Köln ist mit mehr als einer Million Einwohnern die einwohnerstärkste Stadt des Landes Nordrhein-Westfalen und steht nach der Liste der Großstädte in Deutschland an vierter Stelle
Der Kölner Hauptbahnhof ist ein Knotenpunkt im deutschen Personenverkehrs-Eisenbahnnetz und einer der verkehrsreichsten Bahnhöfe Deutschlands. Der Bahnhof liegt im Stadtzentrum von Köln am Fuße des Kölner Doms. An seine östliche Ausfahrt schließt in einer engen Kurve die Hohenzollernbrücke an. Der Bahnhof ist als Durchgangsbahnhof angelegt und mit seinen elf Gleisen für einen Knotenbahnhof verhältnismäßig klein. Der Kölner Hauptbahnhof gehört mit 280.000 Reisenden pro Tag zu den am meisten frequentierten Bahnhöfen Deutschlands. Einzig an den Hauptbahnhöfen in Hamburg, Frankfurt, München und Berlin herrscht ein höheres Passagieraufkommen.
Als bahntechnische Besonderheit verfügt Köln auf beiden Seiten des Rheins über Fernverkehrstrecken. Daher bildet der am linksrheinischen Ufer gelegene Hauptbahnhof mit dem am rechtsrheinischen Ufer gelegenen Bahnhof Köln Messe/Deutz eine Einheit und ist mit diesem über die Hohenzollernbrücke verbunden. Im Hauptbahnhof treffen sich Fernverkehrszüge aus dem Ruhrgebiet, Süddeutschland, der Schweiz, den Niederlanden und Belgien. Köln Messe/Deutz (tief) bindet zwei weitere rechtsrheinische ICE-Linien an. In der Vergangenheit wurde daher über eine direkte Verbindung, wie beispielsweise Personenlaufbänder über den Rhein nachgedacht, diese umstrittenen Ideen wurde allerdings bis auf Weiteres als zu teuer verworfen. Der Kölner Hauptbahnhof gilt, zusammen mit der Hohenzollernbrücke, als zentraler Engpass im Schienenverkehr in der Region Köln. Der Fernverkehr belastet vor allen Dingen die Ostseite des Bahnhofs, der Regionalverkehr überwiegend die Westseite. Die Zulaufstrecken ab Hürth-Kalscheuern sowie aus Richtung Steinstraße werden an der Kapazitätsgrenze betrieben. Angebotsausweitungen sind kaum möglich. Veränderungen am Spurplan sind mit dem bestehenden Stellwerk nicht möglich. Auch im Zeithorizont des Jahres 2030 und darüber hinaus soll es zu Überlastungen kommen.
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