Optimierung des taktisch-operativen Zugmanagements in Bahnanlagen

Prof. Dr. Martin Josef Geiger, Sandra Huber, Dr. Sebastian Langton, Marius Leschik, Christian Lindorf, Prof. Dr. Ulrich Tüshaus, Helmut-Schmidt-Universität, Universität der Bundeswehr Hamburg

Summary

Infrastrukturelle Erweiterungen existierender Bahnanlagen sind mit typischerweise hohen Investitionskosten verbunden. Demgegenüber stellen moderne Methoden der Mathematischen Optimierung eine vergleichsweise budgetschonende Alternative zur Verbesserung des laufenden Zugbetriebs dar. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit derartigen neueren Ansätzen. Konkret untersuchen wir das im Rahmen des EURO/ROADEF Challenge 2014 vorgestellte Planungsproblem der französischen Bahn SNCF. In dessen Kontext sind Zugkonvois auf Abfahrten zuzuordnen, und ein detaillierter Ablaufplan ist zu erstellen. Letzterer umfasst notwendige (Ent-)Kopplungsvorgänge einzelner Zugelemente und alle resultierenden Ressourcenbelegungen, etwa der Wartungs- und Parkbereiche des Bahnsystems. Für das Problem stellen wir einen Planungs- und Optimierungs ansatz vor, welcher den taktisch-operativen Einsatz in wenigen Sekunden optimiert und eine grafische Komponente für die detaillierte Darstellung der berechneten Abläufe beinhaltet. Auf Basis unserer umfassenden numerischen Untersuchungen lässt sich dem Ansatz ein hohes Einsatzpotenzial für derartige praktische Problemstellungen attestieren.

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