Automatische Erzeugung und Optimierung von Taktfahrplänen in Schienenverkehrsnetzen

Kapitel 2 Thematische Grundlagen (S. 9)

2.1 Verkehrsplanung im öffentlichen Personenverkehr

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

Die Planung von Beförderungsleistungen im öffentlichen PV und Transportleistungen im GV basieren auf der vorausschauenden Festlegung von:

• einzelnen Fahrtbewegungen zwischen je einem Start- und einem Zielort (ggf. im Hin- und Rücklauf)

• der Zuweisung der Betriebsmittel und -personale zu diesen Zug- bzw. Fahrzeugpaaren. Die Ausgangssituation der Verkehrsplanung im Eisenbahnverkehr wird im Folgenden kurz skizziert.

Die Modelle sind jedoch nicht auf den Eisenbahnverkehr beschränkt. So ist die Anpassung der Algorithmen für ein großes Regionalbusnetz Gegenstand aktueller Forschung an der Professur für Verkehrsströmungslehre. Anhand von Beispieldaten wird die Leistungsfähigkeit von TAKT auch diesbezüglich geprüft.

Die folgenden Ausführungen befassen sich mit dem schienengebundenen öffentlichen PV. Die Konzeption eines für den Kunden attraktiven und für den Verkehrsbetrieb wirtschaftlichen Liniennetzes erfordert neben umfangreichen Kenntnissen über die Reisewünsche der Kunden (Verkehrsaufkommen) und die betriebliche Infrastruktur eine Methodik und mathematische Modellbildung.

Führt man sich die Problemdimension am Beispiel der Deutschen Bahn (DB) AG vor Augen, bei der schon im Jahre 2006 ca. 229.000 Angestellte auf 34.122 Gleiskilometern 1,854 Mrd. Personen insgesamt 74.788 Mrd. Personenkilometer weit beförderten (aus: Daten und Fakten Geschäftsjahr 2007), so lässt sich leicht erkennen, dass die Planung eines derart komplexen Systems nicht in einem Schritt durchgefhrt werden kann.

Die Abbildung 2.1 zeigt den grundsätzlichen Ablauf des Planungsprozesses, wie er sich typischerweise im schienengebundenen Verkehr ergibt. Auf der Basis einer Verkehrsnachfrage wird in der Angebotsdefinition ein Konzept zum Betrieb des Verkehrssystems entwickelt. Das Planungsvorgehen kann in drei Phasen gegliedert werden: die strategische Planung, die taktische Planung sowie die Umsetzung auf dispositiver Ebene.

Im Rahmen der strategischen Planung wird basierend auf der Verkehrsnachfrage eine Netzstrukturuntersuchung zur Ermittlung der Haltebahnhöfe und der Wegstrecken des Angebotssystems durchgeführt. Nun kann unter Berücksichtigung der Quelle-Ziel-Matrix ein Linienkonzept entwickelt werden.

Bei der Fahrlagenplanung erfolgt die Festlegung der Abfahrtszeit in einem Knoten. Die Hauptaufgabe liegt u. a. darin, die Fahrlagen der Linien so festzulegen, dass in Verknüpfungsbahnhöfen zwischen den Linien kurze Umsteigezeiten entstehen. Auf der taktischen Ebene werden bei der zugweisen Fahrplanung die einzelnen Fahrten einer Linie lokalen und tageszeitlichen Erfordernissen sowie betrieblichen Zwängen ggf. auf abschnittsweise abweichenden Linienwegen angepasst.

Die Fahrzeugeinsatzplanung beschäftigt sich mit der Zuordnung von Fahrzeugen zu den einzelnen Fahrten, die Aufgabe der Dienstplanung besteht in der Besetzung der Fahrzeuge mit Personal. Die dispositive Ebene schließlich ist für die möglichst reibungslose Durchführung des geplanten Betriebes zuständig. Die einzelnen Prozesse dieses an vielen Stellen stark vereinfachten Planungsablaufes müssen effizient durchgeführt werden.

Zur Erstellung einer für den Verkehrsbetreiber praktikablen Lösung bedarf es der Rückkopplung verschiedener Planungsphasen. Diese Rückkopplung kann entweder durch einen iterativen Durchlauf durch Teile der Planungsphasen erreicht werden oder durch Algorithmen, die eine simultane Lösung von Teilen des Gesamtplanungsprozesses gestatten. Beispielhaft sind: - simultane Liniennetzplanung und Fahrlagenplanung und - Fahrlagenplanung mit Berücksichtigung der zugweisen Fahrplanung, der Fahrzeugeinsatzplanung und der Dienstplanung.