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Auch wenn ich mich normalerweise nicht zu Stuttgart 21 äußere (das haben schließlich schon genug andere mit mehr oder weniger Ahnung gemacht), möchte ich dennoch aus Gründen der Transparenz den lange angekündigten Stresstest des umstrittenen Bahnprojekts Stuttgart 21 hier zum Download anbieten. Viel Spaß beim Lesen!

Stresstest Stuttgart 21 – Fahrplanrobustheitsprüfung der DB Netz AG Teil 1 – Auftrag, Grundlagen, Untersuchungsgegenstand (61 Seiten, PDF, 6,74MB)

Stresstest Stuttgart 21 – Fahrplanrobustheitsprüfung der DB Netz AG Teil 2 – Dokumentation Betriebssimulation (89 Seiten, PDF, 6,17MB)

Stresstest Stuttgart 21 – Fahrplanrobustheitsprüfung der DB Netz AG Teil 3 – Grundtaktfahrplan (26 Züge) mit Spitzenstundenzügen (49 Züge) gemäß Konstruktion von DB Netz (PDF, 320,58KB)

Audit zur Betriebsqualitätsüberprüfung Stuttgart 21 – Schlussbericht der SMA und Partner AG (202 Seiten, PDF, 3,26MB)

Die Vorträge, die im Rahmen der Präsentation des Stresstests am 29.07.2011 gehalten wurden, sowie eine Zusammenfassung dieser Veranstaltung finden Sie hier.

Bitte beachten Sie, dass es sich bei dem Bericht der SMA AG nur um ein Audit handelt und nicht um den abschließenden Stresstest. Dieser Audit ist nur eine stichprobenartige Prüfung der Daten der DB Netz AG auf Plausibilität, mit dem Ergebnis dass 49 Züge in einer Stunde, nicht aber in den Folgestunden, unter „wirtschaftlich optimalen Bedingungen“ abgewickelt werden könnten. Weitere Informationen hierzu finden sich im Eisenbahn-Blog von Friedhelm Weidelich.

Bei einer ersten Durchsicht sind mir folgende Dinge (ohne Gewähr auf Vollständigkeit) negativ aufgefallen. Die hier nicht aufgeführten Punkte haben die Prüfer von SMA als in Ordnung angesehen. Falls jemand einen Punkt finden sollte, den ich übersehen habe, so würde ich mich über einen Hinweis in den Kommentaren sehr freuen.

Ich kann mich jedoch nicht zur Realitätsnähe der getroffenen Prämissen äußern. Dazu kenne ich mich mit dem Bahnknoten Stuttgart nicht genügend aus.

Eine wichtige Essenz des Berichts der SMA und Partner AG lässt sich in der Schlussbemerkung des Vorworts finden:

Die Arbeiten mit dem Simulationsmodell haben eine Reihe von Maßnahmen ans Tageslicht gebracht, die im Simulationsmodell unterstellt, in der Wirklichkeit aber noch nicht vorhanden bzw. noch nicht in Planfeststellungs-Unterlagen vermerkt sind:

  1. Signalisierung S-Bahn-Stammstrecke
    Im Modell ist eine Signalisierung unterstellt, die die 2,5-Minuten-Zugfolge auf der Stammstrecke zulässt. Das LST-Projekt zwischen Hauptbahnhof, dem neuen Haltepunkt Mittnachtstraße und der bestehenden Strecke muss diese Bedingungen erfüllen.
  2. Um die dem Fahrplan mit 49 Zügen entsprechende Zugzahl auf der Murrbahn zu erreichen, ist ein Ausbau einzelner Bahnhöfe für gleichzeitige Einfahrten erforderlich.

Wir empfehlen, Erkenntnisse aus den Resultaten der Simulation wie zu lange Blockteilungen oder Geschwindigkeitseinbrüche aufzunehmen und ggf. in eine Ertüchtigung der bestehenden Infrastruktur zu übernehmen.

Weiter empfehlen wir, die in den Steckbriefen beschriebenen Unstimmigkeiten und kleineren Fehler zu beheben und zur Bestätigung des Gesamtresultates einen weiteren Simulationslauf durchzuführen und zu veröffentlichen.

