Sowohl in der Politik und als auch in der Bevölkerung besteht ein weitgehender Konsens darüber, dass die auch künftig noch anwachsenden Verkehre verstärkt auf die Eisenbahn verlagert werden sollen, um den negativen Wirkungen des Straßenverkehrs und der Überlastung des Straßennetzes entgegenzuwirken. Allerdings stehen in den für den Infrastrukturausbau des Eisenbahnnetzes verantwortlichen öffentlichen Bereichen nur äußerst beschränkte finanzielle Mittel zur Verfügung, und ein extensiver Infrastrukturausbau stößt aufgrund der Siedlungsstruktur in Deutschland zunehmend an Grenzen. Dementsprechend kann die effiziente Nutzung von Eisenbahninfrastrukturen einen wichtigen Beitrag zur zukunftsgerechten Verkehrssystemgestaltung leisten. Das Ziel des DFG-Projektes Anforderungsgerechte Trassenstrukturen und deren Belegung im Netz von Schienenbahnen (ATRANS) ist die Entwicklung allgemeingültiger Algorithmen für einen optimierten anforderungsgerechten Fahrplan mit effizienter Infrastrukturnutzung. Dabei werden unter Berücksichtigung einer definierten Betriebsqualität flexible Reserven in der bestehenden Infra- bzw. Fahrplanstruktur ohne infrastrukturelle Maßnahmen erschlossen. Das DFG-Verbundprojekt gliedert sich in 3 Teilprojekte, die von der Universität Stuttgart (ATRANS 1), der Technischen Universität Dresden (ATRANS 2.1) und der Technischen Universität Darmstadt (ATRANS 2.2) in enger kontinuierlicher Abstimmung bearbeitet wurden. In der vorliegenden Arbeit werden insbesondere die Forschungsergebnisse der Teilprojekte ATRANS 1 und ATRANS 2.1 im Kontext des gesamten Verbundprojektes detailliert vorgestellt. Wo es für das Verständnis notwendig erscheint, wird auf das Teilprojekt ATRANS 2.2 verwiesen, zu dem eine gesonderte Veröffentlichung von der Technischen Universität Darmstadt geplant ist.
Aktualisiert: 2022-04-24
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Im spurgeführten Verkehrssystem werden die Betriebsqualität und Kapazität der Infrastruktur durch Engpässe im bestehenden Netz stark beeinflusst. Engpässe entstehen dabei häufig in Infrastrukturbereichen mit komplexen Gleisstrukturen. Diese können durch ungeeignete Nutzung der Infrastruktur oder mangelhafte Dimensionierung und Gestaltung der Infrastruktur verursacht werden. Mit den in dieser Arbeit entwickelten Bewertungsansätzen wird die bisherige Beschränkung aufgrund der getrennten Bewertung von Strecken und Knoten überwunden, so dass Engpässe in einem beliebigen Untersuchungsraum unter der mikroskopischen Betrachtung hinreichend genau identifiziert werden. Der hierfür entwickelte Suchalgorithmus analysiert die auftretenden Behinderungen entlang des Fahrtverlaufs bis zu den Stellen, an denen die tatsächlichen Ursachen des Engpasses zu finden sind. Mit der ursachenbezogenen Engpassanalyse können sowohl das Phänomen als auch die Ursachen der Engpässe identifiziert werden, wodurch die gezielte Ableitung von Maßnahmen zur Beseitigung von Engpässen ermöglicht wird.
Aktualisiert: 2022-05-04
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Ein wichtiger Aspekt von Leistungsuntersuchungen betrifft die Erkennung von Leistungsreserven sowie die Lokalisierung von Engpässen insbesondere in komplexen Eisenbahninfrastrukturen. Der Schwerpunkt der in diesem Bericht beschriebenen Forschungsarbeiten liegt daher in der Entwicklung eines neuen Beschreibungsmodells zur Modellierung von Eisenbahnknoten, welches die Entwicklung eines Ansatzes zur Berechnung der Knotenkapazität ermöglicht und anhand dessen auch das Leistungsverhalten einzelner Belegungselemente bestimmt und bewertet werden kann. Des weiteren werden neu entwickelte Algorithmen zur Auswertung der Belegungen und Behinderungen auf einzelnen Belegungselementen beschrieben, welche die genaue Lokalisierung von potentiellen Engpässen im Untersuchungsraum sowie eine Klassifizierung dieser Engpässe nach deren tatsächlichen betrieblichen Einfluss erlauben. Durch die Einbindung der entwickelten Lokalisierungs– und Bewertungsmethoden in die Software PULEIV wird die praktische Anwendbarkeit der neuen Methoden sichergestellt und damit die Grundlage für die Erweiterung von Leistungsuntersuchungen auch auf die mikroskopische Ebene geschaffen.
Aktualisiert: 2022-04-20
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Die Engpassanalyse ist eine der wichtigsten Aufgaben bei eisenbahnbetriebswissenschaftlichen Leistungsuntersuchungen in allen Planungsphasen, weil die Betriebsqualität und Kapazität der Infrastruktur durch Engpässe im Eisenbahnnetz stark beeinflusst werden können. Da Engpässe häufig in Infrastrukturbereichen mit komplexen Gleisstrukturen entstehen, beschränkt die hiermit verbundene hohe Berechnungskomplexität die Entwicklung in diesem Forschungsgebiet seit längerer Zeit. Mit Unterstützung der modernen Rechentechnik heutzutage kann die Beschränkung durch die Anwendung von passenden Werkzeugen und innovativen Bewertungsansätzen überwunden werden. In der vorliegenden Arbeit wurde die simulative Methode zur mikroskopischen Engpassanalyse basierend auf einem neuen mikroskopischen Infrastrukturmodell entwickelt, die umfangreiche Aussagen über Engpässe und deren Ursachen unabhängig von der Komplexität der Infrastruktur und des Betriebsprogramms liefert.
Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der mikroskopischen Lokalisierung von Engpässen und Bestimmung von deren Ursachen bei der Nutzung der simulativen Methode. Es wird der Zusammenhang von lokalen Engpässen im Untersuchungsraum und dem globalen Leistungsverhalten diskutiert und darüber hinaus die Korrelation der Wirkung von Engpässen und den mutmaßlichen Ursachen untersucht. Um die tatsächlichen Ursachen von Engpässen festzustellen, wird die Wirkung der Behinderungsfortpflanzung infolge des Zusammenwirkens von Infrastrukturabschnitten und Zugfahrten in dieser Arbeit berücksichtigt.
Aktualisiert: 2022-04-20
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