Forderung aus dem Auditbericht von SMA erfolgt, deshalb keine Anpassung im Datenmodell Startsignal Zielknoten Name Beschreibung Vmax [km/h] Länge [m] Position im Signal 1 ts/13599 ts/ P , ts/13599 ts/ P7 60, ts/13599 ts/ P7 60, Startsignal Zielknoten Name Beschreibung Vmax [km/h] Länge [m] Position im Signal 1 ts/13707 ts/ P , ts/13707 ts/ P5 60, ts/13707 ts/ P5 60,

18 2. Abweichungen von den Haltezeitprämissen: Nachbesserungen wurden vollständig umgesetzt Nachbesserungen im Datenmodell erledigt Forderung SMA Umsetzung DB Netz AG Es wurden alle Nachbesserungswünsche von SMA umgesetzt. Die Taktzüge einer Linie wurden angeglichen. Die Linie 9 wurde hinsichtlich der Haltezeiten angepasst, dadurch ändert sich die Ankunft/Abfahrt in Ulm um ca. 3 min. Die Haltezeiten der Linie 8 wurden wunschgemäß gekürzt. 18

19 3. Fehlende Züge, Halte und Taktlagen: Nachbesserungen wurden vollständig umgesetzt Nachbesserungen im Datenmodell erledigt Forderung SMA Umsetzung DB Netz AG Es wurden alle Nachbesserungswünsche von SMA umgesetzt. Der Halt der Linie 6 in Esslingen wurde entfernt. Linie Hochdorf-Horb wurde ergänzt; Folge: Die Züge aus Eutingen können mit den heutigen Fahrplanlagen nicht nach Hochdorf durchgebunden werden, da das Gleis 6 aus Richtung Eutingen nicht erreicht wird. In Horb wurde deshalb auf Gleis 5 eine Wendeverknüpfung eingegeben. 19

20 4. Gleisbelegungen: Nachbesserungswünsche wurden im Datenmodell weitestgehend umgesetzt Nachbesserungen im Datenmodell erledigt Forderung SMA Umsetzung DB Netz AG Die Nachbesserungswünsche wurden umgesetzt bzw. Änderungen mit SMA abgestimmt. Der Güterverkehr wurde angepasst. Aalen: Gleisbelegung wurde nach Rücksprache mit SMA nicht angepasst. Beim Anpassen der Gleisbelegung, welche ein Wenden ermöglicht, entstünden in der Ein-/ Ausfahrt Konflikte von ca. 1,5 min. Böblingen: Das Gleis 5 wird fahrplanseitig sowie in der Betriebssimulation nicht mehr genutzt. Flughafen, Station Terminal: Im Fahrplan sowie in der Betriebssimulation wird Gleis 1 ausschließlich von der S-Bahn, Gleis 2 von SPFV+SPNV genutzt. 20

21 5. Wendeverknüpfungen: Nachbesserungen wurden vollständig umgesetzt Nachbesserungen im Datenmodell Forderung SMA Umsetzung DB Netz AG erledigt Die Nachbesserungswünsche von SMA wurden vollständig umgesetzt 21

22 6. Gesonderte Ur- und Einbruchsverspätungen: Nachbesserungen wurden vollständig umgesetzt Nachbesserungen im Datenmodell Forderung SMA Umsetzung DB Netz AG erledigt Die Nachbesserungswünsche von SMA wurden vollständig umgesetzt 22

23 7. Plan- und Mindesthaltezeiten an Einruchstellen: Nachbesserungen wurden vollständig umgesetzt Nachbesserungen im Datenmodell Forderung SMA Umsetzung DB Netz AG erledigt Die Nachbesserungswünsche von SMA wurden vollständig umgesetzt 23

24 8. S-Bahn Karlsruhe: Nachbesserungen wurden vollständig umgesetzt Nachbesserungen im Datenmodell Forderung SMA Umsetzung DB Netz AG erledigt Die Nachbesserungswünsche von SMA wurden vollständig umgesetzt 24

25 Inhalt Ergebnisse Nachbesserungen im Datenmodell Auswertung Betriebssimulation 25

26 Simulation Betrachtungsraum - Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Qualitätsmaßstab für Fahrplan- Robustheitsprüfung Regelwerk Vertiefung Betriebsqualität Qualitätsmerkmal SPV im Betrachtungsraum bis Premium < 1 Minute Zusätzlicher Qualitätscheck min Qualitätsmerkmal S21-Zulauf Vmin < 1 Minute S21-Zulauf Qualitätsmerkmal S21-Knoten Vmin min < 30 Sekunden = max. 1 Min. Verspätungsanstieg im Mittel = max. 0,5 Min. Verspätungsanstieg im Mittel S21-Knoten 26

27 Schienenpersonenverkehr im Betrachtungsraum durch Stuttgart Hbf in der HVZ (6 10 Uhr) 04:00 mittlere Verspätung [min] 03:00 02:00 01:00 02:40 02: Sekunden Premium 02: Sekunden 02:07-33 Sekunden 00:00 Ankunft Einbruchsbetriebstelle an Stuttgart Hbf ab Stuttgart Hbf Ankunft Ausbruchsbetriebsstelle 27

28 Simulation Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr ) Qualitätsmaßstab für Fahrplan- Robustheitsprüfung Regelwerk Betriebsqualität Qualitätsmerkmal SPV im Betrachtungsraum < 1 Minute Detailanalyse Zusätzlicher Qualitätscheck min Qualitätsmerkmal S21-Zulauf Vmin Vertiefung < 1 Minute Qualitätsmerkmal S21-Knoten Vmin min S21-Zulauf bis Premium < 30 Sekunden = max. 1 Min. Verspätungsanstieg im Mittel = max. 0,5 Min. Verspätungsanstieg im Mittel S21-Knoten 28

