Entwicklung eines Programms zur Untersuchung des Leistungsverhaltens (PULEIV)

DB Netz AG

Im Auftrag der DB Netz AG entwickelte die VWI Stuttgart GmbH ein allgemeingültiges Verfahren zur praxisorientierten Bestimmung des Leistungsverhaltens von Eisenbahninfrastrukturen. Um dieses Verfahren praxisgerecht anwenden zu können, wurde es auch als Software implementiert. Dadurch wurden zahlreiche Arbeitsschritte automatisiert, die bisher zeitaufwändig von Hand durchgeführt wurden. Durch die computergestütze Herangehensweise konnte zusätzlich das Verfahren um Inhalte ergänzt werden, die manuell bisher gar nicht durchführbar waren.

Die Software PULEIV ermittelt auf der Basis einer Simulation verdichteter Fahrpläne die Wartezeitfunktion eine Kurve, deren Grenzwert die theoretisch maximale Leistungsfähigkeit darstellt. Hieraus kann die relative Empfindlichkeit und die Beförderungsenergie der Infrastruktur ermittelt werden. Der optimale Leistungsbereich der Eisenbahninfrastruktur befindet sich zwischen dem Minimum der relativen Empfindlichkeit (hier ist die Infrastruktur am wenigsten anfällig gegen Störungen) und dem Maximum der Beförderungsenergie (hier ist die Infrastruktur am wirtschaftlichsten zu betreiben). Neben der Berechnung des optimalen Leistungsbereichs können auch die Engpässe der Infrastruktur analysiert werden.

Die Funktionen der Software PULEIV werden durch weitere Aufträge und Entwicklungen kontinuierlich ausgebaut. So wurde im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Projektes FreeFloat1 der DB Netz AG im Teilprojekt RePlan (Erfahrungsrückkopplung in die Planung, Arbeitspaket Bahnhofskapazität) eine neue Methodik zur Bewertung des Leistungsverhaltens in Knoten entwickelt und in PULEIV integriert. Eisenbahnknoten spielen als leistungsbestimmende Elemente eine wichtige Rolle in der Eisenbahninfrastruktur, weil Engpässe meistens dort auftreten. Die Erweiterung von PULEIV ermöglicht auf der Grundlage einer weiterentwickelten graphentheoretischen Modellierung der Infrastruktur und Zugfahrten eine Identifikation und Bewertung von Engpässen und Reserven der Infrastruktur in Abhängigkeit vom gewählten Betriebsprogramm unter Anwendung anerkannter Maßstäbe der Betriebsqualität.

Folgende Funktionen werden durch PULEIV abgedeckt:

• Automatisches Erzeugen von verdichteten Fahrplänen (aus vorhandenen Musterzugfahrplänen mittels vom Anwender wählbarer Verdichtungsstrategien)
• Auswerten der Simulationen (Ermittlung des optimalen Leistungsbereichs, Berechnung von Wartezeiten zwischen Betriebsstellen und Bestimmung der Verspätungskoeffizienten)
• Darstellung der Ergebnisse (u. a. Diagramm mit optimalem Leistungsbereich und Grafik mit Wartezeit zwischen Betriebsstellen)
• Lokalisierung und Bewertung von Engpässen und Reserven der Infrastruktur (abhängig vom Betriebsprogramm)