5. - TU Berlin

Ausbauvarianten Zweigleisigkeit Wannsee – Griebnitzsee
der S-Bahn Berlin
Bachelorarbeit
TU Berlin, S-Bahn Berlin GmbH
B.Sc. Erwin Hilbrich
Berlin, 18. Mai 2015
Inhalt
1.
Einführung
2.
Analyse Ausgangslage
3.
Vorstellung Ausbauvarianten
4.
Simulation
5.
Simulationsauswertung
6.
Vorzugsvariante
7.
Diskussion
Erwin Hilbrich | 18.05.2015
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EINFÜHRUNG
Erwin Hilbrich | 18.05.2015
3
Die untersuchte Strecke liegt zwischen Berlin und Potsdam
Rostock
Szczecin
Hamburg
Berlin
Hannover
Potsdam
Leipzig
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Dresden
4
Warszawa
Die Strecke Wannsee - Griebnitzsee liegt zwischen Berlin und
Potsdam
Standort
 Tagsüber 10-Minuten-Takt
 Nachtverkehr an den Wochenenden im 30-Minuten-Takt
 Fahrzeit zwischen Wannsee und
Griebnitzsee ca. 5 min
 Wannsee: Anschlussbeziehungen
zur
und zum Regionalverkehr
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Die Strecke zwischen Potsdam und Wannsee wird täglich von
ca. 40.000 Fahrgästen genutzt
21.000
19.600
Wannsee
17.700
Griebnitzsee
19.700
Babelsberg
Potsdam Hbf
Verkehrsmengen 2010 (Schienenverkehr) zwischen Berlin und Potsdam pro Tag
20.000
Quelle: Stadtentwicklungskonzept Verkehr für die Landeshauptstadt Potsdam 2013 (Basis: Belastung im ÖPNV-Netz 2010)
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RE 1
RB 21/ 22
Der untersuchte Streckenabschnitt ist derzeit größtenteils
eingleisig ausgeführt
Streckenführung Wannsee (BWSS) – Griebnitzsee (BGRI)
N
821
nach
Potsdam
BGRI
431
822
BWSS
432
Prellbock
Prüfgleis
Teltowkanal
Bäkestraße
Werk
Wannsee
433
BWSS
454
Zeichnung nicht maßstäblich und unvollständig
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nach
Berlin
Die Eisenbahnverbindung zwischen Berlin und Potsdam wurde in
den vergangenen Jahrzehnten oft baulich verändert werden
Historische Entwicklung des Streckenabschnitts
1838
 Eröffnung der „Stammbahn“ zwischen Berlin und Potsdam über Zehlendorf, Kleinmachnow,
Griebnitzsee und Babelsberg
1874
 Eröffnung der Wannseebahn (heute
1891
 Errichtung eigener Gleispaare für den Vorortverkehr
1928
 Aufnahme des elektrischen Betriebs im 10-Minuten-Takt mit Reisezeitverkürzung
1945
 Einstellung des gesamten S-Bahn-Betriebs in Berlin
1946
1961
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) zwischen Zehlendorf und Griebnitzsee über Wannsee
 Wiederaufnahme des S-Bahn-Verkehrs zwischen Berlin und Potsdam im 20-Minuten-Takt auf
eingleisiger Strecke
 Einstellung des S-Bahn-Verkehrs zwischen Wannsee und Griebnitzsee auf Grund des Mauerbaus
 Einstellung des elektrischen Betriebs zwischen Griebnitzsee und Potsdam
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Die Eisenbahnverbindung zwischen Berlin und Potsdam wurde in
den vergangenen Jahrzehnten oft baulich verändert werden
Historische Entwicklung des Streckenabschnitts
1985
 Erneuerung des Gleises zwischen S-Bahn-Werk Wannsee und Teltowkanalbrücke durch BVG
 Einsatz von Wendezügen auf der Fernbahn zwischen Wannsee und Potsdam Stadt
 Wiederaufbaus einer eingleisigen S-Bahn-Strecke zwischen Wannsee und Potsdam unter
1990
1992
1993
2019 (vsl.)
