HeikoF: + Präzissierung Inhalt S.73; Zitatseitenangabe S.186 auf 187 korrigiert, sowie Schärfung der Formulierung

2011-11-20T04:14:13Z

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HeikoF: + Nur Stuttgart 21 mit Kompensationsversuch der Abfertigungszeit

2011-11-19T18:44:15Z

+ Nur Stuttgart 21 mit Kompensationsversuch der Abfertigungszeit

HeikoF: Artikelentwurf Abfertigungszeiten V 0.01

2011-11-19T18:23:51Z

Artikelentwurf Abfertigungszeiten V 0.01

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<Artikelentwurf "Abfertigungszeiten" Version 0.01>

Abfertigungszeiten

Informationen aus Audit
Definition der Haltezeiten

Im Abschlussdokument der SMA zum Stresstest wird auf S.67 (FP-03) definiert,
welche im "Simulationsmodell berücksichtigte Haltezeiten" im Simulationsmodell
definiert und berücksichtigt werden. Es wird unterschieden zwischen der
Planhaltezeit, die fahrplanmäßige Haltezeit des Zuges im Bahnhof bei
Pünktlichkeit, wie auch der Mindesthaltezeit, welche auch im Verspätungsfall
nicht unterschritten wird. Beide Zeiten verstehen sich inklusive der
Zeit, die zum Öffnen und Schliessen der Türen benötigt wird. Somit ist die
zum Fahrgastwechsel zur Verfügung stehende Zeit in jedem Fall kleiner als
die angesetzte Plan- bzw. Mindesthaltezeit.

Die Differenz aus Plan- bzw. Mindesthaltezeit wird als zum Verspätungsabbau
nutzbar beschrieben, unter der Annahme, dass die Mindesthaltezeit für den
Fahrgastwechsel ausreichend groß definiert wurde.

Die konkrete Türöffnungs- und Schliesszeit richtet sich nach der Bauart der Züge.
Bei der Annahme, dass eine Zugtür in jeweils 5 Sekunden zu öffnen und zu schliessen ist,
ergibt sich eine Reduzierung, der nutzbaren Fahrgastwechselzeit um 10 Sekunden.

Hinweis auf Notwendigkeit einer Sensitivitätsbetrachtung

SMA schreibt auf Seite 73 im Audit, dass die Abfertigungszeit im Modell nicht
komplett abgebildet sei. Im Modell könne ein Zug nach Verstreichen der
Mindesthaltezeit sofort abfahren, was bei einem ICE zu einer um 42 Sekunden
verfrühten Abfahrt führen könne. Das Zugpersonal beginne den Abfertigungsvorgang
häufig erst bei Grünschaltung des Ausfahrsignals. Hierfür sei eine
Sensitivitätsbetrachtung durchzuführen.

Erläuterung der Sensitivitätsbetrachtung

Auf Seite 186 (SI-08) wiederholt SMA, dass im Simulationsmodell keine Abfertigungszeit
berücksichtigt wird. Sollte ein Zug erst am Ende seiner Haltezeit eine Grünschaltung
des Ausfahrsignals erhalten, so erfolge die Abfahrt des Zuges im Simulationsmodell
um die Abfertigungszeit zu früh. Im Normalfall beginne das Zugpersonal den
Abfertiungsvorgang erst mit Grünschaltung des Ausfahrsignals. Bei Fernverkehrszügen
sei somit eine Abweichung von 42 Sekunden möglich. Im Nahverkehr seien die
Abfertigungszeiten, insbesondere ohne seperate Zugführer, deutlich geringer.

Dieser Problematik werde begegnet, indem die Fahrstraßenbildezeiten in der
Sensitivitätsbetrachtung auf hohe Werte gesetzt würden.

Da es im Simulationsmodell nicht möglich sei jedem Einzelzug oder einer
Zuggattung eine entsprechende Fahrstraßenbildezeit zuzuweisen, erfolge
die Zuweisung auf Grund des Aufenthaltsgleises im Bahnhof. Die hauptsächlich
für den Fernverkehr zu nutzenden Gleis 3 bis 6 ( 2 von 4 Bahnsteigen) würden
mit Fahrstraßenbildezeiten von 45 Sekunden simuliert, was etwa der
Abfertigungszeit eines ICE entspreche. Alle übrigen Bahnsteige würden
mit 30 Sekunden Fahrstraßenbildezeit simuliert, was der heutigen
Abfertigungszeit eines IC entspreche, welche größer als im
Regionalverkehr notwendig.

