Entwicklung netzbezogener Dispositionsalgorithmen

In dieser Arbeit wird ein Verfahren vorgestellt, um Kapazitätsbemessungen im integrierten Taktfahrplan (ITF) zu untersuchen. In früheren Forschungsarbeiten waren Kapazitätsbemessungen von der Wahrscheinlichkeitstheorie abhängig. Jedoch wird der ITF als „Deutschland-Takt“ vom deutschen Bundesverkehrsministerium schrittweise in der Zukunft ins Bahnnetz eingeführt. Daher passt die Theorie der Wahrscheinlichkeit nicht zu den vertakteten Einzelfahrplänen und der Gesamtvertaktung des ITF, da die zeitliche Verteilung der Abstände der Zugfolge nicht mehr der exponentiellen Verteilung entspricht. Um die Kapazität in Störungsfällen im ITF ermitteln zu können, wird ein mathematisches Modell in dieser Arbeit entwickelt. Da die Definition der Kapazität in der Richtlinie 405 der Deutschen Bahn sowohl Leistungsfähigkeit als auch Qualität umfasst, muss die Größe der Verspätung eines neu erstellten Fahrplans unter Berücksichtigung der betrieblichen Bedingung des Bahnbetriebs untersucht werden. Um dieses Ziel zu erreichen, wird die lineare Programmierung verwendet, um geringe Verspätung zu optimieren. Um die Optimierung durchzuführen, werden Alternativwegsuche, Sperrzeitenberechnung, Fahrzeitberechnung und Konflikterkennung sowie -behebung schrittweise in dieser Arbeit realisiert. Weiterhin wird eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt, um Verbesserungen der Zuwachsverspätung unter Berücksichtigung der vielfältigen Dispositionsstrategien in verschiedenen Szenarien miteinander zu vergleichen. Der entwickelte Algorithmus dieser Arbeit implementiert drei Hauptziele: • Reproduzierbarkeit, • Realisierung im European Train Control System (ETCS) Level 2 und • Programmierbarkeit. Mit diesen drei Zielen wird eine zukünftige Weiterentwicklung der Digitalisierung der Industrialisierung der eisenbahnbetriebswissenschaftlichen Untersuchungen (IEBWU) [58] automatisiert.