RailPrepared - Entwicklung einer Widerstandsfähigkeit Eisenbahnverkehrsplanung für wahrscheinliche zukünftige Störungen

• Antragsteller: Professor Dr. Nikola Besinovic
• Fachliche Zuordnung: Verkehrs- und Transportsysteme, Intelligenter und automatisierter Verkehr
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545127954

Die Eisenbahnsysteme werden immer instabiler und anfälliger für verschiedene wiederkehrende Störungen, sowohl intern (Infrastruktur-/Fahrzeugausfälle) als auch extern (physische/cybergestützte Angriffe). Die derzeitige Planung des Eisenbahnverkehrs konzentriert sich hauptsächlich auf die Anpassung der Beförderungskapazität an die bestehende Nachfrage und geht von regelmäßigen Bedingungen aus, d. h. alle Ressourcen sind verfügbar. Kommt es jedoch zu Störungen, fallen viele Züge aus und haben übermäßige Verspätungen, was dazu führt, dass viele Fahrgäste ihr Ziel nicht oder nicht rechtzeitig erreichen und das Bedürfnis der Kunden nach Mobilität beeinträchtigt wird. Um den gesellschaftlichen Anforderungen an einen zuverlässigen Verkehr in der Zukunft gerecht zu werden, brauchen wir eine neue Denkweise und eine neuartige Modellierung der Verkehrsplanung, damit diese vorausschauender auf mögliche Störungen reagieren kann. Um dies zu erreichen, schlagen wir eine innovative, integrierte Methodik für die Planung des Eisenbahnverkehrs vor, die die Effizienz, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit stark beanspruchter Eisenbahnnetze erheblich verbessern wird. Die Methodik basiert auf einem innovativen analytischen Rahmen, der neue Belastbarkeitsmetriken, Datenanalyse und mathematische Optimierung umfasst. RailPrepared stellt eine neuartige vorausschauende Planung dar, die aus historischen Verkehrsdaten lernt und Entscheidungen des Störungsmanagements während der Planung nutzt, um intelligente Anpassungen der angebotenen Dienste zu ermöglichen. Dazu müssen neue mathematische Modelle Millionen potenzieller Fahrplanalternativen effizient bewerten und gleichzeitig deren Leistung für Tausende von wahrscheinlichen Störungsszenarien abschätzen. Der Rahmen diversifiziert insbesondere die Routing-Alternativen der Fahrgäste, lokalisiert die erwarteten räumlichen Auswirkungen von Störungen und minimiert den erwarteten Verlust an Verkehrsnachfrage. Der RailPrepared-Ansatz wird anhand von Verkehrsdaten der deutschen Eisenbahnunternehmen validiert. Das Ergebnis des RailPrepared-Projekts ist ein effektives entscheidungsunterstützendes Planungssystem, das ein hohes Serviceniveau unter regulären Bedingungen sowie eine bessere Vorbereitung und Erholung bei Störungen gewährleistet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen