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Stuttgart21, Stresstest Juli 2011

Einleitung und Quellen
Kapitel 1, Fahrplan, Zu- und Abfahrten in der Spitzenstunde(hier)
Kapitel 2, Bemerkungen zu den Zusatzzügen (hier, unten)
Kapitel 3, Fahrstraßenausschlüsse
Kapitel 4, Auswirkungen einer Tunnelsperrung
Kapitel 5, Umsteigebeziehungen und Durchverbindungen außerhalb der Spitzenstunde
Kapitel 6, Stress auf den Bahnsteigen
Kapitel 7, Zusammenfassung, Ergänzungen und Konsequenzen
Anhang 1: Sammlung von leistungsfähigeren Kompromissvorschlägen
Anhang 2: Das Netz aufwertende Behelfe zum minimalen S21, Beispiel Voralb- S-Bahn
 

Kapitel 1, Fahrplan mit Bemerkungen, Zu- und Abfahrten in der Spitzenstunde

Auch Kapitel 2, Bemerkungen zu den Zusatzzügen ist hier weiter unten zu finden. Auf dieser Seite sind also die Fragen zusammengefasst, zu deren Beantwortung man den Stresstest- Fahrplan der Spitzenstunde benötigt. Die Seite ist dadurch etwas länger geworden, aber man muss zum Nachschauen im Fahrplan nicht ständig die Seite wechseln.

Gleich vorweg möchte ich darauf aufmerksam machen, dass es im Stresstest immer nur um die Leistungsfähigkeit des 8−gleisigen Tiefbahnhofs geht. Bei der Simulation hat man zwar die Zulaufstrecken und auch die durch S− Bahnen vorgegebenen Randbedingungen berücksichtigt, aber bei den S− Bahnen keine entsprechende Erhöhung der Zugzahlen vorgesehen. Diese fahren in der Spitzenstunde auf allen Linien im 15− Minuten- Takt. Sechs Linien mal zwei Richtungen mal vier sind 48 S− Bahnzüge pro Stunde. Im Fahrplan von 2010 sind es 42 abgehende Züge, also auch schon weitgehend im 15−Minuten- Takt. Nur Linie S5 hat 30−Minuten- Takt, und Linie S4 lässt zwei Züge aus.

Wenn nach dem Stresstest- Fahrplan 30% mehr Regional- und Fernzüge eintreffen, kann man davon ausgehen, dass mindestens 30% mehr Fahrgäste auch zwischen diesen Zügen und den S− Bahnen umsteigen werden. Denn wahrscheinlich werden alle Nahverkehrslinien etwa im gleichen Umfang zulegen. Das könnten die S− Bahnen nur dann verkraften, wenn sie mit längeren Zügen fahren würden. Wenn also heute nur in Doppeltraktion gefahren würde, und überall Platz für Dreifachtraktion wäre.

Weitere Fahrplandarstellungen: Parallel zu meiner Arbeit hat auch mcrx im Forum Stuttgart21 des drehscheibe- Forums einen übersichtlichen Fahrplan extrahiert. Dieser geht über die Zeitgrenzen 0700 bis 0800 Uhr hinaus und enthält mehr Angaben zum Zuglauf außerhalb der Region Stuttgart. Auf Angaben zu Nachbarknoten und Bad Cannstatt wurde dort verzichtet. Fahrplan, eingestellt bei docs.google.com                     Gleisbelegungsplan, ebenso
Warum hat die Bahn keinen von Laien lesbaren Fahrplan geliefert? Zur Präsentation wenigstens hätte man dies erwarten dürfen. Irgendwie zeigt das die Einstellung der Bahn zum Stresstest und zur Information der Bürger. Das nur am Rande.

Anmerkungen: Über die Schleife über Untertürkheim bzw. Bad Cannstatt wendende Züge erscheinen unter verschiedenen Zugnummern im oberen und im unteren Tabellenteil, zusammengefasst durch grauen oder gelben Hintergrund.

In den vorab veröffentlichten Arbeitsunterlagen gibt es noch einige Widersprüche. Deshalb ist auch die daraus abgeleitete Tabelle nur ein Zwischenstand für eine erste Orientierung.

