02/07/2013 - Am 10. Juli wird die Schule der Ingenieure von A Coruña die Präsentation des Projekts über Alternative Doppel-Einfache begrüßen.

Menéame

La Royal Academy of Engineering, bei der Entwicklung seiner institutionellen Aufgabe bemüht er sich, neue Tendenzen technischer, wirtschaftlicher und sozialer Art zu ermitteln und zu unterstützen und Entscheidungskriterien festzulegen, die auf den Nutzen der spanischen Gesellschaft durch Ingenieurwesen und Innovation ausgerichtet sind.

In diesem Rahmen wird die Enrique Castillo Institut für Forschung in Bauingenieurwesen und Architektur, die vor kurzem von der Universität Kastilien-La Mancha unter der Leitung von Professor José María Ureña gegründet wurde, hat sich Zeit genommen, sich Gedanken über die Rolle zu machen, die sie vor der spanischen Gesellschaft spielen kann, um ihre Aktivitäten in die Richtung zu lenken, die für sie am vorteilhaftesten ist.

Zu den jüngsten Arbeiten gehört die hier dokumentierte Studie, die eine Methodik zur Rationalisierung von Investitionen in spanische Hochgeschwindigkeits-Bahninfrastruktur vorschlägt. Neben Professor Castillo als Teamleiter sind ihre Autoren Forscher der Universitäten Kantabrien und Kastilien-La Mancha: José María Menéndez, Inmaculada Gallego, Santos Sánchez-Cambronero, Ana Rivas, María Nogal, José María Ureña und José María Coronado.

Die genannte Methode ermöglicht die Festlegung neuer Eisenbahnstrecken, auf denen die Qualitätsstandards eingehalten werden, die bisher im spanischen Hochgeschwindigkeitsnetz, aber mit effizienteren Konstruktionskriterien in Kraft waren, da die Möglichkeit besteht, dass einige Abschnitte des Netzes auf einem einzigen Weg gebaut werden können.

Die Studie ist in drei Teile gegliedert:

Teil 1.Analyse des spanischen Hochgeschwindigkeitsnetzes

Das spanische Hochgeschwindigkeitsnetz nimmt heute den zweiten Platz weltweit ein und der erste auf europäischer Ebene, was die Länge betrifft. Mit fast 2450 Kilometern im Betrieb (nach Angaben der UIC) hat es Frankreich, Deutschland und Italien überschritten, obwohl Spanien die letzte war, innerhalb dieser Gruppe, um seine erste Hochgeschwindigkeitsstrecke zu eröffnen. Mit der Inbetriebnahme der letzten Abschnitte hat unser Netz, wie wir sagen, das französische übertroffen, das als das Land gilt, das bei der Entwicklung und Nutzung europäischer Hochgeschwindigkeitsstrecken als das größte Erfahrungs- und Traditionsgebiet gilt und das Spanien zumindest in den ersten Jahren bei der Gestaltung und Erweiterung dieser Infrastruktur als Referenz diente.

Weltweit stehen nur China und Japan vor Spanien, aber Japan ist fast 50 Jahre alt, seit die ersten Dienste in Betrieb sind, gegenüber 20 Jahren in Spanien, und was China betrifft, so ist dies ein Land mit der weltweit höchsten jährlichen Wachstumsrate, was erklärt, dass es die übrigen Länder in Netzlänge übertrifft und dass die Entfernung, die es derzeit von anderen Ländern in Bezug auf Kilometern hält, in kurzer Zeit deutlich zunimmt.

Von den europäischen Ländern, die über ein größeres Hochgeschwindigkeitsnetz verfügen (Frankreich, Deutschland, Spanien und Italien), ist unseres das größte Oberflächennetz. Dies gilt auch für die Netzkilometerquote pro Tausend Einwohner, aber in diesem Fall nimmt Spanien nicht nur den ersten Platz in Europa ein, sondern übertrifft China, Japan, Korea und Taiwan.

