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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Einführung

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Kapitel 1. Einführung in die Problematik

Zur Bewertung von Infrastrukturmaßnahmen (vgl. Abbildung 1.1) ist es für die Deutsche Bahn AG (DB AG), speziell die DB Netz AG (gleichbedeutend mit DB Netze – Abteilung Langfristfahrplan), wünschenswert, nicht nur einen einzigen Fahrplan, sondern eine mö oglichst repräsentative Menge an Varianten möoglicher, zukü unftiger Fahrpl äane füur den schienengebundenen Personen-(PV) und Güuterverkehr (GV) zu weiteren Untersuchungen heranzuziehen.
Jens Opitz

Kapitel 2. Thematische Grundlagen

Um das in dieser Arbeit wissenschaftlich untersuchte Themengebiet richtig einordnen zu können, wird als erstes die (bisherige) Verkehrsplanung im öffentlichen PV vorgestellt.
Jens Opitz

Kapitel 3. Untersuchungsgebiete – reale Verkehrsbeispiele

In diesem Kapitel werden die einzelnen Untersuchungsräume, die Gegenstand der Forschung mit der DB Netz AG waren und sind, vorgestellt. An entsprechender Stelle in dieser Arbeit gibt es Hinweise inwieweit diese realen (komplexen) Verkehrsbeispiele der jeweiligen (genauen) Fragestellung angepasst werden.
Jens Opitz

Automatisches Erzeugen von Taktfahrplänen

Frontmatter

Kapitel 4. Theoretische Grundlagen

Im zweiten Teil dieser Dissertation geht es um das Erzeugen von Taktfahrlagen. Wie schon mehrfach angesprochen, soll dies automatisch und (möglichst) in ”kurzer“ Rechenzeit für die ebenfalls schon erwähnten realen und komplexen Verkehrsbeispiele (siehe Kapitel 3) geschehen.
Jens Opitz

Kapitel 5. Praktische Umsetzung

Die praktische Umsetzung der Theorie zur automatischen Erzeugung von Taktfahrpl änen mittels PESP-Ansatz erfolgt prinzipiell durch den 3-stufigen Algorithmus zum Erzeugen und Optimieren von Taktfahrlagenplänen (siehe Abbildung 1.4 auf Seite 7).
Jens Opitz

Maximierung von getakteten Systemtrassen

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Kapitel 6. Maximalstrom mit dynamischer Kapazitätsallokation

Nachdem im Teil II ausführlich beschrieben wurde, wie zulässige Taktfahrpläne für den PV erzeugt werden, wird der GV in den Fokus der Betrachtung gerückt. Es ergab sich im neuesten Forschungsprojekt die Aufgabe: Eine maximale Anzahl an getakteten Systemtrassen für den GV in ein bestehendes Betriebsprogramm des PVs einzubinden bzw. vorzuhalten.
Jens Opitz

Optimierung von Taktfahrplänen

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Kapitel 7. Optimierungsverfahren

Verkehrlich sinnvolle Fahrpläne zeichnen sich u. a. durch kurze Synchronisationszeiten bei Umsteigevorgängen aus. Da alle Übergänge nicht gleichzeitig mit minimalen Wartezeiten realisiert werden können, ist eine Optimierung sinnvoll. Ist die Gewichtung der Umsteigeprozesse (üblicherweise als Anzahl der betroffen Personen) bekannt, so ist eine Optimierung mit Zielfunktion ”gewichtete Personenwarteminuten“ angebracht.
Jens Opitz

Kapitel 8. Verkehrsumlegung

Wie in Kapitel 7.5 und in Abbildung 7.6 bereits umfassend beschrieben, werden Anschlüsse in der Regel auf der Basis bestehender Fahrpläne definiert. Da erstens bei der Erzeugung sinnvoller Fahrplanvarianten die Umsteigestationen für die Reisenden sowie die Anzahl der Umsteiger noch nicht bekannt sind bzw. zu viele restriktiv vorgegebene Anschlussbeziehungen die Freiheitsgrade der Fahrplanerstellung extrem einschränken, wurde ein anderer Weg gewählt. Zur Optimierung und Bewertung der Fahrplanentwürfe wurde deshalb eine Verkehrsumlegung durchgeführt. Zweitens liegt leider bei den meisten Projekten weder eine konkrete Verkehrsstrommatrix noch eine entsprechende Prognose vor. Aus diesem Grund wurde ein einfaches, aber wissenschaftlich anerkanntes Modell – das Gravitationsmodell – angewandt, welches die realen Verkehrsströme näherungsweise abbilden kann.
Jens Opitz

Kapitel 9. Modulo-Netzwerk-Simplex-Verfahren

Nachdem die allgemeinen Optimierungsverfahren und mögliche Anwendungen im Programmsystem TAKT in den Kapiteln 7.4.2 und 7.4.3 ausführlich behandelt, der schematische Ablaufplan (Abbildung 7.6) der Fahrplanoptimierung in TAKT (implementiert und verifiziert) vorgestellt und um die Umsetzung der Verkehrsumlegung (Kapitel 8) ergänzt wurde, wird nunmehr der Modulo-Netzwerk-Simplex-Algorithmus als einer der Kernpunkte dieser Arbeit detailliert vorgestellt. Er ist teilweise in [83] und [74] publiziert worden. In [107] wurden dazu ergänzend umfangreiche Beispiele erarbeitet und am gezielten Verlassen von lokalen Optima mitgeforscht.
Jens Opitz

Zusammenfassung und Ausblick

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Zusammenfassung

Um sich der komplexen und weitreichenden Thematik: „Automatische Erzeugung und Optimierung von Taktfahrplänen in realen, komplexen Schienenverkehrsnetzen“ sinnvoll zu nähern, wurde in Kapitel 2 die Fahrplanung in den Planungsprozess des öffentlichen Personenverkehrs eingegliedert, der Begriff Fahrplan in allen seinen Facetten erläutert und die Ergebnisse einer umfangreichen Literaturrecherche zum Stand der Wissenschaft dargelegt.
Jens Opitz

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