Robuste Optimierung der Zugroutenplanung für Bahnhöfe
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Bahnhöfe sind neuralgische Punkte, an denen sich Zugverspätungen auf das gesamte Netz ausbreiten können. Im Rahmen des Projekts MOTIONAL entwickeln wir ein robustes Framework zur Routenoptimierung, das Routenpläne bereits in frühen Planungsphasen mathematisch optimiert, um die zu erwartende Ausbreitung von Verspätungen zu minimieren, und damit eine Entscheidungshilfe für Fahrplanplaner im Eisenbahnbereich bietet.
Der anhaltende Anstieg des Eisenbahnverkehrs führt zu einer höheren Auslastung der Kapazitäten und verringert den verfügbaren Zeitpuffer zur Bewältigung von Störungen. Insbesondere stark frequentierte Bahnhöfe fungieren als kritische Knotenpunkte, an denen sich selbst eine geringe Verspätung auf mehrere Strecken auswirken kann. Herkömmliche Planungsansätze, die sich stark auf manuelles Fachwissen stützen, sind zeitaufwendig, was es erschwert, verschiedene Optionen zu prüfen und die komplexen Wechselwirkungen zu berücksichtigen. Die Unterstützung der Planenden durch eine systematische Methode, mit der sich die Ausbreitung von Verspätungen vorhersagen und abmildern lässt, kann es den Betreibern ermöglichen, die Pünktlichkeit zu verbessern, Kosten zu senken und die Kundenzufriedenheit zu steigern.
Wir haben eine robuste Methodik zur Routenoptimierung entwickelt, die sich fortschrittlicher mathematischer Optimierung bedient, um Routen- und Fahrplanentwürfe auf Bahnhofsebene zu erstellen, die die erwartete Ausbreitung von Verspätungen minimieren und lokale Konflikte eines gewünschten Netzfahrplans beheben. Dies kann als Entscheidungshilfe für Eisenbahnplaner dienen, sowohl in der taktischen Phase der Erstellung von Jahres- oder Baufahrplänen als auch in strategischen Planungsszenarien wie der Infrastrukturdimensionierung, bei denen mehrere potenzielle Zukunftsszenarien und Fahrpläne untersucht werden müssen.
Der Algorithmus lässt sich in umfassendere Ansätze zur Netzplanung integrieren, wie dies im Rahmen des Projekts MOTIONAL in Zusammenarbeit mit europäischen Forschungsbeteiligten experimentell umgesetzt wurde. Die von unserem Algorithmus erzeugten Routenpläne wurden von Eisenbahnplanern anhand niederländischer und norwegischer Testfälle experimentell validiert und als sehr vielversprechend eingestuft. Im Rahmen der Fortsetzung des Projekts sind weitere Entwicklungen und Verfeinerungen geplant.
Veröffentlichungen:
Das Projekt FP1-MOTIONAL
Das Projekt FP1-MOTIONAL zielt darauf ab, die Planung und das Betriebsmanagement von Schienenverkehrsdiensten zu verbessern, und soll dazu beitragen, das europäische Ziel zu erreichen, die Schiene zum bevorzugten Verkehrsträger zu machen. Im Rahmen des Projektes soll die Entwicklung eines zukünftigen europäisches Verkehrsmanagementsystem (TMS) erreicht werden, das interoperabel und widerstandsfähig ist, die Kapazität anpassen kann und in der Lage ist, alle beteiligten Dienste – einschließlich der von anderen Verkehrsträgern erbrachten „Last-Mile“-Dienste – zu integrieren, indem es das Potenzial der Digitalisierung nutzt.
Finanzierungshinweis: Mitfinanziert durch die Europäische Union. Die hier geäußerten Ansichten und Meinungen sind jedoch ausschließlich die der Autor(en) und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten der Europäischen Union oder des Gemeinsamen Unternehmens „Europe’s Rail“ wider. Weder die Europäische Union noch die fördernde Behörde können hierfür haftbar gemacht werden.
Weitere Informationen zum MOTIONAL-Projekt:
https://rail-research.europa.eu/rail-projects/fp1-motional/
