Entwicklung und Evaluierung eines synchronen heuristischen Ansatzes zur Belegung anforderungsgerechter Trassenstrukturen: Anforderungsgerechte Trassenstrukturen und deren Belegung im Netz von Schienenbahnen (ATRANS)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Projekt wurde ein heuristischer Ansatz zur Trassenbelegung für einen optimierten anforderungsgerechten Fahrplan mit effizienter Infrastrukturnutzung entwickelt. Dabei musste festgestellt werden, dass manuell vorkonstruierte Systemtrassen, wie sie in der Praxis verwendet wurden, zu einer Verlängerung der Fahrzeiten und zu einer Verringerung von Kapazität und Akzeptanz in der Betriebsdurchführung führen. Daher wurden die Projektinhalte deutlich erweitert, um eine automatische Systematisierung und eine automatische Konstruktion von Systemtrassen zu ermöglichen. Trotzdem ist es gelungen, den Zeitplan einzuhalten und ein modulares algorithmisches Gesamtsystem zu schaffen. Die entwickelten Algorithmen erfüllen die zu Projektbeginn – auch unter Einbeziehung der Praxispartner – erarbeiteten Anforderungen. Sie bieten gegenüber dem in der Praxis eingesetzten, weitgehend manuellen Verfahren mehrere Vorteile: Geringere Wartezeiten durch Wegfall der verfahrensimplizierten Hierarchien; • höhere Nachfragekongruenz durch streckenspezifische Systemtrassenarten und die Berücksichtigung der aktuellen Trassenanfragen; • automatische Ermittlung einer beliebigen Anzahl von Systemtrassenarten und • höhere Kapazität durch Einlegen der richtigen Systemtrassenart zum benötigen Zeitpunkt. Für die Praxis bedeutet der Ansatz einen Verzicht auf den Aufwand für die Konstruktion von Systemtrassen. Gleichzeitig ist gegenüber einer Optimierungslösung eine höhere Akzeptanz der Algorithmen bei der Regulierungsbehörde zu erwarten, da jede Konfliktlösung einzeln vollständig anhand der Regeln nachvollzogen sowie die eingesetzten Regeln an jeder strittigen Konfliktlösung geprüft werden können. Die Projektergebnisse entsprechen vollumfänglich der im Antrag formulierten Zielstellung und erfüllen die in AP 1 gemeinsam von allen Parteien identifizierten Anforderungen. Perspektivisch ist auch die Verknüpfung des heuristischen Ansatzes mit einer Optimierung denkbar. So kann der heuristische Ansatz entweder als Startlösung für die anschließende Optimierung durch OpSystra oder die Optimierung zur lokalen Verbesserung der regelbasierten Lösung dienen. Die Zusammenarbeit mit den am Projekt beteiligten Universitäten sowie mit den Praxispartnern bei den gemeinsamen Workshops hat die kritische Diskussion der Anforderungen sowie der entwickelten Algorithmen ermöglicht und zu deren Schärfung beigetragen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Anforderungsgerechte Algorithmen zur effizienten marktgeeigneten Trassenbelegung. Eisenbahntechnische Rundschau 7 + 8 / 2016
Prof. Dr.-Ing. Andreas Oetting, Dipl.-Ing. Constanze Streitzig Prof. Dr.-Ing. Ullrich Martin, Prof. Dr. rer. nat. Karl Nachtigall
- Konzeption eines Trassenbelegungsalgorithmus für den Schienengüterverkehr. 25. Verkehrswissenschaftliche Tage 2016. Tagungsband
Dipl.-Ing. Constanze Streitzig, M.Sc. Dietrich Jähnert, Prof. Dr.-Ing. Andreas Oetting
- A synchronous heuristic approach for the construction of train paths and assignment of trains for the timetabling of freight trains. 7th International Conference on Railway Operations Modelling and Analysis IAROR, Lille 2017. Proceedings
Dipl.-Ing. Constanze Streitzig, Prof. Dr.-Ing. Andreas Oetting
- Methodik zur effizienten marktgeeigneten Trassenbelegung im spurgeführten Verkehr. Eisenbahntechnische Rundschau 6 / 2017
Dr.-Ing. Xiaojun Li, Prof. Dr.-Ing. Ullrich Martin, Prof. Dr.-Ing. Andreas Oetting, Prof. Dr. rer. nat. Karl Nachtigall
- Algorithmen für eine automatisierte trassenscharfe Engpassidentifikation und –auflösung für nicht-vertaktete Verkehre. 26. Verkehrswissenschaftliche Tage 2018. Tagungsband
Prof. Dr.-Ing. Andreas Oetting, Dipl.-Ing. Constanze Streitzig
- Bewertung einer effizienten marktgeeigneten Trassenbelegung im spurgeführten Verkehr. Eisenbahntechnische Rundschau 1+2 / 2018
Reyk Weiß, Prof. Dr. rer. nat. Karl Nachtigall, Prof. Dr.-Ing. Ullrich Martin, Prof. Dr.-Ing. Andreas Oetting