In Anbetracht dessen wäre zu erwarten, daß unser Land die ersten Stellen in der Nachfrage in gleicher Weise besetzen würde. Dies ist jedoch nicht der Fall, da die Transportproduktion nicht mehr an der Spitze steht, um sich am letzten Platz zu befinden. Die Unterschiede sind bemerkenswert, da die Analyse auf die europäischen Länder konzentriert wurde, die Zahl der in Frankreich beförderten Fahrgäste im Jahr 2011 viermal höher war als in Spanien, und die Nachfrage nach deutschen Hochgeschwindigkeitszügen war 2,5-mal höher als die der spanischen Züge mit fast der Hälfte der Netzlänge.

Obwohl der Korridor Madrid-Barcelona eine deutlich höhere Nachfrage als Madrid-Sevilla annimmt, haben die Zahlen, etwa 2,5 Milliarden Fahrgästekilometer, wenig mit dem Verkehr zu tun, der auf anderen europäischen Achsen erzeugt wurde. Als Beispiel seien die 32 Milliarden Reisendenkilometer auf der Paris-Lyon-Linie genannt.

Was schließlich die Zahl der täglichen Züge betrifft, die auf den Achsen mit dem größten Passagieraufkommen in Frankreich, Deutschland, Spanien, Japan und China angeboten werden, so ist festzustellen, dass die spanischen Werte zwar bescheiden sind, aber im Durchschnitt der Europäer betrachtet werden können, wenngleich sie weit von den in China und Japan angebotenen Diensten entfernt sind. Es stimmt jedoch, dass dieses Serviceangebot in unserem Land nur in der Nähe von Madrid (mit einem Durchschnitt von 77 Zügen pro Tag) relevant ist, wo zahlreiche Achsen miteinander verbunden sind, aber deutlich abnimmt, bis es bei der Ankunft an den Enden bestimmter Achsen (16 Züge bis Valencia, 10 nach Toledo oder 9 nach Alicante) tatsächlich niedrige Werte erreicht.

Insgesamt ist klar, dass im spanischen Fall die Interaktion "Hochgeschwindigkeitsinfrastruktur" - "angebotene Züge" - "aufwendiger Bedarf" im Vergleich zu den Ländern, die derzeit über diese Dienste verfügen, auf einem sehr bescheidenen Niveau ist. Die Gründe, die dazu geführt haben, könnten mit dem Fehlen einer kritischen Bevölkerungsmasse zusammenhängen, mit einer vielleicht fehlgeleiteten Wahl des ersten Korridors oder vielleicht mit einem Design, das über regionale Verbindungen verfügt. Keine dieser Gründe scheint uns jedoch entscheidend zu sein, abgesehen davon, dass sie nicht Gegenstand dieses Dokuments sind.

Zweifellos hat das Binom "Hochgeschwindigkeit" in der spanischen Gesellschaft 20 Jahre nach der Einweihung des Madrid-Sevilla so tief gegriffen, dass es unvorstellbar erscheint, dass eine Stadt mit Selbstachtung nicht mittelfristig Teil des Netzes werden will. Es ist klar, dass die Wirtschaftskrise, die wir erleben, den Prozess verzögern wird, aber es ist nicht wahrscheinlich, dass die meisten Sozialpartner bereit sind, diese Maßnahmen endgültig einzustellen.

Unter diesen Bedingungen ist das Forschungsteam, das diese Studie durchführt, der Ansicht, dass die Aufgabe der Wissenschaftler darin besteht, die Ingenieure mit möglichst präzisen Analysewerkzeugen auszustatten, damit sie die Aufgabe entwickeln können, die von der Gesellschaft geforderten Infrastrukturen zu entwerfen, wobei die traditionellen Kriterien der wirtschaftlichen Effizienz strikt eingehalten werden. Dazu wurde das im folgenden Abschnitt beschriebene Doppel-Einfache-Alternate-Modell (ADST- Alternative Double-Single Track) entwickelt.

Teil 2. Das Doppel-einfache Wechselstrommodell (ADST)

Während in den vergangenen Jahren der Bau von Hochgeschwindigkeitsstrecken in Spanien darauf abzielte, zwei große Bevölkerungszentren miteinander zu verbinden, ist es heute und in Zukunft geplant, neue Linien zu schaffen, in denen nur einer der Extreme von großer Bevölkerung ist. Dies erfordert einen völlig anderen Ansatz und einige Überlegungen:

1. Auf den Strecken in Randlage ist die Zahl der Verkehrsteilnehmer notwendigerweise viel geringer, was eine viel geringere Nachfrage und eine sehr viel geringere Zugfrequenz zur Folge hat.
2. Der doppelte Weg muss aufgrund seiner hohen Kosten in Frage gestellt werden, weshalb eine neue Alternative in Erwägung gezogen werden muss.