Auf S.188 ist eine Skizze zu sehen, welche den Zusammenhang von allen
Zeiten verdeutlichen soll, welche für die Simulation eines
Zughalts von Bedeutung sind.

SMA wiederholt auf S.196, im Kapitel "Schlussfolgerungen und Empfehlungen", das
die Abfertigungszeit hilfsweise über die Fahrstraßenbildezeiten abgebildet würden.
Die Anpassung in Stuttgart Hbf scheine ausreichend, da hier der größte Teil der
Fernvekehrshalte, und insbesondere solche dessen mit Behinderungen erfolgt.
Die Verzögerung des Ablaufs der Simulation sei stärker als er sie in der
Realität sei, da beispielsweise auch (in der Sensitivitätsbetrachtung!)
Nachverkehrszüge auf Gleis 4 bei Behinderungen erst nach den Hohen
Fahrstraßenbildezeiten abfahren könnten.

Eine Anpassung der Fahrstraßenbildezeiten zur Kompensation der Abfertigungszeiten
in der Sensitivitätsbetrachtung weiterer Bahnhöfe erscheine nicht erforderlich, da
es wenige Behinderungen bei Ausfahrten aus Bahnhöfen gebe. Von solchen seien
darüber hinaus überwiegend Nahverkehrszüge mit kurzen Abfertigungszeiten betroffen.

Im Audit wird die Abfertigungszeit somit als jene Zeitspanne verstanden,
welche das Zugpersonal benötigt, um einen Zug nach Abschluss des
Fahrgastwechsels, wie auch geöffneter Türen, unmittelbar abfahrbereit zu machen.

Als Fahrstraßenbildezeit wird jene Zeitspanne verstanden, die im Stellwerk für
Bewilligung der Fahrstraße benötigt wird. In dieser Zeit werden Signale
Grüngeschaltet und Weichen gestellt.

Kritik an Simulationsmodell
Vollständigkeit des Rechenmodells

Die Abwesenheit einer expliziten Abfertigungszeit erscheint für ein Bahnverkehrssimulationsmodell
erscheint als erheblicher Mangel. SMA erweckt den Eindruck, dass die Simulationssoftware die dem
Stresstest zu Grunde liegt, wesentlichen Einschränkungen unterliegt. Es erscheint nicht
plausibel, warum im Simulationsmodell, in welchem die Korellation von Zügen auf einem Streckennetz
vorhergesagt werden soll, beispielsweise keine Zug- oder Zuggattungsspezifische Fahrstraßenbildezeit
möglich ist. Unter der Erwartung dass Abfertigungszeiten berücksichtigt würden, könnte die
Notwendigkeit von haltestellenspezifischen Abfertigungszeit bereits aus dem Erfahrungen des
Alltagsbetriebs abgeleitet werden. Dass Abfertigungszeiten in Nah- und Fernverkehr verschieden sind,
ist unumstritten und allgemein bekannt.

Aus dem Alltagsbetrieb leitet sich auch ab, dass Personenaufkommen in Zügen erheblichen Schwankungen
unterzogen sind. So ist bei unverändertem Fahrplan an Freitagen und vor Feiertagen ein erhöhtes
Fahrgastaufkommen zu beobachten.

Eine professionelle Simualtionslösung für Bahnverkehr sollte deshalb über eine Scriptsprache
zur Anpassung von Simulationsparameter bieten. Über eine if-Verknüpfung von Simulationsparametern
die bei für Objekte der Simulation entstehen, könnte dann beispielsweise festgelegt werden,
dass ein Zug bei Einfahrt in einem spezifischen Bahnhof eine spezifische Fahrstraßenbildezeit
erzeugt. Eine Verkehrssimulation hat durch die Methodik bedingt, einige Überwachungsbedingungen,
jeder Zug hat beispielsweise planmäßige Bahnhofsaufenthalte mit spezifischen Simulationzeiten.

Anmerkung: Simulationssoftware laut Bahn ist Railsys

Kritik an Modellierungsmethodik

Unter Annahme, dass die Modellierung der Simulation den oben genannten Einschränkungen unterliegt,
steht die beschriebene Modellierung der Sensitivitätsbetrachtung im Widerspruch zu wesentlichen
verkehrswissenschaftlichen Prämissen.

Abfertigungszeit ist ein Additionsanteil

In der softwaregesteuerten Simulationstechnik ist es unabhängig vom Simulationzweck üblich,
Additionsanteile einer Simulationhauptgröße die nicht einzeln berücksichtigt werden können,
auf den jeweils davor im Modell simulierte Größe anzurechnen.

