Internationales Verkehrswesen (75) 2 | 2023 20 INFRASTRUKTUR Schienenverkehr Qualitätsmanagement im Verkehr zur Insel Sylt Flexibilisierung des Betriebs auf einem hoch belasteten Streckenabschnitt Bahn, Betriebsführung, Fahrplan, Autozug, Flexabfahrt Einziger Landweg nach Sylt ist die Bahnstrecke über den Hindenburgdamm. Die Tourismusentwicklung führte in den vergangenen Jahrzehnten zu einer stark steigenden Verkehrsnachfrage und zu Tagespendlerverkehren durch Verdrängungseffekte auf dem Immobilienmarkt. Bis zu vier Personen- und Autozüge je Stunde und Richtung lasten die teilweise eingleisige Infrastruktur maximal aus. Mittelfristig soll die Kapazität durch elektronische Stellwerkstechnik sowie durch einen durchgängig zweigleisigen Ausbau mit Elektrifizierung erhöht werden. Zur kurz- und mittelfristigen Stabilisierung der Betriebsqualität haben der SPNV-Aufgabenträger NAH.SH, DB Netz und die auf der Strecke verkehrenden Eisenbahnverkehrsunternehmen betriebliche Maßnahmen angestoßen. Jens Gertsen D ie Anbindung der Insel Sylt an das Festland erfolgte bis zum Jahr 1927 ausschließlich über Fähren. An eine Fahrzeit von mindestens 4,5 Stunden mit Schnellzügen ab Hamburg schloss sich eine 2-stündige Fährüberfahrt mit anschließendem Umstieg auf die Sylter Kleinbahn an, die tideabhängig in der Regel nur einmal täglich zu wechselnden Zeiten gefahren werden konnte. Daher war eine Reise von Hamburg nach Sylt nur unter günstigen Umständen ohne Zwischenübernachtung möglich. Zudem lag der Fährbahnhof nach der Volksabstimmung von 1920 auf dänischem Gebiet, so dass der Personenverkehr zeitweise in verplombten Waggons durchgeführt werden musste und auf Gütertransporte Zollgebühren anfielen. Der 1927 eröffnete Bahndamm verkürzte die Fahrzeit zwischen der Insel nach Niebüll und weiter nach Hamburg um 3,5 Stunden und erleichterte den Verkehr enorm. Während der Weltwirtschaftskrise und des 2. Weltkriegs blieb die Nachfrageentwicklung noch verhalten, unter anderem, da bis 1940 auf Fahrpreise über den Damm ein Zuschlag bis zur Höhe des Tarifpreises für 50-km erhoben wurde. Seit der Nachkriegszeit zeigt ein Vergleich mit der Nachbarinsel Föhr, deren Anbindung mit einer rd. 45-minütigen Fährverbindung unverändert blieb, den Beitrag der Bahnverbindung zur touristischen Entwicklung Sylts (Bild 1). Unter anderem aufgrund naturschutz- und grundstücksrechtlicher Gegebenheiten blieb der Bahndamm die einzige landseitige Anbindung der Insel. Daher wurden stets auch Autos auf der Schiene befördert - anfangs auf Güterzügen, um 1950 auf regulären Personenzügen und ab Mitte der 50er Jahre auf separaten Autozügen. Die steigende Nachfrage erfordert in der Saison eine Angebotsverdichtung bis an die Grenze der infrastrukturellen Kapazität. Nachfragetreiber sind zunächst Urlauberverkehre und in einer weiteren Phase - infolge steigender Wohn- und Lebenshaltungskosten auf der Insel - zunehmende Tagespendlerverkehre zur Insel, da Teile der Beschäftigten auf Sylt ihren Wohnort auf das preisgünstigere Festland verlagern. Eine Gegenüberstellung mit der Insel Föhr - die weiterhin nur über Schiffsverbindungen zu erreichen ist - zeigt die Wirkungen der Schienenverbindung auf die Verkehrsnachfrage zwischen Sylt und dem Festland (Bild 2). Insbesondere die Pendlerverkehre stellen hohe Anforderungen an die Kapazität und Zuverlässigkeit der Bahnverbindung, da das Erreichen der Arbeitsplätze auf Sylt von einem funktionierenden Bahnbetrieb abhängt und mangels paralleler Straßenverbindung bei Störungen keine Schienenersatzverkehre möglich sind. Die Verkehrsspitzen fallen morgens mit Nachfrage- Peaks im Versorgungsverkehr mit LKW auf Autozügen zur Insel zusammen, deren Z: \Rechner\Documents\Projekte\2021\nahsh_Syltverkehr\Bearbeitung\2305_Artikel_IV\Abbildungen.pptx 1 50 100 150 1935 1930 2010 Verbindungen/ Tag (Sommer) von / nach Sylt 1920 1940 1945 1950 1955 1960 1980 1965 1970 1975 1985 1990 2000 1995 2005 2015 2020 Autozüge Personenfernverkehr Personennahverkehr 50 zum Vergleich: Fährabfahrten von / nach Föhr Jahr v max 90 km/ h v max 60 km/ h v max 80 km/ h Kreuzungsbahnhöfe -> Kapazitätsverdoppelung Verlängerung Kreuzungsgleise von 400 auf 650 m Umbau Autoverladeanlagen Westerland Niebüll Außenbahnsteige ersetzen Reisendenquerung über Gleise v max 100 km/ h 2-gleisige Ausbauabschnitte Z: \Rechner\Documents\Projekte\2021\nahsh_Syltverkehr\Bearbeitung\2305_Artikel_IV\Abbildungen.pptx 1 50 100 150 1935 1930 2010 Verbindungen/ Tag (Sommer) von / nach Sylt 1920 1940 1945 1950 1955 1960 1980 1965 1970 1975 1985 1990 2000 1995 2005 2015 2020 Autozüge Personenfernverkehr Personennahverkehr 50 zum Vergleich: Fährabfahrten von / nach Föhr Jahr v max 90 km/ h v max 60 km/ h v max 80 km/ h Kreuzungsbahnhöfe -> Kapazitätsverdoppelung Verlängerung Kreuzungsgleise von 400 auf 650 m Umbau Autoverladeanlagen Westerland Niebüll Außenbahnsteige ersetzen Reisendenquerung über Gleise v max 100 km/ h 2-gleisige Ausbauabschnitte Z: \Rechner\Documents\Projekte\2021\nahsh_Syltverkehr\Bearbeitung\2305_Artikel_IV\Abbildungen.pptx 1 50 100 150 1935 1930 2010 Verbindungen/ Tag (Sommer) von / nach Sylt 1920 1940 1945 1950 1955 1960 1980 1965 1970 1975 1985 1990 2000 1995 2005 2015 2020 Autozüge Personenfernverkehr Personennahverkehr 50 zum Vergleich: Fährabfahrten von / nach Föhr Jahr v max 90 km/ h v max 60 km/ h v max 80 km/ h Kreuzungsbahnhöfe -> Kapazitätsverdoppelung Verlängerung Kreuzungsgleise von 400 auf 650 m Umbau Autoverladeanlagen Westerland Niebüll Außenbahnsteige ersetzen Reisendenquerung über Gleise v max 100 km/ h 2-gleisige Ausbauabschnitte Bild 1: Anzahl der Verbindungen von/ nach Sylt in der Sommersaison 1920 bis 2020 [1]; zum-Vergleich: Infrastrukturausbau und Entwicklung der Abfahrten im Verkehr zur Insel Föhr Internationales Verkehrswesen (75) 2 | 2023 21 Schienenverkehr INFRASTRUKTUR Warenlogistik ebenfalls hohe Anforderungen an eine zuverlässige Verkehrsabwicklung stellt. Die Erfüllung der hohen Zuverlässigkeitsanforderungen ist vor dem Hintergrund der starken Streckenauslastung eine Herausforderung. In der Sommersaison überlagern sich zwischen Niebüll und Westerland (Sylt) 30 Minuten-Takte im Personen- und Autozugverkehr zu einem 15 Minuten-Fahrplanraster. Dadurch sind auf der teilweise eingleisigen Strecke alle 7,5 Minuten Zugkreuzungen abzuwickeln. Dieses Fahrplanprogramm stellt höchste Ansprüche an die betriebliche Abwicklung, zumal Zuggewichte und