Die Flexible S-Bahn
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gefördert vom intermobil Region Dresden BMBF-Leitprojekt intermobil Region Dresden SCHLUSSBERICHT der TECHNISCHEN UNIVERSITÄT DRESDEN (Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. H. Strobel) Band 4: DIE FLEXIBLE S-BAHN: NACHFRAGEORIENTIERTE FLEXIBILISIERUNG DES BEFÖRDERUNGSANGEBOTES – Ein neuer Zugang zur Szenarioanalyse alternativer Strategien erarbeitet durch Dipl.-Ing. Sven Scholz Lehrstuhl für Verkehrsleitsysteme und -prozessautomatisierung Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“ 31.12.2004 intermobil Region Dresden Das diesem Bericht zugrunde liegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 19 B 9907A 8 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren. Zum Geleit Das BMBF-Leitprojekt „intermobil Region Dresden“ ist Bestandteil des Forschungs- programms MOBILITÄT IN BALLUNGSRÄUMEN, das die Deutsche Bundesregierung in den Jahren 1997/98 mit einem bundesweiten Wettbewerb ins Leben gerufen hat. Aus 155 Projektvorschlägen wurden zunächst 13 in die engere Wahl gezogen. Am 21. April 1998 erfolgte durch eine unabhängige Jury die endgültige Auswahl der in Abb. I genannten fünf Leitprojekte. Stadtinfo intermobil Köln REGION DRESDEN Wayflow Rhein- Main-Region mobilist Stuttgart MOBINET München Abbildung I: Ergebnis des deutschlandweiten Wettbewerbs zur Auswahl von Leitprojekten im Rahmen des Forschungsprogramms Mobilität in Ballungsräumen Entscheidungsgrundlage für das Vorhaben intermobil Region Dresden bildete dabei die zum 30. Januar 1998 unter Federführung der TU Dresden erarbeitete Projektstrategie intermobil Region Dresden: Intermodale Mobilitätssicherung in mittleren Ballungsräumen durch Integration innovativer Telematik-, Bahn- und Regelungstechnologien Vorgesehen war ein komplex angelegtes Bearbeitungskonzept, das Strategien zur • Beeinflussung der Nachfrage nach motorisierten Individualverkehr sowie zur • Optimierung des ÖPNV-Angebotes einschloss und eine Differenzierung nach lang-, mittel- und kurzfristig umsetzbaren Maßnahmen vornahm. Hieraus ergaben sich die durch Abbildung II veranschaulichten sechs Arbeitsfelder, die eng miteinander verflochten waren und durch das übergreifende Aufgabengebiet „Projektevaluation/Wirkungsanalyse“ überlagert wurde. STRATEGIEN ZUR BEEINFLUSSUNG 1. DER MIV-NACHFRAGE 2. DES ÖPNV-ANGEBOTES c MIV-reduzierende d ÖPNV-stärkende lang- RAUMSTRUKTUREN Vernetzungsstrukturen: fristig V.: TU Hamburg-Harburg/ DIE FLEXIBLE S-BAHN Landeshauptstadt? Dresden V.: DB Regio/TU Dresden? (TU Dresden) (Alcatel, DVB, FhG-IVI, DB Systems, CSC, VVO) f flexible mittel- e MIV-reduzierende UNTERNEHMENSSTRUKTUREN: TARIFSTRUKTUREN: fristig VIRTUEL. MOBILITÄTSSYSTEME? INTERMOBIL-PASS-SYSTEM? V.: TU Dresden/SMWA V.: VVO/Siemens VDO (DB Regio, DVB, FhG-IVI, TUD) g MIV-beeinflussendes h INFORMATIONELLE LIVE-KAMERA- & VERNETZUNG ALLER kurz- STRASSENVERKEHRS- fristig MOBILITÄTSSYSTEME? MANAGEMENTSYSTEM? V.: FhG-IVI/VVO V.: TUD/LH Dresden (STA) + Autobahnamt (DB Regio, DVB, ISUP, TUD) (FhG-IVI, ISUP, Schlothauer & Wauer) i Projektevaluation Æ komplexe Wirkungsanalyse (Quervergleich mit anderen Leitprojekten in München, Stuttgart, Frankfurt/Main, Köln) V.: TU