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□ Nutzung des BVG-Prüfgleises & Neubau eines Prüfgleises für das Werk Wannsee
□ Aufbau einer Behelfsbrücke über den Teltowkanal
□ Schaffung einer Kreuzungsmöglichkeit in Griebnitzsee
□ Vorbereitung eines vollständig zweigleisigen Ausbaus (Planum, Brücken)
 Aufnahme des S-Bahn-Verkehrs im 20-Minuten-Takt
 Aufnahme des 10-Minuten-Takts Richtung Potsdam nach Ausbau Bahnhof Babelsberg,
Verlängerung Kreuzungsgleis Griebnitzsee und Einführung neuer Stellwerkstechnik
 Inbetriebnahme eines zweigleisigen Abschnitts zwischen Potsdam Hbf und Babelsberg (ca. 700 m)
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ANALYSE
AUSGANGSLAGE
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Die Pünktlichkeit der S7 fällt in Griebnitzsee deutlich ab
Anteil pünktlicher Züge (Vsp. ab 4 min)
[%]
Pünktlichkeit S7 Potsdam Hbf – Ahrensfelde (01. März 2012 – 30. April 2012)
100%
99%
98%
97%
96%
95%
94%
93%
92%
91%
90%
Verspätung Richtung Ahrensfelde (BAF)
Abfahrtsverspätung Richtung Potsdam (BPDH)
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Die Sperrzeit einer Zugfahrt ist eine Summe aus verschiedenen
Zeiten für Teilprozesse
Zusammensetzung der Sperrzeit (Beispiel Einfahrt Bahnhof Griebnitzsee)
=
Sperrzeit [min]
Fahrstraßenbildezeit [min]
+
0,1
Signalsichtzeit [min]
+
0,2
Annäherungsfahrzeit [min]
+
0,4
Fahrzeit im Blockabschnitt [min]
+
1,9
Räumfahrzeit [min]
+
0,8
Fahrstraßenauflösezeit [min]
+
0,1
t
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3,5
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Der Streckenabschnitt zwischen Wannsee und Griebnitzsee ist
bei einem 10-Minuten-Takt nahezu immer durch eine Zugfahrt belegt
0,5
BGRI
nach
Potsdam
1,1
0,5
nach
Berlin
BWSS
0,5
0,7
2,3
3,8
4,6
2,1
3,6
3,5
1,1
2,1
t
Berechneter Sperrkasten mit Sperrzeit unter Berücksichtigung
von 0,2 min Sichtzeit und angenommenen Haltezeiten
0,5
Angenommene Haltezeit
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0,7
13
2,9
Abfahrtspünktlichkeit Wannsee deutlich geringer als Nikolassee –
Ein Drittel der Züge fährt in Wannsee mit mehr als 1 Minute Verspätung ab
Wannsee
Nikolassee
Kriterien für Auswahl des Untersuchungszeitraums 1. März 2012 – 30. April 2012
60%
 S7 verkehrt nach Potsdam Hbf – Ahrensfelde
 Vollständige Zweigleisigkeit der S7 zwischen 50%
Wannsee und Ahrensfelde
 Ausschluss direkter Beeinträchtigung des
Linienverkehrs S7 durch Baumaßnahmen
 Geringer Witterungseinfluss
40%
30%
20%
10%
0%
0
Quelle: SQF; gerundet; 1 min Verspätung heißt 0,5<= Vsp. < 1,5 min
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1
2
3
4
5
6
7
Verteilung Abfahrtsverspätung
in Richtung Potsdam Hbf [min]
8 - 10 > 10
Abschätzung zeigt: Verspätete Züge würden vorrangig im
Bereich der Brücke über den Teltowkanal gekreuzt werden
Abschätzung Wirkbereiche Ausbaumaßnahmen (Datenbasis: 01.03.2012 – 30.04.2012 Nikolassee S7 Richtung Potsdam)
BGRI
Brücke
1,1 km
freie Strecke
0,8 km
Werk
2,0 km
BWSS
-0,5 < Vsp < 0,9
0,9 ≤ Vsp < 3,8
3,8 ≤ Vsp < 5,1
5,1 ≤ Vsp < 9,1
Abschnitt Brücke
Abschnitt freie Strecke
Abschnitt Werk
-0,5 < Vsp [min] < 0,9
0,9 ≤ Vsp [min] < 3,8
3,8 ≤ Vsp [min] < 5,1