Beschleunigungseigenschaften auf der nicht elektrifizierten Strecke zwischen leichten SPNV-Zügen und langen, schweren Autozügen stark streuen. Bereits kleine Abweichungen führen zur Übertragung von Verspätungen auf Züge der Gegenrichtung. Insbesondere wenn die Strecke im Sommer durch saisonale Auto- und Personenzüge fast ganztägig ohne „Erholungstrassen“ zum Abbau von Verspätungen ausgelastet ist, kann dies über lange Zeiträume eines Betriebstages zu Kettenreaktionen von Folgeverspätungen führen. Typische auslastungsabhängige Einbrüche der Betriebsqualität im Jahresverlauf sind für eine exemplarische Zuggattung in Bild 3 dargestellt. Ausbauplanungen Eine nachhaltige Verbesserung der Betriebsqualität erfordert eine Anpassung der- Streckenkapazität an die hohe Nachfrage. Dazu wurden mehrere Projekte angestoßen: •• Mit dem Bau elektronischer Stellwerke (ESTW) werden dichtere Zugfolgen durch kürzere Blockabschnitte ermöglicht. •• Ein durchgängig zweigleisiger Ausbau wird die Anzahl erforderlicher Zugkreuzungen reduzieren und die Leistungsfähigkeit der Strecke deutlich erhöhen. •• Eine Elektrifizierung der Strecke kann die Beschleunigung der Züge und damit die Leistungsfähigkeit der Strecke weiter steigern und schafft u. a. die Voraussetzung für eine Anbindung Sylts mit ICE- Zügen im Fernverkehr. Während die Ausrüstung der Strecke mit ESTW sukzessive bis voraussichtlich 2026 vorgesehen ist, werden der zweigleisige Ausbau und die Elektrifizierung erst mittelfristig für eine Ausweitung der Kapazitäten sorgen, da der Umfang und die Komplexität der Projekte trotz intensiver, u. a. durch Vorfinanzierung des Landes Schleswig-Holstein beschleunigter Planungen noch keine verbindlichen Fertigstellungstermine ermöglichen. Dadurch besteht die Herausforderung, bis auf Weiteres die hohen verkehrlichen Ansprüche auf der bestehenden Infrastruktur abzuwickeln. Qualitätsmanagement In der Sommersaison 2021 ermöglichte das Land Schleswig-Holstein durch eine einmalige Sonderfinanzierung eine Kapazitätsausweitung durch den Einsatz von Doppelstockwagen und zusätzlichen Bereitschaftszügen, um die wiederanlaufende touristi- Z: \Rechner\Documents\Projekte\2021\nahsh_Syltverkehr\Bearbeitung\2305_Artikel_IV\Abbildungen.pptx 2 2,5 1,0 3,5 2,0 0,5 1,5 3,0 Einpendler vom Festland (Kreis Nordfriesland) zur Insel Sylt in Tsd. 2015 2005 2010 2020 Jahr 1,5 0,5 1,0 1935 1945 1960 1940 1930 Fremdenübernachtungen in Westerland (Sylt) (in Mio., Sommerhalbjahr) 1950 1955 1965 0,5 zum Vergleich: Wyk / Föhr Jahr keine Daten vorliegend zum Vergleich: Insel Föhr Folgejahre wegen veränderter statistischer Basis nicht dargestellt; Indikation: aktuell > 4 Mio. (Gemeinde Sylt, ganzjährig) Z: \Rechner\Documents\Projekte\2021\nahsh_Syltverkehr\Bearbeitung\2305_Artikel_IV\Abbildungen.pptx 2 2,5 1,0 3,5 2,0 0,5 1,5 3,0 Einpendler vom Festland (Kreis Nordfriesland) zur Insel Sylt in Tsd. 2015 2005 2010 2020 Jahr 1,5 0,5 1,0 1935 1945 1960 1940 1930 Fremdenübernachtungen in Westerland (Sylt) (in Mio., Sommerhalbjahr) 1950 1955 1965 0,5 zum Vergleich: Wyk / Föhr Jahr keine Daten vorliegend zum Vergleich: Insel Föhr Folgejahre wegen veränderter statistischer Basis nicht dargestellt; Indikation: aktuell > 4 Mio. (Gemeinde