Automatisierte Konfliktbewertung und -lösung für die Anschlussdisposition im (Schienen-)Personenverkehr

Störungen sind im Bahnbetrieb oftmals nicht vermeidbar und führen häufig zu Abweichungen vom Fahrplan in Form von Verspätungen. Aufgrund dieser entstehen Anschlusskonflikte. Diese sind für den Reisenden besonders unangenehm, weil sie zu einem Bruch der Reisekette führen können, der in vielen Fällen auch bei nur geringen Verspätungen eines Zubringers zu erheblichen Verspätungen des Reisenden führen kann. Die damit in Zusammenhang stehenden wirtschaftlichen Auswirkungen einzelner Anschlusskonflikte sind für den Disponenten nicht ohne weiteres ersichtlich. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Dispositionsunterstützungssystems für die Anschlussdisposition. Das Dispositionsunterstützungssystem ist modular konzipiert, um einzelne Module hinzufügen, austauschen und dem jeweils einsetzenden Verkehrsunternehmen anpassen zu können. Im Rahmen der Dissertation werden die Module Anschlussbewertung, Maßnahmenbestimmung, Maßnahmenbewertung und Maßnahmenauswahl entwickelt. Das System erkennt Anschlusskonflikte automatisch und liefert dem Disponenten dafür Konfliktlösungsvorschläge. Sowohl die Auswirkungen eines Konflikts im Falle eines Anschlussbruchs als auch die Konfliktlösungsvorschläge werden monetarisiert bewertet. Diese Bewertung umfasst sowohl die Auswirkungen auf die Reisenden als auch auf das Verkehrsunternehmen. Das System eignet sich zur Anwendung durch Eisenbahnverkehrsunternehmen, ist aber gleichzeitig so konzipiert, dass es sich prinzipiell auf andere Verkehrsträger übertragen lässt. Für das Modul Maßnahmenbestimmung werden insgesamt 17 verschiedene Maßnahmenarten modelliert. Im Rahmen eines strukturierten Verfahrens, das für jede Maßnahmenart durchlaufen wird, werden sowohl Algorithmen für die Bestimmung der Durchführbarkeit als auch zur Ermittlung möglicher konfliktspezifischer Ausprägungen je Maßnahmenart entwickelt. Die betrachteten Maßnahmenarten umfassen neben den klassischen Maßnahmenarten zur Anschlusssicherung weitere Maßnahmenarten, die entweder ebenfalls wieder zu einer Anschlusssicherung führen oder die Reisekette auf unkonventionelle Art und Weise schließen. Um die Notwendigkeit einer Konfliktlösung und die zulässige Schwere von Eingriffen (Maßnahmen zur Konfliktlösung) in den Betriebs- und Verkehrsablauf zu bestimmen, erfolgt im Modul Anschlussbewertung eine Bewertung jedes Konfliktes anhand seiner wirtschaftlichen Auswirkungen auf die betroffenen Reisenden und das entscheidende Eisenbahnverkehrsunternehmen. Entsprechend werden auch für die Konfliktlösungen im Modul Maßnahmenbewertung methodisch konsistente Bewertungen vorgenommen, die mit der Bewertung des Anschlusskonflikts vergleichbar sein müssen. Die Bewertungen können nun gegeneinander abgewogen werden. Auch für die Herleitung der Bewertungen wird ein strukturiertes Verfahren verwendet. Im Modul Maßnahmenauswahl erfolgt schließlich die Selektion adäquater Maßnahmen für den Konflikt aus wirtschaftlicher Sicht des Verkehrsunternehmens. In vielen Fällen ist die Kombination von Maßnahmen in einem Bündel sinnvoll. Es ist im Allgemeinen jedoch nicht möglich, die Bewertungen der einzelnen Maßnahmen aufzusummieren, da sie sich teilweise gegenseitig beeinflussen und voneinander abhängen. Darüber hinaus können sehr vielfältige Lösungsmöglichkeiten auf einen Anschlusskonflikt angewendet werden, sodass ein NP-schweres Problem entsteht. Die Zusammenstellung von Maßnahmenbündeln und deren Bewertung stellt somit eine besondere Herausforderung dar, der in dieser Arbeit mit heuristischen Ansätzen begegnet wird. Mit den Ergebnissen dieser Arbeit liegt eine Beschreibung für ein Dispositionsunterstützungssystem vor, auf dessen Basis ähnliche Systeme für die Praxis entworfen werden können. Dabei gibt diese Arbeit einen Rahmen zur Konzeption des Systems vor und liefert Anregungen zur Betrachtung möglicher Maßnahmenarten und zu Bewertungsmöglichkeiten eines Anschlusskonflikts und der Maßnahmen. Sie leistet damit einen Beitrag zur Automatisierung der Konfliktlösung von Anschlusskonflikten, die wiederum die Auswirkungen von Anschlusskonflikten auf die Reisekette reduzieren und damit die Attraktivität des öffentlichen Verkehrs erhöhen soll