Optimierung von Dispositionsmaßnahmen bei Störungen aus Fahrgastsicht

Störungen des geplanten Verkehrsablaufs treten im öffentlichen Verkehr aus den unterschiedlichsten Gründen permanent auf. Dieses Projekt widmet sich daher der Disposition bei Verzögerungen. Die Aufgabe der Disposition ist die Anpassung des Fahrplans an die aktuelle Betriebslage. In der betrieblichen Praxis werden bisher keine optimierenden Verfahren zur kurzfristigen Disposition eingesetzt, stattdessen entscheiden Disponenten in erster Linie auf Grund von Erfahrungswissen. 

Zentrales Ziel dieses Projekts ist es, die Grundlagen für eine optimierte Disposition zu legen, die im Störungsfall kundenorientiert Dispositionsentscheidungen treffen soll. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei die sehr präzise Modellierung und Behandlung von Fahrgastströmen. Idealerweise wird für jeden einzelnen Fahrgast die geplante Verbindung betrachtet. Dies führt auf sehr große Netzwerkflussmodelle und komplexe mathematische Optimierungsprobleme unter unsicherer und unvollständiger Information, die dennoch in Echtzeit gelöst werden müssen. Wichtige Teilprobleme umfassen das schnelle Finden von robusten Alternativrouten für Fahrgäste und die verbesserte Prognose von Verspätungen auf Basis von Ist-Informationen. 

Mit Methoden des Algorithm Engineering sollen dafür neue und hocheffiziente Lösungsverfahren entwickelt werden. Ein weiteres Ziel ist die Untersuchung der Wirkung von Störungen auf Fahr- gastflüsse und die Entwicklung von Gütemaßen zur Beurteilung von Verkehrsangeboten. Dabei sollen besonders Großstörungen analysiert werden. Neben dem Bahnfern- und Regionalverkehr sollen Fernbusse sowie städtische Verkehre und Verkehrsmittel (Busse, Straßenbahnen) integriert betrachtet werden. Daher sind neue Modelle und Verfahren für eine mehrere unterschiedliche Verkehrsanbieter übergreifende Disposition zu schaffen.

Optimization of Dispatching in Case of Disruptions from a Passenger's View

Disturbances permanently occur in public transport for various reasons. This project is devoted to disposition in case of delays. The task of disposition is to adapt the schedule to the current side conditions. In practice, no optimizing tools are used for disposition. Instead, human disponents decide on the basis of their experience. 

The central goal of this project is to lay out the foundations for an optimized disposition, which decides in case of disruptions in a passenger-friendly way. A crucial aspect is a very fine-grained modelling and treatment of passenger flows. Ideally, for each single passenger his or her planned connection is considered. This leads to large-scale network flow models and complex mathematical optimization problems with unreliable and incomplete information which nevertheless have to be solved in real time. Important subproblems include the efficient search of robust alternative connections and an improved forecast of delays on the basis of the current state. 

Applying methods of Algorithm Engineering we will develop new and efficient solution methods. Another goal is the examination of the effects of disruptions on passenger flows and the development of quality measures for the offered public transport. In particular, we will analyse major disruptions. Apart from long-distance and regional train traffic we will consider long-distance bus transport as well as local urban transport (busses, trams) in an integrated way. This requires the development of new models and methods for a disposition across different transport companies.