So entsteht der zweifach-einfache Wechselweg (ADST), den wir in dieser Studie vorschlagen. Die ADST-Lösung besteht im Wesentlichen darin, einen einfachen Weg in teuren Strecken (Tunnel und Viadukte) und einen doppelten Weg in billigen Gebieten (Offenen Himmels) zu benutzen und nur dort, wo dies erforderlich ist.

Es ist sehr deutlich darauf hinzuweisen, dass:

• Es handelt sich weder um einen einfachen noch um einen doppelten Weg.
• In den Erträgen ist es viel näher an der Doppelstraße und an den Kosten viel näher an die einfache Strecke.
• Es werden praktisch die gleichen Erträge erzielt wie beim doppelten Weg, selbst bei Bedarfsvorausschätzungen, die weit über den erwarteten Wert hinausgehen.
• Die Baukosten (bis zu 40%) und die Wartungskosten werden deutlich gesenkt.
• Sie kann bestimmte Linien, die nicht auf Doppeltweg sind, praktikabel machen.

Diese neue Lösung führt zu einer optimierten Verkehrsanpassung, d.h. es ist notwendig, den Zugverkehr nach Optimierungskriterien für die vollständige Nutzung der verschiedenen Infrastrukturoptionen zu organisieren, die im Vorfeld und bei der Analyse von Lösungen zu berücksichtigen sind.

Die optimale Anpassung der Fahrdiagramme der Züge im Falle der ADST ist komplex und erfordert speziell dafür entwickelte Werkzeuge, da die Vielfalt der zu analysierenden Lösungen mit der Anzahl der in Betrieb befindlichen Züge exponentiell zunimmt und geeignete Techniken erforderlich sind, um diese drastisch zu reduzieren.

Unsere Gruppe hat dieses komplexe IT-Tool entwickelt, das "Fitting Circulation Model" (FCM - Fitting Circulation Modell), das bei einer gewissen Nachfrage die Reisezeiten der verschiedenen Dienste minimiert und die Energiekosten reduziert, indem es die Sicherheitsbedingungen erfüllt. Dieses Instrument hat sich als unerlässlich für die Analyse von Alternativen auf der Ebene des Vorprojekts gezeigt, Seit der Universität, dem Institut und der Royal Academy of Engineering haben wir im Dienste der politischen Entscheidungsträger in Fragen des Baus neuer Hochgeschwindigkeitsbahn-Infrastruktur.

Teil 3. Anwendung auf die Linie Palencia-Santander

Wie bekannt ist, ist die derzeitige Linie Palencia-Santander nicht Teil des spanischen Hochgeschwindigkeitsnetzes. Diese Ursache, zusammen mit der Tatsache, dass ein Teil des Forschungsteams an der Universität von Kantabrien gehört, rechtfertigt, dass es als "Testbank" des Modells und der Arbeitsmethodik gewählt wurde.

Angesichts des Grades der Genauigkeit, den wir uns bei der Anwendung des Modells und bei der Erzielung von Ergebnissen auferlegt haben, war es notwendig, eine genaue Darstellung und Merkmale der zu analysierenden Linie mit einem gewissen Grad an Genauigkeit festzulegen.

Insbesondere beträgt die Gesamtlänge der Strecke in unserem Vorschlag für die Streckenführung 186,6 km. Hier sind zwei Bereiche deutlich zu unterscheiden: eine erste von etwa 80 km Länge, die durch eine weiche Orographie gekennzeichnet ist, und eine zweite, von diesem Punkt bis zum Ende, wo die Orographie extrem abrupt ist, was den Bau einer bestimmten Anzahl von Tunneln (10) und Viadukten (10) erfordert.

Für die Betriebsuntersuchung wurde die Strecke auf der Grundlage wirtschaftlicher Kriterien in 12 verschiedene Abschnitte unterteilt.

Die Extremwerte für die Baukosten dieser Abschnitte liegen für die günstigste Strecke zwischen 2,8 Mio. €/km im Falle eines einzigen Gleises und 4,68 €/km auf dem Doppelgleis. Für die teuerste Tranche sind diese Werte 30,52 und 50,67 Mio. €/km.