5,1≤ Vsp [min] < 9,1
9,1 ≤ Vsp [min] < 10
4.290 Züge [67%]
1.399 Züge [22%]
181 Züge [3%]
205 Züge [3%]
25 Züge [0,4%]
Quelle: SQF
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VORSTELLUNG
AUSBAUVARIANTEN
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Ein Ausbau des Streckenabschnitts Wannsee – Griebnitzsee ist
zur Sicherung der Betriebsqualität notwendig
Ziele eines Ausbaus Wannsee - Griebnitzsee
 Steigerung der Attraktivität der S-Bahn
 Sicherung der Anschlüsse in Potsdam Hbf
Fahrgast
S-Bahn
 Verkürzung der Reisezeit zwischen Potsdam und Berlin mit der S-Bahn
 Senkung der Zahl notwendiger Teilausfälle
 Höhere Verlässlichkeit der S-Bahn
 Erhöhung der Fahrgastzufriedenheit
 Verbesserung der Pünktlichkeit im gesamten Berliner S-Bahn-Netz
 Verringerung von Pönalezahlungen durch verspätete Züge und Teilausfälle
 Minderung des Fahrzeugbedarfs ohne Verschlechterung der Betriebsqualität
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Die Variante Begegnungsabschnitt sieht die Nutzung des
bestehenden Betriebsgleises zwischen Werk und Teltowkanal vor
BGRI – Griebnitzsee
BWSS – Wannsee
Sig
– Signal
Streckenführung – Variante 1: Begegnungsabschnitt
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Vorsignal
Kostenschätzung: 12,1 Mio. €
BGRI
BWSS
Werk
Wannsee
Teltowkanal
Bäkestraße
nach
Potsdam
W – Weiche
18
nach
Berlin
BWSS
Durch Verlängerung des Ausfahrbereichs Griebnitzsee kann ein
zweigleisiger Abschnitt bis zum Werk aufgebaut werden
BGRI – Griebnitzsee
BWSS – Wannsee
Sig
– Signal
Streckenführung – Variante 2: Zweigleisigkeit bis Werk
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Vorsignal
Kostenschätzung: 18,5 Mio. €
BGRI
BWSS
Werk
Wannsee
Teltowkanal
Bäkestraße
nach
Potsdam
W – Weiche
19
nach
Berlin
BWSS
Zur Herstellung der vollständigen Zweigleisigkeit könnte das
nördliche Umfahrungsgleis des Werks mitgenutzt werden
BGRI – Griebnitzsee
BWSS – Wannsee
Sig
– Signal
Streckenführung – Variante 3: Nordumfahrung
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Vorsignal
Kostenschätzung: 19,7 Mio. €
BGRI
Teltowkanal
BWSS
Bäkestraße
nach
Potsdam
W – Weiche
Werk
Wannsee
20
nach
Berlin
BWSS
Der Wiederaufbau der ursprünglichen Infrastruktur sähe eine
südliche Werksumfahrung vor
BGRI – Griebnitzsee
BWSS – Wannsee
Sig
– Signal
Streckenführung – Variante 4: Südumfahrung
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Vorsignal
Kostenschätzung: 18,6 Mio. €
BGRI
BWSS
Werk
Wannsee
Teltowkanal
Bäkestraße
nach
Potsdam
W – Weiche
21
nach
Berlin
BWSS
Durch das Belassen der derzeitige Behelfsbrücke würde der
zweigleisige Abschnitt unterbrochen
BGRI – Griebnitzsee
BWSS – Wannsee
Sig
– Signal
Streckenführung – Variante 5: Eingleisige Brücke
Erwin Hilbrich | 18.05.2015
Vorsignal
Kostenschätzung: 13,1 Mio. €
BGRI
BWSS
Werk
Wannsee
Teltowkanal
Bäkestraße
nach
Potsdam
W – Weiche
22
nach
Berlin
BWSS
SIMULATION
Erwin Hilbrich | 18.05.2015
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In der Simulation werden verschiedene streckenspezifische
Aspekte berücksichtigt
Randbedingungen Simulation
 Simulierter Bereich:
□ Charlottenburg – Potsdam Hbf
□ Westkreuz – Messe Süd
□
□
Potsdam Hbf.