Audit zur Betriebsqualitätsüberprüfung Stuttgart 21 – Schlussbericht der SMA und Partner AG, Seite 10

Zum Bereich Leit- und Sicherungstechnik der S-Bahn-Stammstrecke schreibt SMA:

Der Vergleich des Simulationsmodells mit den vorhandenen Plänen hat zum Teil erhebliche Unterschiede in der Sognalisierung gezeigt. Die in den Plänen vorgesehene Blockeinteilung ist entweder unvollständig (es fehlen Blockstellen) oder ungenügend (die erforderliche fahrplanmäßige Zugfolgezeit von 2,5 Minuten lässt sich nicht erreichen).

Audit zur Betriebsqualitätsüberprüfung Stuttgart 21 – Schlussbericht der SMA und Partner AG, PDF-Seite 45

Betrachtung Stuttgart 21 – Durchrutschwege

Die Durchrutschwege sind teilweise zu kurz. Allerdings müssen ECTS-geführte Züge nur einen Durchrutschweg von mindestens 50 m einhalten. Diese sind im Modell nicht definiert, sondern es wird auf die deutlich längeren Durchrutschwege des H/V-Signalsystems (Anmerkung des Autors: Informationen zum Haupt-/Vorsignal-System) zurückgegriffen. Dadurch wird der Effekt der zu kurzen Durchrutschwege zum Teil kompensiert.

Audit zur Betriebsqualitätsüberprüfung Stuttgart 21 – Schlussbericht der SMA und Partner AG, PDF-Seite 51

Die in Tabelle 3 aufgeführten Durchrutschwege sind teilweise zu kurz und müssen gemäß Tabelle 2 angepasst werden, da sowohl ECTS- als auch PZB-geführte Züge verkehren.

Audit zur Betriebsqualitätsüberprüfung Stuttgart 21 – Schlussbericht der SMA und Partner AG, PDF-Seite 53

Auswahl Rollmaterial Fernverkehr

Die ICE 3 sind für die Verbindungen München – Köln korrekt gewählt. Für die Verbindungen München – Berlin könnte ein weniger leistungsfähiges Fahrzeug genügen. Im Moment sind allerdings die technischen Kennwerte eines zukünftig für diese Strecke geeigneten Fahrzeuges nicht bekannt. Vor diesem Hintergrund lässt sich die Wahl eines einheitlichen Fahrzeugs vertreten. Allerings sind ICE 3 auf der Schnellfahrstrecke Ulm – Stuttgart zu schnell und müssen durch Fzü (Anmerkung des Autors: Fahrzeitüberschuss) verlangsamt werden.

Die reduzierte maximale Höchstgeschwindigkeit der Kompositionen ICE und TGV ist vertretbar, da die Streckenhöchstgeschwindigkeit jeweils der reduzierten entspricht bzw. noch darunter liegt.

Alle Fernverkehrskompositionen nutzen ETCS (Anmerkung des Autors: Die 50 Triebzüge der Baureihe 403 (ICE 3) sollen laut Planungen der Deutschen Bahn bis 2015 mit ETCS ausgerüstet werden).

Bezüglich der Einführung von ETCS in Deutschland ist die Lektüre des folgenden Abschnitts aus dem “Nationalen Umsetzungsplan für die TSI Zugsteuerung, Zugsicherung und Signalgebung des konventionellen transeuropäischen Eisenbahnsystems im Rahmen der Richtlinie 2001/16/EG in der Bundesrepublik Deutschland 1” zu empfehlen.

Ein wesentlicher Einflussfaktor auf die nationale Umsetzung der TSI ZZS ist die Ausrüstung der existierenden Fahrzeugflotte des konventionellen Verkehrs. Eine Ausrüstung der Fahrzeuge mit ERTMS/ETCS ist gemäß Kapitel 7 der TSI ZZS nur dann vorgeschrieben, wenn diese für den Einsatz im grenzüberschreitenden Verkehr auf den Korridoren des EU-Masterplans, bzw. bis zur Notifizierung auf dem Einführungskern, vorgesehen sind. In der Bundesrepublik Deutschland sind derzeit über 350 Eisenbahnverkehrsunternehmen zugelassen, die zum Teil ausschließlich lokale und regionale Verkehrsdienste anbieten. Der Fahrzeugeinsatz im lokalen, regionalen oder im nationalen Fernverkehr ist dementsprechend angemessen zu berücksichtigen, um damit zusätzliche, nicht notwendige Investitionen für die Eisenbahnverkehrsunternehmen zu vermeiden. Aus diesem Grund führt aus Sicht der Bundesrepublik Deutschland eine Ausrüstungsverpflichtung für Fahrzeuge auf den Korridoren des zukünftigen EU-Masterplans für die rein nationalen Schienenverkehrsdienste nicht zu einer Stärkung des Verkehrsträgers Schiene. Demnach sieht es die Bundesrepublik Deutschland als zweckmäßig an, anstelle der Verpflichtung zur Ausrüstung mit ERTMS/ETCS nur die Verpflichtung der Vorrüstung auf Stufe 1 gemäß Kapitel 7.2.2.4.4 bzw. 7.2.4.4 der TSI ZZS für die Fahrzeuge vorzuschreiben, die auf Strecken des EU-Masterplanes verkehren sollen. Damit besteht für Eisenbahnverkehrsunternehmer die Möglichkeit, ihre Fahrzeuge ausgerichtet auf die vollständige ERTMS/ETCSRealisierung einzelner Korridore gezielt mit ERTMS/ETCS auszurüsten, ohne dass bereits lange vor vollständiger Nutzungsmöglichkeit des Systems hohe Investitionskosten anfallen, die zu Wettbewerbsnachteilen führen können. Auf diese Weise kann auch der schnellen Veralterung der Systeme, vor deren tatsächlichem Einsatz, entgegen gewirkt werden. Die Verpflichtung zur Vorrüstung sichert jedoch die rechtzeitige und wirtschaftliche ERTMS/ETCS-Ausrüstung der Fahrzeuge.