Im Simulationsmodell der Bahn ist die Abfertigungszeit als Additionsgröße der Hauptgröße
der absoluten Standzeit eines Zuges im Bahnhof zu verstehen. Ihr vorraus geht die
Mindesthaltezeit.

Somit hätte die Mindesthaltezeit der aller Züge der Sensitivitätsbetrachtung um den Betrag
ihrer Abfertigungszeit erhöht werden müssen. Diese Lösung ist auch deshalb elegant, da
es auf einem Umweg die Zugspezifische Abfertigungszeit ermöglicht, die laut SMA
nicht vorhanden ist.

Zweckentfremdung der Fahrstraßenbildezeit

Die Fahrstraßenbildezeit ist für die Kompensation der Abfertigungszeit nicht geeignet,
da die Bewilligung einer Fahrstraße großen zeitlichen Schwankungen unterliegt. SMA gibt
keine genaue Auskunft, ab wann die Fahrstraßenbildezeit im Simulationsmodell verstreicht.

Sollte die zu bewilligende Fahrstraße nicht durch Grünschaltungen oder Züge in einem
Signalabschnitt belegt sein, so kann das Ausfahrsignal, welches ein normales
Hauptsignal darstellt, bereits vor einfahren eines Zuges grüngeschaltet werden.

Es gibt in vielen Bahnhöfen auch Gleisbelegungsanzeigen (Fahrtanzeiger), welche meist
aber als Signalwiderholer ausgeführt sind, welche die Zustimmung des Fahrdienstleiters
zur Abfertigung eines Zuges signalisieren. SMA schreibt aber explizit über die
Abfertigung über das Ausfahrsignal, welche somit unterstellt werden muss.

Um den Betriebskomfort des Betriebspersonals zu erhöhen, werden im Alltagsbetrieb
Signale etwas früher als nötig grüngeschaltet, falls dies möglich ist. Dies ermöglicht
energieeffizienteren Zugbetrieb und eine höhere Betriebssicherheit. Im S-Bahn Netz
Rhein-Main sind beispielsweise 5 Minuten Grünvorrauschschaltung üblich.

Fahrstraßen sind mit dem gleichzeitigen betätigen zweier Knöpfe auf dem Stellbrett des
Stellwerks üblicherweise binnen 10 Sekunden möglich. Dies umfasst auch das Stellen
und Verrigeln von Weichen.

Sollte nun dennoch versucht werden mit der Fahrstraßenbildezeit die Abfertigungszeit
zu kompensieren, kommt der methodische Fehler zum tragen, dass der Zug sofort mit
Wirksamwerden der Grünschaltung losfährt. Auf Grund der Kausalität, dass die
Abfertigung erst mit der Grünschaltung beginnt, wird die Belegung der gestellten
Fahrstraße über die Dauer der Abfertigungszeit simulationstechnisch unterdrückt.
Bei korrekter Abbildung könnten sich hierraus erhebliche Fahrstraßenausschlüsse
durch mögliche Zugkreuzung ergeben, die von hoher Brisanz für die Entwicklung
von Haltezeitüberschreitungen und damit einem Verspätungsaufbau sind.

Vorzeitiges Verstreichen der Abfertigungszeit

Im der Sensitivitätsbetrachtung wird angenommen, dass die Abfertigungszeit bereits
vor der Grünschaltung beginnt. Die Bahn hat auf Anfrage mitgeteilt, dass die
Fahrstraßenbildezeit nur jenen Zeitanteil kompensieren soll, der nach dem
Zeigersprung zur Abfahrminute vergeht. Die Bahn hat jedoch keine Auskunft gegeben
zu welchem Anteil die Abfertigungszeit vor oder nach dem Zeigersprung aufteilt.
Wie bereits erwähnt, ist diese Modellierung methodisch widersprüchlich, da erst bei
Grünschaltung des Ausfahrsignals abgefertigt werden soll, die aber erst am Ende der
Fahrstraßenbildezeit erfolgen kann.

Der Fall, dass ein Zug erst nach verstreichen der Mindesthaltezeit bereit zum Abfertigen ist,
wird somit nicht berücksichtigt. Bei hohem Verkehrsaufkommen, kann auch nach Grünschaltung
eine Abfahrt unmöglicht sein, da der Fahrgastwechsel noch kurzfristig andauert.

