Verfahren zur Behebung der betrieblichen Auswirkungen von Störfällen bei Stadtbahnen

Kurzfassung

Störfälle im spurgeführten Verkehr haben ab einer gewissen zeitlichen Ausdehnung erhebliche Abweichungen vom planmäßigen Betrieb zur Folge. Während der Behebung des Störfalls werden Dispositionsmaßnahmen zur Aufrechterhaltung des Betriebs auf den sich ergebenden Teilstrecken durchgeführt, da hier oftmals eine Umfahrungsmöglichkeit der Störungsstelle fehlt. Zu diesen Dispositionsmaßnahmen gehören u. a. Pendelverkehre und Kurzwenden.
Nach Behebung des Störfalls ist die Betriebssituation durch diese Dispositionsmaßnahmen stark gestört. Auswirkungen der Störung sind neben Verspätungen die veränderte Reihung der Fahrzeuge, überschrittene Arbeitszeiten beim Personal und der Ausfall von geplanten Personalwechseln. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Verfahren entwickelt, welches den Disponenten durch Dispositionsempfehlungen bei der Wiederherstellung der geplanten Betriebslage nach Beseitigung eines Störfalls unterstützt, um die Betriebslage optimal wiederherzustellen. Optimal bezieht sich dabei nicht zwangsläufig auf eine besonders schnelle Wiederherstellung der geplanten Betriebslage. Es bedeutet auch die Berücksichtigung anderer Optimierungsziele, wie z. B. der Schließung von Bedienungslücken und der Einhaltung von geplanten Personalwechseln.
Das Verfahren ist aufgeteilt in eine Fahrzeug- und eine Personaldisposition. Beide Verfahren benutzen zur Lösung des Optimierungsproblems ein Netzflussmodell. Durch ein Netzflussmodell können die erforderlichen Randbedingungen einfach abgebildet werden und die nachträgliche Kalibrierung auf die Anforderungen verschiedener Verkehrsunternehmen ist möglich. Für die Anpassung an die individuellen Gegebenheiten eines Verkehrsunternehmens oder eine bestimmte Betriebslage nach einem Störfall wurde ein Strafkostenkatalog eingeführt, der individuell editiert werden kann. Beide Verfahren werden durch ein sequentielles Gesamtverfahren verbunden.
Verschiedene Beispielrechnungen haben gezeigt, dass sich das entwickelte Verfahren zur Unterstützung des Disponenten bei der Behebung der betrieblichen Auswirkungen von Störfällen bei Stadtbahnen eignet. Gleichzeitig wurde die Wirkung des Strafkostenkatalogs zur Steuerung der Maßnahmenwahl aufgezeigt. Bei der Durchführung des Verfahrens am Beispiel eines fiktiven Verkehrsunternehmens wurde im Detail erläutert, welche Abläufe sich bei der Anwendung durch einen Disponenten vollziehen. Der entsprechende Datenfluss wurde anschaulich beschrieben.
Zur Optimierung des Verfahrens wäre eine Verknüpfung mit einem Fahrplansimulationsprogramm denkbar. Hierdurch könnte auch die Beeinflussung der disponierten Fahrten untereinander abgebildet werden.
Das Verfahren wurde speziell für die infrastrukturellen und betrieblichen Randbedingungen von Stadtbahnsystemen entwickelt. Eine Adaption auf Straßen- oder U-Bahn-Systeme sowie auf andere Verkehrssysteme, die in den für die Anwendung des Verfahrens wesentlichen Randbedingungen mit dem Stadtbahnbetrieb übereinstimmen, ist möglich.

Abstract
In railbound traffic, incidents of a certain degree/dimension can generate extensive deviations from the planned timetable. If there are no alternative tracks to drive around the incident location, the operation will be restricted to the undisrupted infrastructure during the troubleshooting phase. Shuttle traffic and early turnarounds are the dispatching measures to use.
After the impacts of the incident are removed, so that the unlimited usage of the infrastructure is reestablished, the impacts of the dispatching measures can still be seen in the operation. These impacts are in addition to besides delays include the changing of the train order, extended working hours and the cancellation of crew changes.
The thesis “Method for recovering past incident operational effects on light rail systems" presents a method was developed to assist dispatchers during the past incident phase. It provides the dispatchers with suggestions for further dispatching measures to resume the planned timetable in the optimal way. Öptimal"thereby does not necessarily mean as fast as possible but also as passenger friendly as possible by e. g. avoiding service gaps. Driver schedules also need to be considered.
The method is subdivided into the vehicle and the driver dispatching. Both routines use a network flow model to solve the optimization problem. With the help of a network flow model, all influencing parameters can easily be modeled. It also provides the possibility to calibrate the model to the individual requirements of different transport companies. For this calibration process or the calibration to different operational situations, a catalogue containing penalty costs was introduced. The user can edit the catalogue to his avail. Both routines are joint combined by a sequential overall process.
Model calculations showed how the model can assist the dispatcher to eliminate the aftermath of an incident and to re-establish the scheduled timetable. At the same time the effects of the penalty costs on the selection of dispatching measures could be demonstrated. On the example of a fictitious light rail company it was described in detail which activities are executed by a dispatcher using the model. The background data flow could also be displayed.
To further enhance the developed model a combination with a timetable simulation system would be desirable. It would enable the program to model the interaction of vehicles.