Hamburg-Harburg/SMWA + VVO (TU Dresden) Abbildung II: Struktur des BMBF-Leitprojektes intermobil Region Dresden Zur Lösung dieser Aufgaben ist eine strategische Allianz zwischen wissenschaftlichen Einrichtungen (TU Dresden, Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme, TU Hamburg-Harburg), den Aufgabenträgern und Betreibern des ÖPNV (Verkehrsverbund Oberelbe, Dresdner Verkehrsbetriebe AG, DB Regio AG), der kommunalen und regionalen Ebene (Landeshauptstadt Dresden mit der Hauptabteilung Mobilität und dem Straßen- und Tiefbauamt sowie dem Freistaat Sachsen mit dem Sächsischen Staatsministerium für Wirtschaft und Arbeit sowie dem Autobahnamt Sachsen) und Industriepartnern, Ingenieurbüros und KMU (Siemens VDO, Alcatel SEL Stuttgart, CSC, DB Systems, ISUP, Schlothauer & Wauer) geschaffen worden. Die Technische Universität Dresden war an der Bearbeitung aller sieben Teilprojekte beteiligt: • AP 100: „Raumstrukturelle Voraussetzungen einer nachhaltigen Mobilitätssicherung“ V.: Prof. Dr.-Ing. G.-A. Ahrens, Lehrstuhl für Verkehrs- und Infrastrukturplanung, Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“ • AP 200: „Die Flexible S-Bahn“ V.: Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. H. Strobel Lehrstuhl für Verkehrsleitsysteme und -prozessautomatisierung, Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“ • AP 300: „Virtuelle Mobilitätssysteme“ V.: Prof. Dr. rer. nat. habil. A. Schill Lehrstuhl für Rechnernetze, Fakultät Informatik • AP 400: „Das intermobilPASS-System“ V.: Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. H. Strobel Lehrstuhl für Verkehrsleitsysteme und -prozessautomatisierung, Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“ (mit dem Unterauftragnehmer GWT-TUD mbH V.: Dipl.-Ing. H. Lorenz) • AP 500: „Das integrierte Live-Kamera- & Straßenverkehrsmanagementsystem“ V.: Dr.-Ing. R. Franke Lehrstuhl für Verkehrsleitsysteme und -prozessautomatisierung, Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“ • AP 600: „Das intermodale Mobilitätsregelungs- und -informationssystem“ V.: Dr.-Ing. R. Franke Lehrstuhl für Verkehrsleitsysteme und -prozessautomatisierung, Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“ • AP 700: „Projektevaluation/Mobilitätsanalysen“ V.: Prof. Dr.-Ing. G.-A. Ahrens, Lehrstuhl für Verkehrs- und Infrastrukturplanung, Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“ Eine Übersicht über die von der Technischen Universität Dresden erarbeiteten Ergebnisse wird in einer zusammenfassenden Ausarbeitung vorgelegt, die als Band 1 des Schlussberichtes gilt. Besonders interessant und wichtig erscheinende Resultate sind in speziellen Anlagenbänden dokumentiert worden, die allerdings so abgefasst wurden, dass sie autonom, d.h. ohne Kenntnis des zusammenfassenden Schlussberichtes (Band 1) und der übrigen Bände, gelesen und verstanden werden können. Der vorliegende Band 4 DIE FLEXIBLE S-BAHN: NACHFRAGEORIENTIERTE FLEXIBILISIERUNG DES BEFÖRDERUNGSANGEBOTES – Ein neuer Zugang zur Szenarioanalyse alternativer Strategien ist dabei Grundsatzfragen mit strategischer Bedeutung aus dem o.g. Teilprojekt AP 200 (vgl. Abb. II) gewidmet. Vorgelegt wird eine wissenschaftliche Untersuchung zur Abschätzung verkehrlicher und wirtschaftlicher