Bewertung

Die Modellierung der Abfertigungszeit im Simulationsmodell ist fehlerhaft und täuscht eine
zu kurze Belegung der Aussengleise vor als tatsächlich vorhanden. Der Abfertigungsvorgang
setzt die Grünschaltung vorraus, welche aber die Grünschaltung erfordert. Somit
ist die Gleisbelegung um die Abfertigungszeit höher als in der Sensitivitätsbetrachtung,
welche suggeriert die Abfertigung und Fahrstraßenbildung seien parallellisierbar.

Die Leistung des Gesamtsystems wird somit auch im Bezug auf nachfolgende Züge deutlich überschätzt.

Es wird nur der Teil der Abfertigungszeit berücksichtigt der nach dem
Zeigersprung kompensiert, dessen Anteil aber nicht konkret genannt wird.

Die angenommen Fahrgastwechselzeiten der Bahn sind nochmals kürzer als
die angegebenen (Mindest)Haltezeiten.

Das Simulationsmodell suggeriert eine höhere Leistungsfähigkeit die bei der
korrekten Abbildung nach verkehrswissenschaftlichen Prämissen nicht erreicht würde.

SMA wurde dem Anspruch wissenschaftlichen Arbeitens nicht gerecht, da es den Verstoß
gegen elementare Grundsätze der Simulationstechnik nicht erkannt hat. Mit der
simplen Anpassung der Mindest- und Planhaltezeiten hätte eine fehlerfreie Kompensation der
im Modell angeblich nicht abbildbaren zug- und zuggattungsspezifischen Abfertigungszeiten
erfolgen können, die verkehrswissenschaftlichen Ansprüchen weitgehend genügt hätte.

Es ist nicht nachzuvollziehen, weshalb ein vergleichsweise komplizierter Ansatz zur
Kompensation der Abfertigungszeit gewählt wurde. Die Fahrstraßenbildezeit wurde
in der Sensitivitätsbetrachtung regelrecht zweckentfremdet.

</>
--[[Benutzer:HeikoF|HeikoF]] 19:23, 19. Nov. 2011 (MET)

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 SMA schreibt auf Seite 73 im Audit, dass die Abfertigungszeit im Modell nicht
 komplett abgebildet sei. Im Modell könne ein Zug nach Verstreichen der
-Mindesthaltezeit sofort abfahren, was bei einem ICE zu einer um 42 Sekunden
+Planhaltezeit (bzw. Mindesthaltezeit im Verspätungsfall) und gestelltem Ausfahrsignal
-verfrühten Abfahrt führen könne. Das Zugpersonal beginne den Abfertigungsvorgang
+sofort abfahren, was bei einem ICE zu einer um 42 Sekunden verfrühten Abfahrt führen könne.
-häufig erst bei Grünschaltung des Ausfahrsignals. Hierfür sei eine
+Das Zugpersonal beginne den Abfertigungsvorgang häufig erst bei Grünschaltung des Ausfahrsignals. Hierfür sei eine
 Sensitivitätsbetrachtung durchzuführen.
    Erläuterung der Sensitivitätsbetrachtung
-Auf Seite 186 (SI-08) wiederholt SMA, dass im Simulationsmodell keine Abfertigungszeit
+Auf Seite 187 (SI-08) wiederholt SMA, dass im Simulationsmodell keine Abfertigungszeit
-berücksichtigt wird. Sollte ein Zug erst am Ende seiner Haltezeit eine Grünschaltung
+berücksichtigt wird. Sollte ein Zug erst am Ende seiner Planhaltezeit eine Grünschaltung
 des Ausfahrsignals erhalten, so erfolge die Abfahrt des Zuges im Simulationsmodell
 um die Abfertigungszeit zu früh. Im Normalfall beginne das Zugpersonal den

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 Planhaltezeit, die fahrplanmäßige Haltezeit des Zuges im Bahnhof bei
 Pünktlichkeit, wie auch der Mindesthaltezeit, welche auch im Verspätungsfall
-nicht unterschritten wird. Beide Zeiten verstehen sich inklusive der
+nicht unterschritten wird.Beide Zeiten verstehen sich inklusive der
 Zeit, die zum Öffnen und Schliessen der Türen benötigt wird. Somit ist die
 zum Fahrgastwechsel zur Verfügung stehende Zeit in jedem Fall kleiner als
@@ Zeile 187: / Zeile 187: @@
 Die Leistung des Gesamtsystems wird somit auch im Bezug auf nachfolgende Züge deutlich überschätzt.
 Es wird nur der Teil der Abfertigungszeit berücksichtigt der nach dem
 Zeigersprung kompensiert, dessen Anteil aber nicht konkret genannt wird.
 Die angenommen Fahrgastwechselzeiten der Bahn sind nochmals kürzer als

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