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Netzweite Ermittlung von Kapazitätskennwerten zur bedarfsgerechten Infrastrukturdimensionierung und Netzentwicklung im Eisenbahnwesen
Pfeifer, Andreas
Aachen (Deutschland)
Selbstverlag
2019, 185 S., Abb., Tab., Lit.
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[Quelle: http://d-nb.info]
Der erwartete Anstieg der allgemeinen Verkehrsleistung im Personen- und Güterverkehr bedingt bei einer gleichzeitig prognostizierten Ausweitung des Modal Splits der Eisenbahn eine Ausdehnung von Kapazitätsengpässen der heute oftmals bereits stark ausgelasteten Schieneninfrastruktur. Eine effizientere Nutzung oder ein zielgerichteter Aus- und Neubau der betrieblichen Schieneninfrastruktur können dieser Entwicklung entgegenwirken, erfordern aber die Kenntnis netzweiter Kapazitätskennwerte. Die Berechnung von Kapazitätskennwerten erfolgt gegenwärtig im Rahmen zeit- und personalaufwendiger eisenbahnbetriebswissenschaftlicher Untersuchungen und unterliegt somit einer räumlichen Beschränkung sowie einer geringen Aktualität. Eine netzweite eisenbahnbetriebswissenschaftliche Beurteilung kann bislang lediglich vereinfachend, makroskopisch oder durch Adaptionen der Kompressionsmethode nach UIC-Code 406 vorgenommen werden. Um detaillierte Kapazitätsaussagen insbesondere hinsichtlich der Detektion von Kapazitätsengpässen oder -reserven zu tätigen, bedarf es jedoch der Anwendung eines mikroskopischen Datenmodells. Aus diesem Grund wurde in der vorliegenden Arbeit ein Verfahren zur netzweiten Ermittlung von Kapazitätskennwerten für Eisenbahnstrecken und -knoten entwickelt, welches eine bedarfsgerechte Infrastrukturdimensionierung und Netzentwicklung und somit eine kapitalschonende Kapazitätsausweitung unterstützt. Durch eine Ertüchtigung des derzeitigen Vorgehens eisenbahnbetriebswissenschaftlicher Untersuchungen für eine netzweite Anwendung und eine Überführung in eine weitreichend automatisierte Kapazitätsberechnung werden unter Einhaltung kurzer Rechenzeiten detaillierte Kapazitätsaussagen ermöglicht. Eine wesentliche Erweiterung des bisherigen Ansatzes stellt die automatisierte Berücksichtigung des Gelegenheitsverkehrs für Kapazitätsberechnungen von Strecken und die zusätzliche Berücksichtigung von Rangierfahrten im Rahmen der Knotenbewertung dar. Das entwickelte Verfahren der Berechnung netzweiter Kapazitätskennwerte zeichnet sich durch eine signifikante Reduzierung manueller Eingriffe und somit eine Minimierung subjektiver Einflüsse aus. Erstmalig können unter Beachtung eines standardisierten Vorgehens aktuelle Kapazitätskennwerte des gesamten Schienennetzes für ein mikroskopisches Datenmodell bereitgestellt werden. Eine nutzeradäquate Ergebnisdarstellung bietet eine zielführende Grundlage für die Planung und Konzeptionierung von Infrastrukturmaßnahmen und erschließt neuartige Einsatzbereiche des Kapazitätsmanagements. Auf Basis der nun erstmals zur Verfügung stehenden netzweiten Kapazitätskennwerte konnten schließlich mithilfe eines Benchmarkings Funktionen des Kapazitätsmanagements identifiziert werden, welche ein hohes Übertragungspotenzial für das Eisenbahnwesen aufweisen und geeignet sind, infrastrukturelle Ressourcen zu überwachen und bedarfsgerecht weiterzuentwickeln. So wurden u. a. Funktionen für eine historische Kapazitäts- und Trendentwicklung, einen Kennzahlenvergleich und ein automatisiertes Reporting entwickelt. Relevante eisenbahnbetriebswissenschaftliche Erkenntnisse lassen sich darüber hinaus aus der Ableitung netzweiter Qualitätskennwerte erzielen. Im Rahmen einer Validierung der Kapazitätsberechnung und ausgewählter Funktionen des Kapazitätsmanagements anhand eines Teilnetzes kann eine hohe Ergebnisgüte aufgezeigt werden, welche für eine produktive Weiterverwendung im Kapazitätsmanagement von Eisenbahninfrastrukturunternehmen als geeignet anzusehen ist. Die wirtschaftlich optimale Nutzung infrastruktureller Ressourcen sowie eine präzise und bedarfsgerechte Planung von Infrastrukturmaßnahmen kann insbesondere vor dem Hintergrund hoher Investitionskosten, langer Lebensdauern und Planungszeiten sowie eines begrenzten Finanzierungsvolumens mithilfe des entwickelten Verfahrens begünstigt werden.
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