Doppelbelegung von Bahnsteiggleisen: Vierzehn Züge halten in Gleisabschnitten mit angehängtem " a ". Das sind jeweils die zweiten Züge einer Doppelbelegung. Das heißt, der erste Zug muss bis ans Ende des Bahnsteigs in Fahrtrichtung durchfahren, während der a- Zug noch vor der Mitte anhält. Nicht immer überlappen sich die fahrplanmäßigen Standzeiten. Dann ist die Doppelbelegung nur eine Reserve, falls der erste Zug Verspätung hat. Beispiel: Gleis 7 nach 0708 Uhr und Gleis 8 nach 0707 Uhr. Auch Umsteigebeziehungen können die Wahl der Bahnsteighälfte beeinflussen. Mehr dazu im Kapitel 2, Länge der Züge, am Ende dieser Seite!

Fußnoten:
1) Bedeutung der Buchstaben hinter der Zeit: f = Fernbf., S = ehem. S-Bahnhof, SFS = ohne Halt.
2) Im landesweiten Fahrplanschema nur von/bis Göppingen; Bei der Zugdefinition RE-D 80005-2 und ..6-2 von/bis Ulm.
3) Von Karlsruhe oder Heidelberg kommend. Hier Gleis 4a keine Doppelbelegung, weil vorher langer ICE auf Gleis 4 !
4) Ankunft vor 0700 Uhr. Aufnahme in die Liste, damit jede Regionallinie mindestens einmal vertreten ist.
5) Im landesweiten Fahrplanschema ist dieser Zug (grauer Strich) nur für die geraden Stunden eingezeichnet, wäre hier also falsch.
6) Bei der Zugdefinition RE-D 20003-2 nur bis Stuttgart. Nach Ulm nur im landesweiten Fahrplanschema.

Gelb hinterlegte Zugnummern: Diese Züge sind bei der Erweiterung von 41 auf 49 Züge hinzugekommen.
Einer davon nach 0800 Uhr: RE-D 80001-2 (Ulm- Filstal- Stuttgart, an 0829?)

Bemerkungen zum Fahrplan:
Haltezeiten: Viele Haltezeiten sind etwas länger als in der Schlichtung und in Werbeaussagen angekündigt. Das sehe ich aber nicht als Nachteil, sondern eher als Vorteil. Die Fahrzeit für Durchreisende erhöht sich. Aber im Regionalverkehr überwiegen die Aus-, Ein- und Umsteiger. Und die sind froh über jede Minute mehr Reserve, durch die Verspätungen gepuffert werden können.

Bemängelt werden müssen jedoch einige unrealistisch kurzen Haltezeiten: Weil ich im obigen Fahrplan auf volle Minuten aufgerundet habe, sollte man sich zu dieser Frage den sekundengenauen Gleisbelegungsplan auf Seite 26 im Fahrplanrobustheitsprüfung, DB Netz AG, 30.06.11, Teil 1 anschauen. Mit einer Minute und sechs Sekunden (kann nur ein Fehler sein) findet man dort auf Gleis 1 um 0745 Uhr Linie 3.

Mit aufgerundet zwei Minuten findet man oben mit Ankunftzeit 0714 Uhr: Linie 2;    0744 Uhr: Linie 3;    0744 Uhr: Linie 2;    0759 Uhr: Zusatz−IRE Vaih.−Ulm.

Gleichzeitig anwesende Züge:
Beim integrierten Taktknoten strebt man an, möglichst alle Züge um einen bestimmten Zeitpunkt herum anwesend sein zu lassen, damit von jedem zu jedem umgestiegen werden kann. Das wurde bei Stuttgart21 von Anfang an ausgeschlossen. Begründungen sind schon in der Raumordnung enthalten. Um so erfreulicher, dass obiger Fahrplan doch (zufällig?) einige rudimentäre Ansätze in diese Richtung zeigt. Ich habe sie durch die farbigen Hintergründe hervorgehoben. Die länger haltenden Züge sind mit Ankunft und Abfahrt in getrennten Spaten eingetragen. Sie rahmen die Züge ein, mit denen gut Fahrgäste getauscht werden können.

Zufahrtstunnel zwischen 0700 und 0800 Uhr
Fildertunnel: 14 Zugfahrten, Abstände in Minuten: 8, 6, 4, 5, 5, 4, 3, 4, 6, 4, 4, 2, 4.
Der erste Zug, der schon von einer geringen Verspätung des nur drei Minuten vor ihm eintreffenden IRE aus Ulm beeinträchtigt werden könnte, ist um 0735 Uhr Ankunftzeit ein unkritischer Zusatzzug, der erst um 0749 weiterfährt. Vier Minuten nach ihm soll jedoch der EC um 0739 Uhr einfahren. Man müsste dann schon in Ulm die Reihenfolge der Züge tauschen. Gegen Ende der Stunde wird es eng. Auf die letzten beiden Züge (und die folgenden?) werden Verspätungen des davor fahrenden ICEs mit hoher Wahrscheinlichkeit weitergegeben.

Obertürkheimer Tunnel: 9 Züge (einer davon unklar), Abstände >=5 min, unkritisch.
Untertürkheimer Tunnel: In dieser Stunde keine Züge vom Abstellbahnhof.

Bad Cannstatter Tunnel: 10 Züge. Alle in dieser Stunde von Bad Cannstatt kommenden Züge halten dort auch, sind in der Tabelle also gut zu erkennen.
Abstände in Minuten: 3, 5, 6, 11, 3, 10, 7, 4, 4.
Der Zug mit Ankunft um 0727 aus Schw.Hall kann seine Verspätung auf den RE von Aalen nach Ulm weitergeben, dessen Ankunft um 0730 auf demselben Bahnsteiggleis 1 sein soll. Etwas weniger kritsch, aber auch nicht gut ist die ähnliche Situation mit den Zügen um 0702 und 0705, die wenigstens verschiedene Bahnsteiggleise nutzen.

Feuerbacher Tunnel: 17 Züge. Abstände: 3, 4, 6, 4, 4, 3, 3, 3, 3, 3, 1, 6, 4, 4, 5, 2.
Wie zu erwarten war, ist der Feuerbacher Tunnel der entscheidende Engpass. Da wird auch verständlich, warum die Simulation sekundengenau durchgeführt wird. Daraus kann man, mal ganz primitiv, schließen, dass auch Sekunden- Verspätungen sich schon fortpflanzen können. Weil sieben dieser Züge in Stuttgart enden und bei Verspätungen wohl den anderen werden Vortritt gewähren müssen, werden deren umsteigende Fahrgäste wohl die häufigsten Leidtragenden sein.

Ausfahrtstunnel zwischen 0700 und 0800 Uhr
Fildertunnel: 10 Züge. Abstände in Minuten: 5, 3, 10, 6, 6, 5, 6, 3, 10.
Nur zweimal geringe, sonst gute Abstände. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich bei der Ausfahrt ergebende Verspätungen fortpflanzen, ist geringer als bei der Einfahrt. Nach dem Fildertunnel verzweigen sich die Stecken.

Obertürkheimer Tunnel (6 Züge) und Untertürkheimer Tunnel (11 Züge) nutzen auf den ersten Kilometern ein gemeinsames Ausfahrtsgleis. Deshalb hier die Abstände für die 17 Züge Richtung Plochingen und Abstellbahnhof:
2, 6, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 2, 4, 3, 4, 5, 3, 4, 2.
Normalerweise sind Fahrten zum Abstellen nicht kritisch. Bei Stuttgart21 müssen jedoch die Bahnsteiggleise dringend für die folgenden Züge freigemacht werden. Deshalb ist dieses Tunnelgleis fast so kritisch wie die Zufahrt aus Feuerbach. Gegebenenfalls können verspätete Züge zum Abstellbahnhof auch über den etwas weniger belasteten Bad Cannstatter Tunne umgeleitet werden.

Bad Cannstatter Tunnel: 10 Züge, Abstände: 8, 9, 4, 5, 3, 7, 6, 6, 9.
Feuerbacher Tunnel: 13 Züge. Abstände: 4, 3, 4, 5, 5, 11, 4, 3, 7, 7.
Wenn sich der IC Richtung Heidelberg, Abfahrt 0709, verspätet, hält er den drei Minuten später fahrenden IRE nach Heilbronn auf. Ein verspätet abfahrender RE nach Heilbronn, Osterburken, Abfahrt regulär 0746, behindert den IC Richtung Heidelberg, ab 0749. In anderen Bahnhöfen fährt üblicherweise nach Fahrplan erst der IC, und danach ein Regionalzug aus.  

Seltsame Zusatzzüge
Zunächst bin ich über die Kurzstrecken- Zusatz- ICs gestolpert:
IC202-1, Ulm Vaihingen, Ankunft in Stuttgart 0700 Uhr, Gegenzug IC201-1, Vaihingen- Ulm, Ankunft in Stuttgart 0728 Uhr und
IC200-1, Ulm- Stuttgart, Ankunft 0755 Uhr.
Die Regionallinie L5 fährt ebenfalls mit IREs von Ulm über SFS und Flughafen nach Stuttgart (an 0708 Uhr) und hat einen Zusatzzug IRE-D 50000-1, Ankunft 0732 Uhr. Zusammen mit dem ICE (an 0723) und EC (an 0739) sind das also in der Spitzenstunde sechs Züge über die SFS von Ulm nach Stuttgart. Ich stelle das nur etwas verwundert fest. Ich kann nicht beurteilen, ob das auf einer optimistischen Prognose beruht, oder nur deshalb so gewählt wurde, weil der Tiefbahnhof bei Durchfahrt von SFS zu SFS die wenigsten Fahrstraßenausschlüsse erzeugt, und so die verlangten 49 Züge am elegantesten erreicht werden können. Oder braucht man die Zugzahl zur Verbesserung der Nutzen/ Kosten- Relation der SFS Wendlingen- Ulm?

Bei der Stresstest- Präsentation (Palmer, Folie 15) wurde festgestellt, dass wegen der problematischen Wendlinger- Kurve ein Zug aus Tübingen über die Filder nicht realisierbar war. Einen unsinnigen Ersatz, nur um auf 49 Züge zu kommen, darf man nicht mitrechnen.

Zeitliche Verteilung der Zusatzzüge
Die von der Bahn vorab herausgegebenen Unterlagen sind sicher noch nicht einem Fahrplan ähnlich, wie man ihn brauchen wird, wenn S21 fertig ist. Das erwartet jetzt auch niemand. Bei den Kriterien für einen sinnvollen Stresstest kann man allerdings fordern, dass die Zusatzzüge nicht nur auf die Strecken, sondern auch zeitlich einigermaßen gleichmäßig verteilt sein sollen. Das scheint bei folgenden Zügen nicht erfüllt zu sein.

1) Der um 0726 Uhr eintreffende Zusatz- RE (80001-1) aus Ulm fährt nur sechs Minuten hinter dem RE der Linie L8 her (80003).
Im obigen Fahrplan durch die hellblaue Klammer hervorgehoben.

2) Nur fünf Minuten liegen die beiden Züge aus Karlsruhe auseinander, die um 0752 und 0757 Uhr eintreffen. Hier fährt der Zusatzzug (60003-1) vor dem Zug der Linie 6 (60005), siehe dunkelblaue Klammer! Die Abfahrtszeit in Karlsruhe liegt sogar nur drei Minuten auseinander.

3) Der kürzeste Abstand bezüglich Ankunftszeit dürfte folgender sein: Der Zusatzzug Nummer 30003-1 aus Heilbronn kommt um 0718 Uhr vier Minuten nach dem Zug Nr.20003, Linie 2 aus Osterburken, an (gelbe Klammer). Seine Abfahrtszeit in Heilbronn um 0639 liegt 9 min. nach dem Linienzug.

4) Auch im Fernverkehr sind zeitlich nahe beieinanderliegende Züge Ulm- Stuttgart zu finden: Der EC-300 (Ankunft 0739 Uhr) und der Zusatz-IC224-1 (Ankunft 0735 Uhr) fahren auf derselben Strecke bis Heidelberg. Das ist nur akzeptabel, wenn man davon ausgeht, dass sie sich ab Heidelberg auf weitere Strecken verzweigen, was aus den Unterlagen nicht zu entnehmen ist. Z.B. Heidelberg- Darmstadt- ...Hamburg und Heidelberg- Mannheim- ...Köln. Als dritter Zug zwischen Ulm und Stuttgart fährt wenige Minuten zuvor der um 0732 Uhr eintreffende Zusatz-IRE 50000-1. Das lässt den Schluss zu, dass der IC nur deshalb in Ulm eingesetzt wird, weil die Zufahrt vom Abstellbahnhof Untertürkheim Probleme macht, oder weil er dadurch die verlangte Zahl von 49 ankommenden Zügen voll machen sollte. Im Fahrplan sind die drei Züge durch die rote Dreifachklammer markiert.

Diese zeitlich benachbarten vier Zugpaare könnten höchst wahrscheinlich durch einfache Züge doppelter Länge ersetzt werden, ohne dass dadurch viele Fahrgäste einen Nachteil hätten. Sie dürften logischerweise im Stresstest nur einfach gerechnet werden. Es ist also praktisch ein 45− Züge- Stresstest.

Länge der Züge
Heute fahren meistens Züge mit fünf Wagen, die mit Lok etwa 170m lang sind. Auf die ICE- langen S21- Bahnsteiggleise würden also in Doppelbelegung gerade zwei solche Züge passen. Andererseits sind auf den Bahnhöfen der meisten Stuttgarter Strecken Bahnsteige vorhanden, die eine Verlängerung der Züge zulassen würden. Auf der Remstalbahn z.B. 260m. Bei Zunahme der Fahrgastzahlen wird üblicherweise zuerst die Zahl der Wagen erhöht. In anderen Regionen hat man sogar lieber die Bahnsteige verlängert, als die Zugzahl zu erhöhen. Da wird jeweils genau gerechnet, was über die Jahre billiger kommt.

Doppelbelegung wird nur in der Spitzenstunde als letzte Reserve akzeptiert. Zu den anderen Zeiten könnten längere Züge fahren. Ich bin mir aber ziemlich sicher, dass die Linienzüge den ganzen Tag über mit gleicher Wagenzahl fahren werden. Denn das Abhängen von Wagen ist nicht mehr möglich, und das Austauschen von langen gegen kurze Züge würde zwei zusätzliche Fahrten zum Abstellbahnhof in Untertürkhein erfordern.

Man muss davon ausgehen, dass die Bahn aus betriebstechnischen Gründen nicht das aus Sicht des Reisenden und aus Sicht der Landesregierung Optimale wird anbieten können. Die heutige Unflexibilität, die durch festgekuppelte Triebzuge noch verschärft wird, erschwert eine optimale Anpassung an die Fahrgastzahlen.

Wahrscheinlich aus diesem Grund hat man sich darauf beschränkt, für das Jahr 2020 dreißig Prozent mehr Züge pro Stunde (außerhalb der Spitzenstunde also 26 Züge) vorzusehen. Wenn man die Doppelbelegung vermeiden könnte, würde man auf den Strecken mit viel Verkehr durch Verlängerung der Züge einige einsparen können. Auf denen mit wenig Verkehr natürlich nicht, weil da sonst die Taktzeit zu groß würde. Man sollte auch nicht ganz ausschließen, dass trotz Erhöhung der Zugzahl außerdem noch die Wagenzahl vergrößert werden muss.

Die künftigen Fahrgastzahlen der Zusatzzüge sind noch schwerer vorherzusehen. Deshalb erscheint es mir leichtsinnig, dafür Kurzzüge für Doppelbelegung der Bahnsteiggleise vorzusehen. Weil die Pendlerzüge meistens nach einer Fahrt im Abstellbahnhof verschwinden, kann ihre Länge ohne weitere Rücksichtnahme allein von Bahnsteiglängen und Sitzplatzbedarf abhängen. Ein Teufelskreis, wenn man da mit Doppelbelegungen anfängt: Kürzere Züge = noch mehr Züge = noch mehr Doppelbelegungen = auch noch mehr normale Linienzüge müssen kurz sein.

Der größte Nachteil der Doppelbelegung ist also, dass Zusatzzüge nicht verlängert werden können. Davon betroffen sind insbesondere folgende Züge, bei denen zuerst Engpässe auftreten könnten:
0707 Uhr aus Ulm
0710 Uhr aus Schwäb.-Hall-Hessenthal
0718 Uhr aus Heilbronn

Ohne diese Beschränkungen würde man zunächst den Normalzug verlängern, könnte sich bei Zunahme der Fahrgastzahlen also länger einen Zusatzzug sparen. Mit langem Zusatzzug und verlängertem Normalzug könnten dann z.B. auf der Remsbahn 60% mehr Fahrgäste befördert werden, als bei S21 mit zwei Doppelbelegungs- tauglichen Zügen.