Modell für eine kostenoptimierte Instandhaltung in grossen Netzen des spurgeführten Verkehrs

Baumaßnahmen am Fahrweg der Eisenbahn sind im Rahmen der Instandhaltung unumgänglich. Viele dieser Maßnahmen erfordern Gleissperrungen und nehmen so erheblichen Einfluss auf das Betriebsgeschehen. Durch den Einsatz hoch leistungsfähiger Gleisbaumaschinen in kurzen Sperrpausen lassen sich die Betriebsbehinderungen minimieren. Andererseits führen kurze Maschineneinsatzzeiten zu geringer Produktivität und verteuern so die einzelnen Baustellen.
Baumaschinen stehen nur in begrenzter Anzahl zur Verfügung. Eine Zuordnung zu verschiedenen Baumaßnahmen erfordert die zeitliche und räumliche Definition der Gesamtheit dieser Baumaßnahmen. Da die nutzbare Arbeitszeit maßgeblich den Arbeitsfortschritt beeinflusst, können die Maschineneinsätze nur sperrpausenabhängig geplant werden.
Mit der vorliegenden Arbeit wird ein Planungsinstrument entwickelt, das die Disposition der Baumaschinen unter dem Aspekt der Kostenminimierung erlaubt.
Dazu wird im ersten Teil der Arbeit am Beispiel der Mechanisierten Bettungsreinigung eine Vielzahl von Bauabläufen für unterschiedliche Randbedingungen geplant und analysiert. Für die untersuchte Parameterbandbreite kann die Arbeitsleistung einer Gruppe von Arbeitsgängen als Schlüsselparameter identifiziert werden. Damit lassen sich in Abhängigkeit von Maschinenkonstellation und Sperrpausenvorgabe für gegebene Bauabschnitte die planungs-relevanten Daten Sperrzeit und Maschineneinsatzzeit errechnen.
Im zweiten Teil der Arbeit wird das Programm Dispo++ für die Einsatzplanung von Gleisbaumaschinen ertüchtigt. Auf Basis der Arbeitsleistungswerte kann ein Fahrplan generiert werden, der für eine Liste von Baumaßnahmen in einem Eisenbahnnetz in Abhängigkeit der eingesetzten Maschinenkonstellationen und der jeweiligen Sperrpausenvorgaben die Maschineneinsatzzeiten festschreibt. Ergebnis der Disposition ist die Zuordnung von Maschinen zu den Baumaßnahmen einschließlich der Leerfahrten. Eine kostenmäßige Bewertung der Leerfahrten ermöglicht den Vergleich verschiedener Dispositionsergebnisse.
Eine Quantifizierung der baustellenbedingten Betriebserschwernisse wird ebenfalls am Beispiel der Mechanisierten Bettungsreinigung aufgezeigt. Es werden verschiedene Instrumentarien zur Kostenermittlung diskutiert. Eine exemplarische Ableitung von Kostensätzen ermöglicht die Darstellung einer Modellanwendung.
Am Beispiel eines Modellnetzes wird die netzweite Bauablaufplanung durchgeführt. Eine Gesamtbetrachtung ermöglicht die Bewertung von Planungsvarianten. Die Definition einer Zielfunktion zur Kostenminimierung erleichtert die Auswahl.
Der entwickelte Planungsprozess macht die Festlegung der entscheidenden Parameter für die einzelnen Bauabläufe, nämlich der Maschinenleistungen und der Sperrzeiten, von einer kostenmäßigen Bewertung der Baustelle, der Betriebserschwernisse und der Maschinenzuführung abhängig.
Probleme der Fahrweginstandhaltung, wie sie in der vorliegenden Arbeit behandelt werden, treten überall dort auf, wo einerseits für die Instandhaltung Sperrpausen erforderlich werden und andererseits die Instandhaltung mit spurgebundenen Maschinen durchgeführt wird, was infolge der gleisgebundenen Zuführung weitere Betriebsbehinderungen verursacht. Das vorliegende Planungsinstrument beschränkt sich damit nicht auf den Einsatz in Eisenbahnnetzen, sondern ist auch z. B. auf Fahrwege der Magnetbahntechnik anwendbar.