Die Nachrüstung von ERTMS/ETCS belastet die Eisenbahnverkehrsunternehmen in starkem Maße und ist daher eine der wichtigsten Einflussgrößen auf die Dauer der ERTMS/ETCS Migration. Um einerseits die Eisenbahnverkehrsunternehmen nicht zu überfordern und andererseits den Umstellungsprozess mit aufwendiger Doppelausrüstung (auch für die Infrastruktur) zeitlich zu begrenzen, sollten Möglichkeiten für eine zumindest teilweise Übernahme der Kosten für Umrüstung wie auch der Erstausrüstung durch die Gemeinschaft offen gestaltet werden. Die Finanzierung von ERTMS/ETCS-Ausrüstung durch die Bundesregierung Deutschlands erstreckt sich ausschließlich auf die Infrastruktur, da nach nationalem Recht eine Förderung von Fahrzeugen ausgeschlossen ist. Umso wichtiger ist es, durch entsprechende Fördermaßnahmen seitens der Europäischen Union – wie in Aussicht gestellt – die Migration auf dem Fahrzeugsektor zu beschleunigen.

Audit zur Betriebsqualitätsüberprüfung Stuttgart 21 – Schlussbericht der SMA und Partner AG, PDF-Seite 57

Abbildung der Haltezeiten im System

Es sind mindestens die zu kurzen Haltezeiten in Stuttgart 21 anzupassen, da hier relevante Rückwirkungen auf die Gleisbelegung möglich sind. Ebenfalls anzupassen sind die Haltezeiten der ICE-Linie Zürich – Nürnberg.

Nicht komplett im Modell abgebildet sind die Abfertigungszeiten. Im Modell kann ein Zug – sofern seine Planhaltezeit abgelaufen ist – sofort abfahren, wenn die Ausfahrt gestellt ist. Bei einem ICE mit einer Abfertigungszeit von etwa 0,7 Minuten kann dies zu einer um bis zu 0,7 Minuten vorzeitigen Abfahrt führen. Häufig beginnt das Zugpersonal das Abfertigungsverfahren auch im Verspätungsfall erst, wenn das Signal Ausfahrt zeigt. Hierfür ist eine Sensitivitätsbetrachtung durchzuführen.

Audit zur Betriebsqualitätsüberprüfung Stuttgart 21 – Schlussbericht der SMA und Partner AG, PDF-Seite 73

Umsetzung Regionalverkehr im Simulationsmodell

Schwierig für die Bewertung des Modells erweist sich jedoch, dass durch die fehlenden Lagen am Morgen der Einschwingvorgang unter Umständen nicht korrekt abläuft. Darüber hinaus fehlen Linien auf den Außenästen, d.h. auf Strecken, die nicht Stuttgart 21 berühren. Diese Mängel sind zu beheben.

Audit zur Betriebsqualitätsüberprüfung Stuttgart 21 – Schlussbericht der SMA und Partner AG, PDF-Seite 104

Umsetzung S-Bahn im Simulationsmodell

Linienführung und Haltepolitik entsprechen der Konzeption des Landes. Die Gründe für die Abweichungen von den vorgeschlagenen Lagen sind nur zum Teil erkennbar. Die größte Abweichung tritt bei der S1 in Richtung Kirchheim auf. Dabei wird die Eigenkreuzung der S-Bahn von Kirchheim-Öttlingen nach Kirchheim verlegt.

