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Kuhn, Christian

Nr. 47 - Kuhn, Christian

"Rechnergestützte Vergabe von Fahrplantrassen bei Eisenbahnen"; Dissertation 05.07.1996

Die in Deutschland und anderen Staaten realisierte Trennung von Fahrweg und Transport der Eisenbahn erfordert die diskriminierungsfreie Vergabe von Nutzungsrechten an der Infrastruktur - sogenannten Fahrplantrassen - an unterschiedliche, teilweise miteinander konkurrierende Eisenbahnuntemehmen. Die Grundlagen des hierfür erforderlichen Preissystems werden kurz dargestellt. Den Schwerpunkt der Arbeit bildet die Entwicklung eines Verfahrens zur EDV-Unterstützung der Trassenvergabe.

In das am Institut für Verkehrswesen, Eisenbahnbau und -betrieb für die Abbildung kompletter Eisenbahnnetze vorhandene EDV-Modell INVOZUG wurde ein Fahrplandatenmodell implementiert, mit dem für beliebige Zuglaufwege Bildfahrpläne generiert und die vorhandene Streckenbelegung minutengenau ermittelt werden können. Für zusätzliche Züge werden freie Fahrplantrassen unter Beachtung der bereits vorhandenen Streckenbelegung gesucht.

Bei der Vergabe von Fahrplantrassen können Nutzungskonflikte zwischen den beteiligten Unternehmen entstehen, die zunächst durch Verhandlungen gelöst werden sollen. Ist eine Einigung nicht möglich, so erhält die Trasse mit der höheren Zahlungsbereitschaft den Zuschlag. Bei mehreren miteinander konkurrierenden Trassennachfragen in größeren Eisenbahnnetzen bestehen jedoch komplexe Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Trassen, die die simultane Vergabe mehrerer, voneinander abhängiger Fahrplantrassen erforderlich machen.

Zur Lösung dieses Problems wurde die simultane Vergabe mehrerer Fahrplantrassen als Graphenmodell abgebildet, das mit mathematischen Methoden des Operations Research bearbeitet werden kann. Neben verschiedenen Heuristiken wird in INVOZUG der Qut-of--Kilter-Algoritmus zur Ermittlung optimaler Lösungen des Vergabeproblems verwendet.

Das Programmsystem INVOZUG kann sowohl als Hilfsmittel für den Trassenverkauf des Netzbetreibers als auch zur Unterstützung von Trassenversteigerungen eingesetzt werden. Weiterhin kann das in dieser Arbeit entwickelte Verfahren in ein verfeinertes Umlegungsmodefl integriert werden, mit dem die Wirkungen verschiedener Invesitions- und Betriebsstrategien in großen Eisenbahnnetzen wesentlich genauer untersucht werden könnten.

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