Die Wahl zwischen Doppel- oder Einzelspuren beim Bau jeder Strecke ermöglicht es, sich für eine Vielzahl verschiedener Lösungen zu entscheiden, insbesondere 2¹². Bei jeder dieser Lösungen haben wir im Rahmen dieser Arbeit eine "Infrastrukturoption" genannt. Diese Optionen reichen von der günstigsten (alle Abschnitte auf einer einzigen Strecke) bis hin zu den teuersten (alle Abschnitte im Doppelgleis) über alle Zwischenoptionen.

Für jede Infrastrukturoption ist es möglich, durch die Anwendung des Modells, das seine Fähigkeit, eine bestimmte Anzahl von Fahrten pro Tag aufzunehmen, zu testen. In der Studie haben wir drei Nachfrageniveaus festgelegt: 9, 15 und 20 Züge pro Richtung und Tag. Wir stellen fest, dass 6 Züge pro Tag das aktuelle Angebot zwischen Palencia - Santander sind, und dass 9 Züge pro Tag der Vorschlag von RENFE für Albacete-Alicante sind, die relativ ähnlich sind wie der Fall, den wir analysieren, obwohl der Einflussbereich von Alicante dreimal so hoch ist wie der von Santander. Wir möchten damit darauf hinweisen, dass die Vorschläge zur Beantwortung von Forderungen weit über den Werten liegen, die erwartet werden könnten, auch langfristig.

Aus dem Vergleich der Ergebnisse, die das Modell für die verschiedenen Infrastrukturoptionen bietet, geht hervor, dass es eine Vielzahl von Infrastrukturoptionen gibt, die erhebliche Kostensenkungen mit einem hohen Qualitätsniveau kombinieren, aber mitunter mit den Kosten für die Doppelgleislösung von 3337 Mio. EUR identisch sind. Wir kommentierten insbesondere die folgenden drei Punkte:

Option A mit drei Doppelstreckenabschnitten und Kosten von 2161 Mio. EUR. Es bietet Qualitätsniveaus für 15 Züge pro Richtung, so dass der langsamere Zug nur um 5% die Mindestfahrzeit überschreiten würde und die durchschnittliche Fahrzeit nur um 3% über der Mindestfahrzeit liegt.

Option B, die Kosten von 2269 Mio. EUR (etwa 100 Mio. EUR mehr als die vorherige, wobei drei weitere Abschnitte auf zwei Wegen zu denen der vorherigen Option hinzuzurechnen sind, allesamt in dem Gebiet mit geringeren Baukosten). Dies würde die Ergebnisse von Option A verbessern, was für den langsameren Zug nur eine Steigerung um 2,5% gegenüber dem schnelleren Zug und eine durchschnittliche Fahrzeit von nur 1,5% über dem Minimum hinaus zur Folge hätte.

Option C schließlich mit vier Abschnitten auf zwei Gleisen (zwei in der Region mit den geringsten konstruktiven Schwierigkeiten und zwei in der komplexeren Zone) und Kosten von 2661 Mio. EUR. Sie würde die Erbringung von Dienstleistungen in allen Nachfrageszenarien ermöglichen, die mit der doppelten Option identisch sind.

Abschließend und angesichts der dargelegten Beweise betont die Studie, dass die Doppel-Einfache-Übergangs-Lösung (ADST) für die Gestaltung neuer Hochgeschwindigkeitsstrecken in Spanien, insbesondere in den Peripherieabschnitten des Netzes, berücksichtigt werden muss. Die erhebliche Verringerung der Bau- und Wartungskosten sowie der Nachweis, dass die Qualität des Dienstes erhalten werden kann, wenn die richtige Option gewählt wird, empfiehlt dies.

Präsentation des Projekts

Das Projekt, das bereits dem Staatssekretär für Infrastruktur, Rafael Catalá, und dem Generalsekretär für Infrastruktur Manuel Niño vorgelegt wird, wird von Professor Enrique Castillo am nächsten 10. Juli am Schule der Ingenieure von A Coruña, und später im Sommer an der Universität der Ingenieure von Caminos de Madrid.

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