Ein Beitrag zur Disposition im Schienenverkehr: Zur Kopplung von Konfliktlösung und Fahrerassistenz

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Verknüpfung von Konfliktlösungs- und Fahrerassistenzsystemen mit dem Ziel die Nutzung der Potenziale beider Systeme zu ermöglichen. Nach einer Betrachtung des Standes der Technik auf beiden Gebieten mit Fokus auf angewandten Algorithmen sowie möglichen Datenstrukturen für Schnittstellen wird das Konzept des Zuglaufoptimierungsplans als Menge von Zugfahrtkorridoren entwickelt. Verschiedene Modelle und Algorithmen für Fahrdynamikrechnungen werden einer Analyse unterzogen. Auf dieser Grundlage wird eine Variante gewählt, die sich für Fahrdynamikrechnungen von Konfliktlösung, Fahrerassistenz und damit auch für die zu entwickelnde Schnittstellenlösung eignet. Im Folgenden wird eine Schnittstellenlösung entwickelt, die Eingaben von Konfliktlösungssystemen nutzt und energieoptimierte Zuglaufoptimierungspläne berechnet. Daraus resultieren Zugfahrtkorridore dergestalt, dass sie sich für den Versand an Fahrerassistenzsysteme eignen. Dazu werden die Abläufe der Gleisbelegung und die daraus entstehenden zeitlichen und räumlichen Einschränkungen für die Zugfahrten mit einem Constraint-Programm modelliert und mit dem Matlab-nonlinear-Constraint-Löser optimert. Möglichkeiten zur Reduktion der Rechenzeit des Verfahrens werden diskutiert und implementiert. Schließlich folgt die Auswertung einer Fallstudie anhand zweier Szenarien europäischer Bahnkorridore, wobei die Einflüsse der verschiedenen Modellierungsvarianten auf Lösungsgüte und Rechengeschwindigkeit untersucht werden.