Sylt, ganzjährig) Z: \Rechner\Documents\Projekte\2021\nahsh_Syltverkehr\Bearbeitung\2305_Artikel_IV\Abbildungen.pptx 2 2,5 1,0 3,5 2,0 0,5 1,5 3,0 Einpendler vom Festland (Kreis Nordfriesland) zur Insel Sylt in Tsd. 2015 2005 2010 2020 Jahr 1,5 0,5 1,0 1935 1945 1960 1940 1930 Fremdenübernachtungen in Westerland (Sylt) (in Mio., Sommerhalbjahr) 1950 1955 1965 0,5 zum Vergleich: Wyk / Föhr Jahr keine Daten vorliegend zum Vergleich: Insel Föhr Folgejahre wegen veränderter statistischer Basis nicht dargestellt; Indikation: aktuell > 4 Mio. (Gemeinde Sylt, ganzjährig) Bild 2: Entwicklung relevanter Nachfragegruppen im Vergleich [2, 3] Bild 3: Typische Jahresganglinie der Betriebsqualität im Sylt-Verkehr Eigene Darstellung Bild 4: Maßnahmen zur Stabilisierung der Betriebsqualität Niebüll - Westerland Eigene Darstellung Internationales Verkehrswesen (75) 2 | 2023 22 INFRASTRUKTUR Schienenverkehr sche Nachfrage unter den noch volatilen Rahmenbedingungen der Corona-Pandemie bestmöglich zu verteilen. In diesem Kontext initiierte die NAH.SH als SPNV-Aufgabenträger ein Qualitätsmanagement, um gemeinsam mit allen für das Bahnsystem relevanten Akteuren Initiativen zur Verbesserung der Betriebsqualität insbesondere zwischen Niebüll und Westerland anzustoßen. Koordiniert durch die externe Fachberatung inno-mobil werden in einem Qualitätszirkel - unter den Restriktionen der durch die kurzfristig nicht veränderbare Infrastruktur gesetzten Rahmenbedingungen - insbesondere prozessuale Ansätze bei der Betriebsplanung und -durchführung sowie Maßnahmen zur Störungsprävention identifiziert und umgesetzt (Bild 4). Störungsanalyse Um das Verständnis zum Betriebsgeschehen und zu Störeinflüssen bei der NAH.SH als Aufgabenträger zu verbessern, wurde ein Tool entwickelt, um betriebstäglich als Excel-Listen eingehende Störungsmeldungen zu analysieren. Die tagesaktuelle Visualisierung der räumlichen Verteilung von Netzstörungen (Bild 5) und die Zuordnung von Fahrzeugstörungen zu Zuggattungen und Linien (Bild 6) erleichtern die Identifikation von Ursachenclustern für Betriebsstörungen auf der Seite des Aufgabenträgers. Im Qualitätszirkel zur Marschbahn wurde diese Grundlage genutzt, um bei Infrastruktur- und Eisenbahnverkehrsunternehmern gezielt Ursachencluster von Betriebsstörungen anzusprechen. Eine transparente Kommunikation zu Störungsursachen und deren Behebung bzw. künftigen Prävention trug zu einer vertrauensvollen, partnerschaftlichen Zusammenarbeit der Beteiligten bei. Flexibilisierung des Betriebes Die extrem hohe Streckenauslastung erfordert eine bestmögliche Ausnutzung der knappen Trassenkapazitäten. Eine entscheidende Stellschraube dafür ist, freie Trassen unverzüglich zu nutzen, damit die Strecke schnellstmöglich wieder für Folgezüge zur Verfügung steht und Verspätungsübertragungen begrenzt werden. Relevant sind dafür nicht (nur) die geplanten Soll- Fahrplanlagen, sondern insbesondere die z. T. sehr kleinteiligen und verschachtelten Prozesse und Abhängigkeiten in der realen Betriebsdurchführung. Die nachfolgend dargestellten Maßnahmen verfolgen das Ziel, durch mehr Flexibilität bei der Betriebsführung die Möglichkeiten zu erweitern, auf aktuelle Betriebslagen dispositiv zu