Der Einfluss der Disposition auf den Zusammenhang zwischen Belastung und Betriebsqualität von Eisenbahnsystemen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ullrich Martin
• Fachliche Zuordnung: Verkehrs- und Transportsysteme, Intelligenter und automatisierter Verkehr
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 259039219

Bei Leistungsuntersuchungen im spurgeführten Verkehr spielt die Wartezeit eine entscheidende Rolle. Wenn Simulationsverfahren zur Leistungsuntersuchung eingesetzt werden, wird der im Simulationswerkzeug eingebettete Dispositionsalgorithmus benutzt, um die stochastischen Konfliktprobleme von gestörten Fahrplänen zu lösen, woraufhin die entsprechende Wartezeit berechnet werden kann. Unterschiedliche Dispositionsalgorithmen können deshalb mit demselben Betriebsprogramm auf derselben Infrastruktur zu unterschiedlichem Zusammenhang zwischen Leistung und Betriebsqualität führen, der als ein Ergebnis der Leistungsuntersuchungen bestimmt wird. Zur Steigerung der Genauigkeit von Leistungsuntersuchungen sind die Wirkungen der Disposition auf diesen Zusammenhang systematisch zu analysieren. Daraufhin können die passenden Dispositionsalgorithmen gewählt werden, um die geplante Leistungsfähigkeit unter Beibehaltung einer bestimmten Betriebsqualität zu erreichen. Für die Erhöhung des Nutzungsgrades der Infrastruktur einerseits sowie zur Vermeidung redundanter Infrastruktur andererseits, ist eine genauere Planung sehr wichtig. Dafür wird ein neuer Dispositionsalgorithmus zur Reduzierung der Wartezeit entwickelt, welcher automatisch den vor Ort Betriebszustand identifizieren und dementsprechend die passenden Dispositionsstrategien sowie -ziele auswählen kann. Mit dem neuen Dispositionsalgorithmus kann der optimale Leistungsbereich unter Berücksichtigung einer bestimmten Betriebsqualität weiter verbessert werden. Um die Wirkungen des Dispositionsalgorithmus zu beurteilen, wird ein Multi-Skalen-Simulationsmodell entwickelt, in dem die Eisenbahnbetriebsprozesse auf mikroskopischer, mesoskopischer und makroskopischer Ebene gleichzeitig simuliert werden. Bei großem Untersuchungsraum werden den Teiluntersuchungsraum, die bei der Berechnung der Wartezeit signifikant relevant sind, auf der mikroskopischen Ebene dargestellt. Im Vergleich dazu werden die anderen Teiluntersuchungsräume auf der effizienteren mesoskopischen und makroskopischen Ebene dargestellt. Abhängig von den signifikanten Werten der Infrastrukturelemente kann das Untersuchungsergebnis auf die drei abstrakten Ebenen abgestimmt werden. Damit sind in diesem Modell der Rechenaufwand und die Qualität der Lösung gut ausbalanciert. Basierend auf dem Multi-Skalen-Simulationsmodell können die Wartezeiten sowie die weiteren Ergebnisse der Leistungsuntersuchung berechnet werden. Schließlich werden die Wirkungen der Disposition auf den Zusammenhang zwischen Leistung und Betriebsqualität zusammengefasst und quantifiziert. In diesem Projekt wird ein Multi-Skalen-Simulationsmodell, das durch kontinuierliche Skalierung charakterisiert ist, entwickelt. Die am Echtzeit-Betrieb orientierte Disposition und die an der langfristigen Planung orientierte Leistungsuntersuchung werden miteinander verbunden. Gleichzeitig werden die Dispositionsalgorithmen und Genauigkeit der Leistungsuntersuchung verbessert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen