Anforderungsgerechte Systematik zur Gestaltung von Zeitzuschlägen im Bahnbetrieb (ATRANS 1)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ullrich Martin
• Fachliche Zuordnung: Verkehrs- und Transportsysteme, Intelligenter und automatisierter Verkehr
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 257920233

Zur effizienteren Nutzung der Eisenbahninfrastruktur soll im Rahmen dieses Forschungsprojekts eine anforderungsgerechte Systematik zur Gestaltung von Zeitzuschlägen entwickelt werden, die eine situationsspezifische Algorithmierung von Fahrzeitzuschlägen und Pufferzeiten umfasst und dabei die Abhängigkeit zwischen Fahrzeitzuschlägen und Zugfolgepufferzeiten berücksichtigt. In der Phase der Fahrplankonstruktion werden Pufferzeiten und Fahrzeitzuschläge mit grundlegend unterschiedlichen Funktionen eingesetzt. Während die Pufferzeiten zur Verringerung von Folgeverspätungen dienen, werden Fahrzeitzuschläge zur Verringerung der fahrplanbezogenen Folgen von Urverspätungen vorgesehen. In der Phase der Betriebsdurchführung lässt sich aber im Vergleich zur Fahrplankonstruktion ein komplexes Zusammenspiel dieser beiden Zeitanteile beobachten. Beispielsweise ergibt sich im Falle eines Zuges, der durch einen zeitlich vorgelagerten Zug verspätet wird, die Möglichkeit, dass der verspätete Zug seine erlittene (Folge-)Verspätung durch nachgelagerte Fahrzeitzuschläge im weiteren Fahrtverlauf wieder reduzieren kann. Insbesondere im Hinblick auf die Auswirkungen auf die Betriebsqualität verdeutlicht dieses einfache Beispiel bereits das Potential einer geeigneten Anordnung von Zeitzuschlägen.Ein Ziel der im vorliegenden Antrag beschriebenen Forschung liegt daher in der analytischen Formulierung des Zusammenhangs zwischen Pufferzeiten und Fahrzeitzuschlägen. Um diesen Zusammenhang für die Fahrplankonstruktion nutzbar zu machen, werden in einem vorgegebenen oder erzeugten Trassengefüge zunächst Trassenbündel bestehend aus mehreren Einzeltrassen identifiziert, zwischen denen eine hohe gegenseitige zeitliche Abhängigkeit besteht. Innerhalb dieser Trassenbündel werden auf Grundlage des beschriebenen analytischen Zusammenhangs Pufferzeiten und Fahrzeitzuschläge unter den beteiligten Zügen derart aufgeteilt, dass bei einer vorgegebenen Betriebsqualität der für die Konstruktion der Trassen benötigte Gesamtzeitverbrauch (Gesamtbelegungszeit + Gesamtpufferzeit) minimiert wird. Die zeitlich / örtliche Verteilung der Pufferzeiten und Fahrzeitzuschläge wird in algorithmierten allgemeingültigen Regeln formuliert. Falls durch die Anpassung der Pufferzeiten und Fahrzeitzuschläge der Gesamtzeitverbrauch für die Konstruktion der Trassen verringert werden kann, steht die Differenz für das Einlegen zusätzlicher Trassen als Reserve zur Verfügung. Durch die gezielte Optimierung des Trassengefüges hinsichtlich der Verteilung von Zeitzuschlägen lässt sich somit eine effizientere Nutzung der Infrastruktur erreichen. Im Rahmen des Verbundprojekts bilden die in diesem Projekt erzielten Ergebnisse eine unmittelbare Grundlage für die beiden anderen Teilprojekte, in denen Algorithmen für die Umlegung der Nachfrage auf angebotene Systemtrassen des Güterverkehrs (ATRANS 2.2) sowie die Bewertung der Belegungen (ATRANS 2.1) betrachtet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen