Ableitung eines makroskopischen Zugbildungs-und Schienengüterverkehrsumlegungsmodells auf Basis der VP 2030

Kurzfassung

Wirtschaftswachstum geht mit einem Anstieg des Verkehrsaufkommens einher. Im Güterverkehr ist dies noch stärker ausgeprägt als im Personenverkehr. Während Wirtschaftswachstum im Allgemeinen gewünscht ist und zu einer Steigerung des Wohlstandes führt, weist ein zunehmender Verkehr auch negative Effekte auf. Die Behebung bzw. Reduzierung solcher Effekte ist wichtiger Bestandteil der Verkehrsplanung. Der Verkehrssektor steht dabei insbesondere vor der Herausforderung der Reduzierung von Treibhausgasen und Luftschadstoffen, zudem führt ein Verkehrswachstum aber auch zu infrastrukturellen Engpässen und damit verbundenen Ineffizienzen. Eine Verlagerung von Güterverkehrsleistungen auf den Schienenverkehr bietet beispielsweise Potentiale für das Erreichen nennenswerter Reduktionen von Treibhausgasen, erfordert bei einer nachhaltigen Umsetzung aber auch einen gezielten Einsatz der Ressourcen für notwendige infrastrukturelle Erweiterungen. Für die Analyse von Verlagerungspotentialen und zur Identifikation möglicher Kapazitätsengpässe bei Nachfragesteigerungen werden Verkehrsmodelle genutzt. Hierfür existieren unterschiedliche Ansätze, wobei in der Regel für die Konzeption und Kalibrierung unter anderem auch Informationen über das Schienengüterverkehrsaufkommen (z.B. statistische Werte von Tonnagen für Quell-Ziel-Relationen) sowie beobachtete Werte der Netzbelastungen (z.B. anhand von Zugzählungen und Fahrplänen) herangezogen werden. Im Modellteil der Verkehrsumlegung können schließlich nach Zuggattungen differenziert die Netzbelastungen nachgebildet werden. Durch die modellseitige Nachbildung des Verhaltens der Akteure gegenüber beobachtbaren Einflussgrößen, wie Fahrzeiten, Kosten etc. wird die Sensitivität des Modells gegenüber z.B. Infrastrukturmaßnahmen gewährleistet. Das in diesem Beitrag vorgestellte Modell umfasst die Zugbildung sowie die Verkehrsumlegung des Schienengüterverkehrs und wurde für das Prognosejahr 2030 entwickelt. Als Input dienten die Ergebnisse der Verkehrsprognose des Bundes 2030 (VP 2030), da zum einen eine möglichst hohe Konsistenz mit diesen Ergebnissen gewährleistet werden sollte, zum anderen das VP-Modell selbst nicht zur Verfügung stand. Die genutzten VP-Daten umfassen das Schienengüterverkehrsaufkommen nach Gutarten differenziert für Quell-Ziel-Relationen sowie Informationen über das zugrunde liegende Schienennetz und die resultierenden Netzbelastungen. Zur Entwicklung des Zugbildungsmodells erfolgte die Umwandlung der nach Gutarten differenzierten jährlichen Aufkommensmatrizen in nach Zuggattungen differenzierten täglichen Zugzahlmatrizen. Für die Verkehrsumlegung kam ein Gleichgewichtansatz zur Anwendung. Die Netzwiderstände wurden auf Basis von Kapazitätsauslastungsfunktionen definiert, die zahlreiche Streckencharakteristika und die Auslastung berücksichtigen. Die aufeinander aufbauenden Teilmodelle wurden anhand der Umlegungsergebnisse der VP 2030 kalibriert. Das hier vorgestellte Modell kann zur Analyse infrastruktureller Maßnahmen im Schienenverkehr sowie deren Wirkungen auf die gewählten Routen und Aufkommen des Schienengüterverkehrs genutzt werden. Darüber hinaus kann auch die Wirkung nichtinfrastruktureller Maßnahmen des Güterverkehrs auf das Schienennetz ermittelt sowie Vergleiche unterschiedlicher Szenarien untersucht werden.