reagieren. •• Die bei der Fahrlagenplanung erstellten Fahrplantrassen sind auf Basis durchschnittlicher fahrdynamischer Annahmen konstruiert. Abhängig zum Beispiel von Windverhältnissen oder dem Fahrverhalten des Triebfahrzeugführers sind bei der betrieblichen Durchführung in begrenztem Umfang Abweichungen möglich. •• Abweichend von der üblichen betrieblichen Praxis, eventuelle Zeitpuffer für eine energiesparende Fahrweise im Rahmen der Fahrplanvorgaben zu nutzen, wird zwischen Niebüll und Westerland grundsätzlich eine maximal zügige Fahrt und günstigstenfalls eine Ankunft vor Plan angestrebt. •• Die optimale Nutzung der Streckenkapazität im Fall vorfristiger Ankünfte setzt voraus, dass Gegenzüge abfahrbereit sind, um ggfls. vor Plan in eingleisige Abschnitte einzufahren. •• Im Personenverkehr wird dies seit Dezember 2021 durch die sogenannte „FlexAbfahrt“-Regelung ermöglicht: Für Westerland (Sylt) und die ersten nachfolgenden Stationen werden gegenüber den geplanten Trassen um drei Minuten frühere Abfahrtszeiten veröffentlicht. Dadurch sind die Züge abfahrbereit, wenn die Strecke vorfristig frei wird. •• Bei Autozügen veröffentlichen die Betreiber eine Verladeschlusszeit, die so bemessen ist, dass mindestens eine planmäßige Zugabfahrt ermöglicht wird. Eine pünktliche und nach Möglichkeit vorzeitige Abfahrbereitschaft hängt somit von der zügigen Durchführung der Verladeprozesse und deren Bestätigung durch rechtzeitige Abgabe der Zugfertigmeldung an den Fahrdienstleiter ab. •• Durch Abfahrten vor Plan entstehen in Westerland (Sylt) Freiräume für andere Zugfahrten oder auch Rangierbewegungen im Bahnhof. Bild 5: Visualisierung von Infrastrukturstörungen Eigene Darstellung Bild 6: Visualisierung von Betriebsstörungen Eigene Darstellung Internationales Verkehrswesen (75) 2 | 2023 23 Schienenverkehr INFRASTRUKTUR Insgesamt wurden im Jahr 2022 gegenüber den Vorjahren nach unplanmäßigen Abfahrten weniger Folgeverspätungen aufgebaut und weniger Verspätungsminuten mit der Begründung „Zugfolge“ codiert. Dies trug dazu bei, dass sich die Pünktlichkeit auf dem Abschnitt Niebüll - Westerland in der Sommersaison des Jahres 2022 an das Niveau der gesamten Marschbahn annäherte und sich das typischerweise aufgrund der hohen Belastung dieses Abschnitts entstehende Delta verringerte (Bild 7). Es wird angenommen, dass die betriebliche Flexibilisierung dazu beigetragen hat, auch wenn exakt abgrenzbare Ursache-Wirkungs-Beziehungen nicht möglich sind, da in Vergleichszeiträumen keine ceteris-paribus-Bedingungen z. B. bezüglich Zulaufverspätungen aus Richtung Hamburg oder Netz- und Fahrzeugstörungen vorliegen. Fahrplanoptimierung In der aktuellen Fahrplankonstellation ist es aufgrund einer spitzen Kreuzung in der Einfahrt von Westerland (Sylt) selten möglich, den auch bei den Regionalexpress-Zügen vorgesehenen FlexAbfahrt-Modus mit seinen positiven Effekten zur Entfaltung kommen zu lassen. Um eine verstärkte Anwendung der FlexAbfahrten in Westerland (Sylt) insbesondere bei Zügen der DB Regio zu unterstützen, wird eine Beschleunigung und frühere Ankunft der auf Westerland zulaufenden Autozüge geprüft. Ein Ansatz dafür ist die Verlagerung eines aktuellen Kreuzungshalts, der aufgrund