29 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Stuttgart-Zuffenhausen NBS Neckartal Premium 29

30 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Neckartal NBS Stuttgart-Zuffenhausen Premium 30

31 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Ulm NBS Stuttgart-Zuffenhausen Premium 31

32 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Stuttgart-Zuffenhausen NBS Ulm Premium 32

33 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Ulm Filstal Stuttgart 33

34 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Stuttgart Filstal Ulm 34

35 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Gesamtverkehr Ulm Stuttgart 35

36 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Gesamtverkehr Stuttgart Ulm 36

37 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Tübingen Stuttgart 37

38 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Stuttgart Tübingen 38

39 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Horb Stuttgart 39

40 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Stuttgart Horb 40

41 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Heilbronn Stuttgart 41

42 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Stuttgart Heilbronn 42

43 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Waiblingen Stuttgart 43

44 Schienenpersonenverkehr in der HVZ (6 10 Uhr) Stuttgart Waiblingen 44

45 Simulation Relationen Schienenpersonenfernverkehr in der HVZ (6 10 Uhr ) Qualitätsmaßstab für Fahrplan- Robustheitsprüfung Regelwerk Betriebsqualität Qualitätsmerkmal SPV im Betrachtungsraum < 1 Minute Zusätzlicher Qualitätscheck min Qualitätsmerkmal S21-Zulauf Vmin Vertiefung < 1 Minute Qualitätsmerkmal S21-Knoten Vmin min S21-Zulauf bis Premium < 30 Sekunden = max. 1 Min. Verspätungsanstieg im Mittel = max. 0,5 Min. Verspätungsanstieg im Mittel S21-Knoten 45

46 SPFV in der HVZ (6 10 Uhr) Ulm Vaihingen Premium Premium 46

47 SPFV in der HVZ (6 10 Uhr) Vaihingen Ulm Premium 47

48 SPFV in der HVZ (6 10 Uhr) Aalen Horb Premium 48

49 SPFV in der HVZ (6 10 Uhr) Horb Aalen 49 Premium

50 SPFV in der HVZ (6 10 Uhr) Vaihingen Stuttgart (Wartungsbahnhof) 50

51 Simulation Linien Schienenpersonennahverkehr in der HVZ (6 10 Uhr ) Qualitätsmaßstab für Fahrplan- Robustheitsprüfung Regelwerk Betriebsqualität Qualitätsmerkmal SPV im Betrachtungsraum < 1 Minute Zusätzlicher Qualitätscheck min Qualitätsmerkmal S21-Zulauf Vmin Vertiefung < 1 Minute Qualitätsmerkmal S21-Knoten Vmin min S21-Zulauf bis Premium < 30 Sekunden = max. 1 Min. Verspätungsanstieg im Mittel = max. 0,5 Min. Verspätungsanstieg im Mittel S21-Knoten 51

52 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 1 / 11 Hessental Horb Premium 52

53 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 1 / 11 Horb Hessental 53

54 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 2 / 3 Heilbronn Tübingen Premium 54

55 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 2 / 3 Tübingen Heilbronn 55

56 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 4 Aalen Tübingen Premium 56

57 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 4 Tübingen Aalen 57

58 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 5 Heilbronn Ulm Premium 58

59 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 5 Ulm Heilbronn 59

60 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 6 Ulm Vaihingen 60

61 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 6 Vaihingen Ulm Premium 61

62 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 7 Tübingen Vaihingen 62

63 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 7 Vaihingen Tübingen 63

64 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 8 Aalen Ulm Premium 64

65 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 8 Ulm Aalen 65

66 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 9 Stuttgart Ulm 66

67 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 9 Ulm Stuttgart Premium 67

68 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 12 Hessental Stuttgart 68

69 SPNV in der HVZ (6 10 Uhr) L 12 Stuttgart Hessental 69

70 BACKUP 70

71 Züge im Simulationsmodell: Schienenpersonenfernverkehr, Stand Grundvariante SPFV im 26-er Grundtakt-Fahrplan In die Auswertung von 6-10 Uhr eingegangene Züge 71

72 Züge im Simulationsmodell: Schienenpersonennahverkehr, Stand (1/2) Grundvariante SPNV im 26-er Grundtakt-Fahrplan In die Auswertung von 6-10 Uhr eingegangene Züge 72

73 Züge im Simulationsmodell: Schienenpersonennahverkehr, Stand (2/2) Grundvariante SPNV im 26-er Grundtakt-Fahrplan In die Auswertung von 6-10 Uhr eingegangene Züge 73

74 Züge im Simulationsmodell: Verstärkerverkehr in der Spitzenstunde, Stand Grundvariante Verstärkerverkehr in der Spitzenstunde mit 49 Zügen (außer S-Bahn) (Ulm Stuttgart) (Vaihingen - Ulm) (Ulm - Vaihingen) (über Cannstadt) (Stuttgart-Ulm) In die Auswertung von 6-10 Uhr eingegangene Züge 74

75 Aufgrund der Forderungen von SMA ( und ) wurden folgende Züge im Modell ergänzt X X In die Auswertung von 6-10 Uhr zusätzlich eingegangene Züge Ergänzte Züge 75

76 Aufgrund der Forderungen von SMA ( und ) wurden folgende Züge im Modell ergänzt X X X X X wendet in Horb auf Gleis 5 X in die Auswertung von 6-10 Uhr zusätzlich eingegangene Züge ergänzte Züge 76

77 DB Netz AG -Zentrale- Theodor-Heuss-Allee 7 D Frankfurt am Main Deutschland 77