Babelsberg
Schlachtensee – Wannsee
Griebnitzsee
Teile des Werks Wannsee
Wannsee
 Fahrzeug- und Streckenhöchstgeschwindigkeit: 100 km/h
 Fahrplanerstellung mit Fahrplanabteilung der S-Bahn unter Berücksichtigung von:
□
□
□
Nikolassee
Mindesthaltezeiten mit Abfertigungszeiten
Anschlusssicherung in Wannsee zwischen S7 und S1
Wende S7 in Potsdam mit 5 min Mindestwendezeit
 Fahrstraßenbilde- & Auflösezeit
 Dispositionsmöglichkeiten (z.B. operativer Gleiswechsel im Begegnungsabschnitt)
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Grunewald
Westkreuz
Durch die Simulation sollen verschiedene Aussagen zu den
Effekten der untersuchten Varianten getroffen werden
Ansicht der Simulation (Beispiel Variante 5)
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Durch die Simulation sollen verschiedene Aussagen zu den
Effekten der untersuchten Varianten getroffen werden
Vorgehen und Ziel der Simulation
 Abfahrt einer ausgewählten Zugfahrt in
Auswirkungsdauer
Richtung Potsdam ab Wannsee mit
unterschiedlichen Verspätungen
 Messung der auftretenden Verspätungen an
ausgewählten Punkten im simulierten Teilnetz
□ Abfahrt Wannsee in Richtung Potsdam
□ Ankunft Potsdam Hbf
Erzeugte
Verspätungsminuten
□ Ankunft Wannsee in Richtung
Simulation
Ahrensfelde
□ Abfahrt Wannsee (S1 Ri. Oranienburg)
□ Abfahrt Westkreuz in Richtung
Abschätzung der
Wirkung auf das
Gesamtnetz
Ahrensfelde
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Übertragung
auf
Gegenzug
SIMULATIONSAUSWERTUNG
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Die eingleisige Brücke lässt einen Verkehr gering verspäteter
Züge ohne Beeinträchtigung des Gegenverkehrs nicht zu
S7 ab BWSS Ri. BPDH
S7 ab BWSS Ri. BAF
S7 an BPDH
S1 ab BWSS Ri. BORB
S7 ab BWKR Ri. BAF
Variante 5 - Erzeugte Verspätungsminuten in Abhängigkeit der Urverspätung
Verspätungsminuten [min]
30
25
20
15
10
5
0
0
1
Erwin Hilbrich | 18.05.2015
2
3
4
5
6
7
8
Urverspätung [min]
31
9
10
11
12
13
14
Bei drei und neun Minuten Urverspätung treten Verspätungsspitzen beim Gegenzug auf
Variante 0
Variante 1
Variante 2
Variante 3
Variante 4
Variante 5
Vergleich der Ankunftsverspätung des Gegenzug (7003) in Wannsee
Verspätungsminuten [min]
14
12
Wirkbereich Werk
10
Wirkbereich
Brücke
8
Wirkbereich
freie Strecke
Zug 7003 fährt bereits
nach Wannsee ohne dem
Störzug zu begegnen
6
4
2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Urverspätung [min]
Erwin Hilbrich | 18.05.2015
33
9
10
11
12
13
14
Variante 3 mit geringstem Wert beim Vergleichsparameter
„Relative Verspätung“
Auswertung Vergleichsparameter (nach Abfahrtsverspätung Nikolassee)
500
450
Relative Verspätung
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Variante 0
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Variante 1
Variante 2
35
Variante 3
Variante 4
Variante 5
VORZUGSVARIANTE
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Für die Findung der Vorzugsvariante mittels Nutzwertanalyse
werden folgende Kriterien und Gewichtung verwendet
40%
60%
Aufwendungen (O1)
Leistungsfähigkeit (O2)
80%
70%
Geschätzte Baukosten (O11)
Relative Verspätung (O21)
10%
20%
Umsetzungs-
Auswirkungszeit
(O22)
zeitpunkt
(O12)
10%
Auswirkungen
Werk
(O23)
10%
Fahrzeit
(O24)
Erwin Hilbrich | 18.05.2015
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Variante 5 geht als Vorzugsvariante aus der Nutzwertanalyse
hervor
Vergleich Nutzwerte
5,5
5,3
Nutzwert
5
4,5
4,5
4,5
4,2
4
4
3,7
3,5
0
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Variante 0 Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Variante 5
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Bei vollständiger Vernachlässigung der Kosten ist Variante 4 am
vorteilhaftesten
Variante 0
Variante 3
Sensitivitätsanalyse
Variante 1
Variante 4
Variante 2
Variante 5
7
6
Nutzwert
5
4
3
2
1
0
0%
10%
Erwin Hilbrich | 18.05.2015
20%
30%
40%
50%
60%
70%
Gewichtung des Oberziels “Aufwendungen" [%]
39
80%
90%
100%
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
DISKUSSION
Erwin Hilbrich | 18.05.2015
40

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