des Anfahr- und Bremsverhaltens bei den hohen Zuggewichten mehrere Minuten Fahrzeit kostet, auf Züge der Gegenrichtung. Diese müssten dafür in Westerland entsprechend früher abfahren. Dadurch würden Potentiale geschaffen, um planerisch wie betrieblich die FlexAbfahrt noch stärker zu nutzen. In zwei Betriebstests im Jahr 2022 konnte dieses Konzept vielfach nicht umgesetzt werden, da Autozüge aus Westerland (Sylt) den Kreuzungsbahnhof durch Verzögerungen bei der Abfahrt nicht rechtzeitig genug erreichten, damit das Hauptgleis für eine unterbrechungsfreie Fahrt der Gegenzüge freigegeben werden konnte. Es wurde deutlich, dass eine solche Feinsteuerung des Betriebes eine hohe Präzision bei betrieblichen Abläufen voraussetzt. Damit unter maximaler Ausnutzung betrieblicher Randbedingungen optimierte Fahrplankonzepte funktionieren, darf der Qualitätsanspruch an „planmäßiges“ Fahren Fahrplanabweichungen von max. einer Minute tolerieren. Nach einer Überprüfung der Prozesse zur Abfahrtsvorbereitung durch alle Betreiber wurden im März/ April 2023 zwei Aktionswochen mit intensiviertem Monitoring des Betriebs durchgeführt, in denen deutliche Verbesserungen bei zeitgerechten Zugfertigmeldungen erreicht werden konnten. Das Monitoring wird fortgesetzt, um auf einer validen Datenbasis zu entscheiden, inwieweit die Voraussetzungen für eine planerische Drehung der Autozugkreuzung mit hoher Erfolgswahrscheinlichkeit für die Flex- Abfahrt der RE geschaffen werden können. Ausblick Die dargestellten betrieblichen Maßnahmen optimierten den Regelbetrieb. Eine konsequente Fortführung sowie eine strikte Fokussierung auf das Planmäßigkeitskriterium mit enger Toleranzgrenze von einer Minute trägt dazu bei, diesen unter den gegebenen infrastrukturellen Restriktionen bestmöglich durchzuführen. Sie kommen dann an ihre Grenzen, wenn der Betrieb durch infrastrukturelle oder fahrzeugseitige Großstörungen massiv beeinträchtigt wird. Dies zeigte sich z. B. im Oktober und November 2022, als Ausfälle der Signaltechnik und oberbaubedingte Langsamfahrstellen zu einem deutlichen Einbruch der Betriebsqualität führten, oder Anfang Januar 2023 während einer mehrere Tage andauernden Weichenstörung. In solchen Situationen sind intelligente dispositive Maßnahmen sowie das Kooperationsverhalten aller Beteiligten (EIU wie EVU) besonders gefordert. Um Störeinträge zu minimieren und Kapazitätspuffer zu schaffen, die auch eine Aufnahme verspäteter Züge zusätzlich zum wieder anlaufenden Normalbetrieb ermöglichen, bleiben die geplanten Ausbauten der Bahnstrecke Niebüll - Westerland als einziger landseitiger Anbindung der Insel Sylt dringend erforderlich. ■ QUELLEN [1] Eigene Darstellung nach Daten aus Kirschner, J. (1998): Der Personenverkehr über den Hindenburgdamm. Diplomarbeit, und eigener Recherche aus Fahrplänen im Web und im Archiv des DB Museums Nürnberg. [2] Statistisches Landesamt Schleswig-Holstein: Beiträge zur historischen Statistik, 1967. [3] Statistik der Bundesagentur für Arbeit: Sonderauswertung 339864. Jens Gertsen, Dipl.-Ing. Unternehmensberater CMC/ BDU, inno-mobil Mobilitätslösungen, Kassel gertsen@inno-mobil.de Bild 7: Delta SPNV-Pünktlichkeit Abschnitt Niebüll-Westerland/ gesamte Marschbahn