"Dispositionsmodell für den optimierten Betriebsmitteleinsatz der Eisenbahn"; Dissertation 20.06.1995
Da Triebfahrzeuge zu den kapitalintensiven Elementen der Eisenbahn gehören, sollten sie wirtschaftlich eingesetzt werden. Im Bereich der Deutschen Bahn wurden 1994 mehr als 12800 Triebfahrzeuge eingesetzt. Hierzu existieren umfassende zentrale und regionale Administrationen, die die Einsatzpläne von Triebfahrzeugen weitgehend manuell erstellen.
Mit der vorliegenden Arbeit werden die theoretischen Grundlagen sowie die Realisierung des Programmsystems DISPO vorgestellt, das die Planung von optimierten Triebfahrzeugumlaufplänen in großen Streckennetzen ermöglicht. Die Schaffung eines graphentheoretischen Modells (Leistungsgraph), das zur Abbildung der komplexen Randbedingungen und der betrieblichen Abhängigkeiten ausgezeichnet geeignet ist, stellt die Grundvoraussetzung für die Anwendung mathematisch exakter Verfahren zur Problemlösung dar.
Der Nachweis der Leistungsfähigkeit des Programmsystems DISPO wurde durch mehrere Beispielberechnungen von Triebfahrzeugumläufen erbracht. Dabei wurden verschiedene Anforderungen hinsichtlich der zu verarbeitenden Zugleistungen sowie der Netzgröße betrachtet. Das Dispositionsmodell ist geeignet, Triebfahrzeug-Dispositionen innerhalb des Gesamtnetzes der Deutschen Bahnen auszuführen. Der bearbeitete Problemumfang konnte auf bis zu 3500 Zugleistungen für einen einwöchigen Triebfahrzeugumlauf (unter Berücksichtigung von Verkehrstageregelungen aller Zugleistungen) mit allen betrieblichen Randbedingungen (z. B. Zwangsbindungen, Wendezeiten) gesteigert werden. Die Ergebnisqualität der von DISPO erzeugten Ergebnisse ist bei akzeptablen Rechenzeiten manuellen Lösungen der DB AG gleichwertig. Basis für die erzielten Ergebnisse sind neben dem graphentheoretischen Ansatz die Visualisierungsmöglichkeiten sowohl für die Eingangs-daten als auch für die Resultate.
Ein rechnergestütztes Instrument im Zusammenwirken mit menschlicher Kreativität ist aufgrund der zu berücksichtigenden vielfältigen Randbedingungen hilfreich für die Optimierung von Triebfahrzeugeinsätzen in großen Streckennetzen. Das Modell DISPO stellt ein derartiges Instrument dar, das eine optimierte Umlaufplanung auf Basis eines Graphenmodells und mathematisch exakter Lösungsmethoden ermöglicht.