Innovationspotentiale alternativer Flexibilisierungs- und Automatisierungsstrategien. Sie führt auf Erkenntnisse mit grundlegender Bedeutung bezüglich der Erfolgschancen dieser Strategien unter Berücksichtigung verschiedener Aus- baustufen der S-Bahn Dresden, d.h. von der heute vorzufindenden Situation bis zur Vision eines vollautomatischen Betriebes. Dresden, im Dezember 2004 Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. H. Strobel Projektleiter TU Dresden Danksagung Diese Arbeit entstand w¨ahrend meiner fast 3-j¨ahrigen T¨atigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl fur¨ Verkehrsleitsysteme und -prozessautomatisierung der TU Dresden im Rahmen des vom BMBF gef¨orderten Leitprojektes intermobil Region Dres- den (BMBF-F¨orderkennzeichen: 19 B 9907A 8). All denjenigen, die in dieser Zeit zur Schaffung gedeihlicher Rahmenbedingungen fur¨ das Gelingen dieser Arbeit beitrugen, sei herzlich Dank gesagt. Meinem gesch¨atzten akademischen Lehrer, Herrn Prof. H. Strobel, der in mir das In- teresse fur¨ das Fachgebiet der automatischen und flexiblen Stadtschnellbahnen fruhzeitig¨ geweckt hat und durch dessen Engagement die Entstehung dieser Arbeit nach Abschluss meines Studiums uberhaupt¨ erst m¨oglich wurde, gilt besondere Wertsch¨atzung. Ich danke ihm fur¨ die nutzbringenden fachlichen Gespr¨ache ebenso wie fur¨ seine Bereitschaft mit der er mir auch in schwierigen Bearbeitungsphasen stets mit hilfreichem Rat zur Seite stand. Herrn Prof. J. Schutte¨ gebuhrt¨ Dank fur¨ seine wertvollen Anregungen und Hinwei- se bezuglich¨ der Betrachtungen zur Systemtechnik und Wirtschaftlichkeit des flexiblen Stadtschnellbahnbetriebs. Ein Dankeswort gilt auch Herrn Prof. D. Lohse fur¨ seine Vorschl¨age und kritischen Anmerkungen zu Fragen der Nachfragemodellierung. In diesem Zusammenhang war mir auch die enge Kooperation mit der PTV AG, Niederlassung Dresden, sehr wertvoll. In dankenswerter Weise begleitete sie die sehr komplexen objektkonkreten Fallstudien. Daruber¨ hinaus danke ich Herrn Dr. J. Br¨oring, DB Systems GmbH Frankfurt/Main, der durch seine konstruktive Kritik und wertvollen Hinweise den praktischen Teil der Arbeit positiv beeinflusste. Inhaltsverzeichnis 1Einfuhrung¨ 1 1.1Motivation.................................. 1 1.2 Internationale Erfahrungen und das Ziel dieser Arbeit . 2 1.3 Der gew¨ahlte L¨osungszugang........................ 6 1.4 Resultate mit grunds¨atzlicherBedeutung................. 6 TEIL I: DER INTERNATIONALE ENTWICKLUNGSSTAND 8 2 Automatische (fahrzeugfuhrerlose)¨ Stadtschnellbahnen mit flexibler Betriebsfuhrung¨ 9 2.1KlassifizierungautomatischerBahnen................... 9 2.2 Nachfrageorientierte Angebotsflexibilisierung bei AGT-Systemen . 12 2.3Schlussfolgerungen.............................. 21 3 Nachfrageorientierter Entwurf flexibler Bef¨orderungsangebote: Analyse bisher bekannt gewordener Verfahren 23 3.1ZielderSchrifttumsanalyse......................... 23 3.2 Nutzung des Verkehrswirkungsgrades als Optimierungskriterium . 28 3.3 Berucksichtigung¨ der Ruckkopplung¨ zwischen Angebot und Nachfrage . 29 3.4 Beachtung zeitlicher und r¨aumlicher Nachfrageschwankungen . 33 3.5 Fazit und Pr¨azisierungderAufgabenstellung............... 36 TEIL II: