Ausbauvarianten Zweigleisigkeit – Griebnitzsee der S-Bahn

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 2 EINFÜHRUNG

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 3 Die untersuchte Strecke liegt zwischen Berlin und

Rostock

Szczecin

Hamburg

Hannover Berlin Warszawa

Potsdam

Leipzig Dresden

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 4 Die Strecke Wannsee - Griebnitzsee liegt zwischen Berlin und Potsdam

Standort

° Tagsüber 10-Minuten-Takt ° Nachtverkehr an den Wochen- enden im 30-Minuten-Takt ° Fahrzeit zwischen Wannsee und Griebnitzsee ca. 5 min ° Wannsee: Anschlussbeziehungen zur und zum Regionalverkehr

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 5 Die Strecke zwischen Potsdam und Wannsee wird täglich von ca. 40.000 Fahrgästen genutzt

Verkehrsmengen 2010 (Schienenverkehr) zwischen Berlin und Potsdam pro Tag

19.700 17.700 19.600 Wannsee Griebnitzsee Potsdam Hbf Potsdam RE 1 21.000 20.000 RB 21/ 22

Quelle: Stadtentwicklungskonzept Verkehr für die Landeshauptstadt Potsdam 2013 (Basis: Belastung im ÖPNV-Netz 2010) Erwin Hilbrich | 18.05.2015 6 Der untersuchte Streckenabschnitt ist derzeit größtenteils eingleisig ausgeführt

Streckenführung Wannsee (BWSS) – Griebnitzsee (BGRI)

N

821 nach BGRI 822 431 Potsdam BWSS 432 nach Werk 433 Berlin Teltowkanal Prellbock Bäkestraße Prüfgleis Wannsee BWSS 454

Zeichnung nicht maßstäblich und unvollständig

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 7 Die Eisenbahnverbindung zwischen Berlin und Potsdam wurde in den vergangenen Jahrzehnten oft baulich verändert werden

Historische Entwicklung des Streckenabschnitts

° Eröffnung der „Stammbahn“ zwischen Berlin und Potsdam über Zehlendorf, Kleinmachnow, 1838 Griebnitzsee und Babelsberg

1874 ° Eröffnung der Wannseebahn (heute ) zwischen Zehlendorf und Griebnitzsee über Wannsee

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

° Wiederaufnahme des S-Bahn-Verkehrs zwischen Berlin und Potsdam im 20-Minuten-Takt auf 1946 eingleisiger Strecke

° Einstellung des S-Bahn-Verkehrs zwischen Wannsee und Griebnitzsee auf Grund des Mauerbaus 1961 ° Einstellung des elektrischen Betriebs zwischen Griebnitzsee und Potsdam

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 8 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 □ Nutzung des BVG-Prüfgleises & Neubau eines Prüfgleises für das Werk Wannsee 1990 □ Aufbau einer Behelfsbrücke über den Teltowkanal □ Schaffung einer Kreuzungsmöglichkeit in Griebnitzsee □ Vorbereitung eines vollständig zweigleisigen Ausbaus (Planum, Brücken)

1992 ° Aufnahme des S-Bahn-Verkehrs im 20-Minuten-Takt

° Aufnahme des 10-Minuten-Takts Richtung Potsdam nach Ausbau Bahnhof Babelsberg, 1993 Verlängerung Kreuzungsgleis Griebnitzsee und Einführung neuer Stellwerkstechnik

2019 (vsl.) ° Inbetriebnahme eines zweigleisigen Abschnitts zwischen Potsdam Hbf und Babelsberg (ca. 700 m)

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 9 ANALYSE AUSGANGSLAGE

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 10 Die Pünktlichkeit der S7 fällt in Griebnitzsee deutlich ab

Pünktlichkeit S7 Potsdam Hbf – Ahrensfelde (01. März 2012 – 30. April 2012)

100% 99% 98% 97% 96% 95%

[%] 94% 93% 92% 91% 90% Anteil pünktlicher Züge (Vsp. ab 4 min) 4 ab (Vsp. Züge pünktlicher Anteil

Verspätung Richtung Ahrensfelde (BAF) Abfahrtsverspätung Richtung Potsdam (BPDH)

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 11 Die Sperrzeit einer Zugfahrt ist eine Summe aus verschiedenen Zeiten für Teilprozesse

Zusammensetzung der Sperrzeit (Beispiel Einfahrt Bahnhof Griebnitzsee)

Sperrzeit [min] = 3,5

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

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 12 Der Streckenabschnitt zwischen Wannsee und Griebnitzsee ist bei einem 10-Minuten-Takt nahezu immer durch eine Zugfahrt belegt

0,5 nach BGRI 0,5 1,1 nach Potsdam BWSS Berlin 0,5

0,7

2,3

4,6 3,8 2,1

3,6 2,9

3,5 1,1 2,1

t Berechneter Sperrkasten mit Sperrzeit unter Berücksichtigung 0,7 von 0,2 min Sichtzeit und angenommenen Haltezeiten 0,5 Angenommene Haltezeit Erwin Hilbrich | 18.05.2015 13 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 40% Linienverkehrs S7 durch Baumaßnahmen 30% ° Geringer Witterungseinfluss 20%

10%

0% 0 1 2 3 4 5 6 7 8 - 10 > 10 Verteilung Abfahrtsverspätung in Richtung Potsdam Hbf [min]

Quelle: SQF; gerundet; 1 min Verspätung heißt 0,5<= Vsp. < 1,5 min Erwin Hilbrich | 18.05.2015 14 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)

Brücke freie Strecke Werk BGRI 1,1 km 0,8 km 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 Erwin Hilbrich | 18.05.2015 15 VORSTELLUNG AUSBAUVARIANTEN

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 16 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 ° 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 S-Bahn ° Verringerung von Pönalezahlungen durch verspätete Züge und Teilausfälle ° Minderung des Fahrzeugbedarfs ohne Verschlechterung der Betriebsqualität

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 17 Die Variante Begegnungsabschnitt sieht die Nutzung des bestehenden Betriebsgleises zwischen Werk und Teltowkanal vor

BGRI – Griebnitzsee BWSS – Wannsee Sig – Signal W – Weiche Vorsignal Streckenführung – Variante 1: Begegnungsabschnitt Kostenschätzung: 12,1 Mio. €

BGRI nach Potsdam BWSS nach Werk Berlin Wannsee BWSS Bäkestraße Teltowkanal

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 18 Durch Verlängerung des Ausfahrbereichs Griebnitzsee kann ein zweigleisiger Abschnitt bis zum Werk aufgebaut werden

BGRI – Griebnitzsee BWSS – Wannsee Sig – Signal W – Weiche Vorsignal Streckenführung – Variante 2: Zweigleisigkeit bis Werk Kostenschätzung: 18,5 Mio. €

BGRI nach Potsdam BWSS nach Werk Berlin Wannsee BWSS Bäkestraße Teltowkanal

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 19 Zur Herstellung der vollständigen Zweigleisigkeit könnte das nördliche Umfahrungsgleis des Werks mitgenutzt werden

BGRI – Griebnitzsee BWSS – Wannsee Sig – Signal W – Weiche Vorsignal Streckenführung – Variante 3: Nordumfahrung Kostenschätzung: 19,7 Mio. €

BGRI nach Potsdam BWSS nach Werk Berlin Wannsee BWSS Bäkestraße Teltowkanal

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 20 Der Wiederaufbau der ursprünglichen Infrastruktur sähe eine südliche Werksumfahrung vor

BGRI – Griebnitzsee BWSS – Wannsee Sig – Signal W – Weiche Vorsignal Streckenführung – Variante 4: Südumfahrung Kostenschätzung: 18,6 Mio. €

BGRI nach Potsdam BWSS nach Werk Berlin Wannsee BWSS Bäkestraße Teltowkanal

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 21 Durch das Belassen der derzeitige Behelfsbrücke würde der zweigleisige Abschnitt unterbrochen

BGRI – Griebnitzsee BWSS – Wannsee Sig – Signal W – Weiche Vorsignal Streckenführung – Variante 5: Eingleisige Brücke Kostenschätzung: 13,1 Mio. €

BGRI nach Potsdam BWSS nach Werk Berlin Wannsee BWSS Bäkestraße Teltowkanal

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 22 SIMULATION

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 24 In der Simulation werden verschiedene streckenspezifische Aspekte berücksichtigt

Randbedingungen Simulation

° Simulierter Bereich: Potsdam Hbf. □ Charlottenburg – Potsdam Hbf □ Westkreuz – Messe Süd 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 Grunewald □ Anschlusssicherung in Wannsee zwischen S7 und S1 Wende S7 in Potsdam mit 5 min Mindestwendezeit □ Westkreuz ° Fahrstraßenbilde- & Auflösezeit ° Dispositionsmöglichkeiten (z.B. operativer Gleiswechsel im Begegnungsabschnitt)

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 26 Durch die Simulation sollen verschiedene Aussagen zu den Effekten der untersuchten Varianten getroffen werden

Ansicht der Simulation (Beispiel Variante 5)

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 27 Durch die Simulation sollen verschiedene Aussagen zu den Effekten der untersuchten Varianten getroffen werden

Vorgehen und Ziel der Simulation

° Abfahrt einer ausgewählten Zugfahrt in Auswirkungs- Richtung Potsdam ab Wannsee mit dauer unterschiedlichen Verspätungen ° Messung der auftretenden Verspätungen an ausgewählten Punkten im simulierten Teilnetz Abfahrt Wannsee in Richtung Potsdam □ Erzeugte Übertragung □ Ankunft Potsdam Hbf Verspätungs- Simulation auf minuten Gegenzug □ Ankunft Wannsee in Richtung Ahrensfelde □ Abfahrt Wannsee (S1 Ri. Oranienburg) □ Abfahrt Westkreuz in Richtung Abschätzung der Ahrensfelde Wirkung auf das Gesamtnetz

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 28 SIMULATIONSAUSWERTUNG

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 30 Die eingleisige Brücke lässt einen Verkehr gering verspäteter Züge ohne Beeinträchtigung des Gegenverkehrs nicht zu

S7 ab BWSS Ri. BPDH S7 an BPDH S7 ab BWKR Ri. BAF S7 ab BWSS Ri. BAF S1 ab BWSS Ri. BORB Variante 5 - Erzeugte Verspätungsminuten in Abhängigkeit der Urverspätung

30

25

20

15

10 Verspätungsminuten [min] Verspätungsminuten 5

0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Urverspätung [min]

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 31 Bei drei und neun Minuten Urverspätung treten Verspätungs- spitzen beim Gegenzug auf

Variante 0 Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Variante 5 Vergleich der Ankunftsverspätung des Gegenzug (7003) in Wannsee

14

12 Wirkbereich Werk

10

8 Wirkbereich Wirkbereich Brücke freie Strecke Zug 7003 fährt bereits nach Wannsee ohne dem 6 Störzug zu begegnen

4 Verspätungsminuten [min] Verspätungsminuten 2

0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Urverspätung [min]

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 33 Variante 3 mit geringstem Wert beim Vergleichsparameter „Relative Verspätung“

Auswertung Vergleichsparameter (nach Abfahrtsverspätung Nikolassee)

500

450

400

350

300

250

200

Relative Verspätung Relative 150

100

50

0 Variante 0 Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Variante 5

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 35 VORZUGSVARIANTE

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 36 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)

20% 10%

Umsetzungs- Auswir- zeitpunkt kungszeit (O12) (O22) 10% Auswir- kungen Werk (O23) 10%

Fahrzeit (O24)

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 37 Variante 5 geht als Vorzugsvariante aus der Nutzwertanalyse hervor

Vergleich Nutzwerte

5,5 5,3

5

4,5 4,5 4,5 Nutzwert 4,2

4 4

3,7

3,50 Variante 0 Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Variante 5

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 38 Bei vollständiger Vernachlässigung der Kosten ist Variante 4 am vorteilhaftesten

Variante 0 Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Variante 5 Sensitivitätsanalyse

7

6

5

4

Nutzwert 3

2

1

0 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Gewichtung des Oberziels “Aufwendungen" [%]

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 39 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! DISKUSSION

Erwin Hilbrich | 18.05.2015 40