Insgesamt werden bei der S-Bahn Fahrzeitverkürzungen umgesetzt, so dass die Simulation tendenziell angespannt wird.

Die leicht veränderten Fahrlagen haben keine relevante Auswirkung auf die Simulation.

Audit zur Betriebsqualitätsüberprüfung Stuttgart 21 – Schlussbericht der SMA und Partner AG, PDF-Seite 111

Fahrplanrobustheitsprüfung der DB Netz AG

Der Bericht “Stresstest Stuttgart 21 – Fahrplanrobustheitsprüfung” der DB Netz AG vom 30. Juni ist nicht selbsterklärend, weist teilweise inhaltliche Mängel auf und bietet keine vollständige Dokumentation der durchgeführten Arbeiten.

Die Auswertung erfolgte ohne vorhergehende Abstimmung der Auswertekriterien. Ein Nachsteuern war aus Zeitgründen nicht mehr möglich.

Die Sensitivitätsbetrachtungen zeigen den Einfluss der Eingangsprämissen auf die Resultate der Simulation. Es lässt sich jedoch feststellen, dass die damit erzielbaren Qualitätsmerkmale des SPV im Betrachtungszeitraum nicht grundlegend ändern und eine gewisse Stabilität aufweisen.

Audit zur Betriebsqualitätsüberprüfung Stuttgart 21 – Schlussbericht der SMA und Partner AG, PDF-Seite 184

Sensitivitätsbetrachtung Datenmodell 15. Juli

Die S-Bahn Stammstrecke ist nahe an einem kritischen Zustand. Die eingebrachte Haltezeitverlängerung in Stuttgart Hbf erzeugt bereits doppelte so hohe Verspätungen, welche sich im System noch knapp kompensieren lassen. Bei der S-Bahn bleiben auch nach der Sensitivitätsbetrachtung Unklarheiten bestehen. Mit der hinzukommenden Mischbetriebsstrecke Rohr – Flughafen, der Verlängerung der S4 nach Marbach und der neuen S60 ergeben sich zusätzliche betriebliche Schwierigkeiten. Dies lässt die Reaktion der S-Bahn in der Simulation als optimistisch erscheinen.

Audit zur Betriebsqualitätsüberprüfung Stuttgart 21 – Schlussbericht der SMA und Partner AG, PDF-Seite 199

Der wichtigste Satz, auf den sich die Deutsche Bahn berufen wird, lässt sich auch auf PDF-Seite 199 des Audits finden:

Mit Umsetzung aller geforderten aber nun noch nicht eingeflossenen Nachbesserungen ist zwar eine weitere Verschlechterung des Betriebsqualität zu erwarten. Eine deutliche Verschlechterung insbesondere mit stark steigenden Folgeverspätungen (“Kippen” des Modells) ist jedoch nicht absehbar.

Weitere Leseempfehlungen und Analysen des Audits:

Sehr interessant sind auch die folgenden Anmerkungen von Carsten Bisanz in den Kommentaren dieses Blogs:

Beim Durchlesen fallen mir folgende Mängel des sma-Gutachtens auf, wobei ich die brisantesten Probleme in den Steckbriefen FP-02 / FP-03 und FP-12 sehe.

Liste mit mir aufgefallenen Mängeln:

  • Die Haltezeiten im Bahnhof wurden nicht kommentiert, obwohl hier offensichtliche Schwächen geplant sind. Haltezeiten unter 3 Minuten sind nicht möglich, wenn Reisegruppen oder mobilitätseingeschränkte Personen den Zug nutzen wollen.

    Die Planung der DB ohne diesen Personenkreis wurde von sma nicht bewertet.

  • Der Einsatz von ETCS als Signalsystem der Zukunft ist derzeit äußerst unsicher. Die Simulationen wurden jedoch unter der Prämisse durchgeführt, dass ETCS verfügbar ist (Steckbrief IN-04, pdf Seite 36). Sämtliche Fernverkehrszüge sind mit ETCS ausgerüstet (Steckbrief FP-01, pdf Seite 57). Auf Seite 8 wird die konventionelle Signaltechnik nur als Rückfallebene bei ETCS-Ausfall beschrieben.
  • In den Steckbriefen wird nur die Übereinstimmung des Modells mit der Praxis überprüft (pdf Seite 10), nicht jedoch, ob das Modell sinnvoll ist (eine Haltezeit von 10 sec. würde damit positiv beschieden, sofern das technisch machbar ist).
  •  Umsteigemöglichkeiten und Wartezeiten wurden nicht bewertet.
  • Es fehlt die Prüfung auf Eignung für einen integralen Taktfahrplan.
  • Bei der Rohrer Kurve folgen Züge innerhalb 68 sec. aufeinander (Steckbrief FP-02, pdf Seite 64). Ein um 1 Minute verspäteter RE nach Böblingen führt zu S-Bahnverspätungen Richtung Flughafen, die sich dort beim Wenden fortsetzen. Dieser Fall wurde nicht überprüft/untersucht. Es wird vermutet, dass Verspätungen auf der sensiblen Mischstrecke Rohr – Flughafen im Filderabschnitt systematisch nicht untersucht wurden, da sich diese auf das gesamte System auswirken.
  • Im Steckbrief FP-03 werden Mindesthaltezeiten genannt sowie Verletzungen dieser in der Simulation. Es wird gefordert, dass die Mindesthaltezeiten auch in der Simulation eingehalten werden (pdf Seite 73). Es fehlt komplett eine Bewertung dieser Regelverletzung, da die Auswirkungen auf die geforderte Zugzahl 49 immens sein werden. Im Steckbrief sind insgesamt 13 zu kurze Haltezeiten aufgeführt, weitere werden im Regionalverkehr Filstal genannt.
  • Steckbrief FP-10 (pdf Seite 118): Außerhalb des Betrachtungsraum werden manche Anschlüsse nicht hergestellt. Sie werden daher wohl von sma auch nicht bewertet.
  • Steckbrief FP-11 (pdf Seite 129): Wartezeiten werden von sma qualitativ nicht bewertet. Es gibt lediglich die Feststellung, dass die Wartezeiten keinen Einfluss auf das Simulationsergebnis haben (die Zugzahl 49 hängt nicht davon ab, ob Hr. Maier 30 Minuten in Rottweil warten muss und derweil Gelegenheit hat, ausführlich die Zeitung zu lesen und über den Zusammenhang zwischen Jubel-Journalismus 2011 und seiner Wartezeit im Jahr 2029 nachzudenken).
  • Steckbrief FP-12 (pdf Seite 133): Der Autor verweist hier auf FP-02 / -03, ohne erkennbaren Zusammenhang. Mir kommt das als Hinweis darauf vor, dass die verletzten Pufferzeiten einen schwerwiegenden Einfluss auf die Doppelbelegung der Gleise haben.
  • Die Gleisnutzung im Flughafen (FP-12, pdf Seite 135) ist laut sma in den Simulationen falsch dargestellt. Der Einfluss auf Verspätungsaufschaukelung ist jedoch enorm aufgrund der Mischnutzung S-Bahn/Regionalverkehr/Fernverkehr des Filderabschnitts. Eine Bewertung auf den Einfluss dieser Regelverletzung durch sma fehlt.
  • Das Rechenverfahren wurde überprüft, nicht die zugrunde gelegten Annahmen.
  • Wie ist die Aufgabenstellung des Audits? Sollte nur die technische Richtigkeit überprüft werden?

Die Überprüfung ergibt: 1 fauler Apfel + 1 fauler Apfel = 2 faule Äpfel Der Hinweis fehlt: Die Äpfel sind faul, die will niemand essen.

Link zum Auditplagwiki

Offener Brief von Dr. Felix Berschin, Nahverkehrsberater, freiberuflicher Mitarbeiter bei KCW, an Herrn Stohler, CEO ad interim der SMA und Partner AG: SMA kann Testat am 21.7.2011 zu Stuttgart 21 nicht erteilen vom 19.07.2011

Verkehrsingenieure, – planer und alle anderen, die sich mit Stuttgart 21 beschäftigt haben und solche Gutachten lesen und verstehen können, würde ich um eine kurze Einschätzung in den Kommentaren bitten. Ich würde diesen Artikel dann entsprechend um weitere Meinungen ergänzen.

  1. Nationaler Umsetzungsplan für die TSI Zugsteuerung, Zugsicherung und Signalgebung des konventionellen transeuropaeischen Eisenbahnsystems im Rahmen der Richtlinie 2001/16/EG in der Bundesrepublik Deutschland – Europaeische Kommission – http://ec.europa.eu/transport/rail/interoperability/ertms/doc/edp/national_deployment_plans/germany_ndp.pdf
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