Fahrplanverdichtungsstrategien an Hand des Beispiels Olten - Bern - Thun

Problem

Es ist ein erklärtes Ziel der schweizerischen Verkehrspolitik, einen möglichst grossen Anteil des Güterverkehrs auf die Schiene zu verlegen. Damit werden in Zukunft mehr Züge auf den vorhandenen Strecken verkehren, obwohl schon jetzt viele Bahnstrecken durch den dichten Taktfahrplan nahe ihrer Kapazitätsgrenze betrieben werden. Eine besonders kritische Strecke ist Olten-Bern, da sie sowohl Teil der wichtigen Ost-West Verbindung (Personenverkehr), als auch Teil der Alpentransversale Basel-Domodossola (Güterverkehr) ist. Ziel der Semesterarbeit war es, den bestehenden Fahrplan dieser Strecke mittels der MaxPlus Algebra zu analysieren, und daraus eine Methode zu entwickeln, welche eine grössere Fahrplandichte erlaubt.

Zusammenfassung

Die Modellierung des bestehenden Fahrplans mittels Petri-Netzen und MaxPlus Algebra erwies sich als sehr aufwändig. Da es kaum möglich war, aus den vorhandenen Daten sämtliche Anschlussbedingungen aufzufinden, konnte nicht mal ansatzweise ein zusammenhängendes Fahrplangefüge aufgefunden werden. Als Folge davon gab es statt einer einzigen Zykluszeit etliche von einander unabhängige Zykluszeiten, d.h. die Züge verkehrten weitgehend unabhängig voneinander und hätten verschiedentlich miteinander kollidiert. Für die weitere Arbeit wurde gefolgert, dass der Fahrplan in der Modellierung stärker synchronsiert werden musste, um ein besser interpretierbares Resultat zu erhalten.

Um die vorhandene Kapazität besser auslasten zu können, wurde im zweiten Teil der Arbeit ein sogenannter Blockbildungsansatz gewählt. Dabei wurden die Züge so gruppiert, dass der schnellste Zug gefolgt von immer langsameren Zügen als ein Block eingeplant wurde. In einem zweiten Schritt wurden die Güterzüge in den Block eingepasst, mit der Regel, dass sie unterwegs höchstens einmal anhalten durften, um schnellere Züge passieren zu lassen. Diese Blöcke wurden danach mittels der MaxPlus Algebra möglichst dicht getaktet. Es zeigte sich, dass es mit dieser Methode möglich war, auf der Strecke Olten-Bern einen leicht und auf dem Abschnitt Bern-Thun einen deutlich dichteren Fahrplan zu realisieren. Der so gewonnene Fahplan erwies sich als relativ sensitiv bezüglich Veränderungen der minimalen Zugfolgezeiten. Dies wiederum impliziert, dass die SBB tatsächlich auf eine Erhöhung der vorhandenen Kapazität durch die verkürzten Zugfolgezeiten dank des neuen Zugleitsystems (ETCS) hoffen dürfen.