Bewertung des Einflusses von Infrastrukturmaßnahmen auf die Resilienz im deutschen Eisenbahnsystem an einem Beispiel im Eisenbahnknoten Köln
Kritische Infrastrukturnetze, wie z. B. Eisenbahnen, sind für das Funktionieren einer Gesellschaft und einer Wirtschaft von wesentlicher Bedeutung. Von ihrem regelmäßigen Betrieb hängen täglich Millionen von Pendlern und Reisenden ab. Die steigende Verkehrsnachfrage führt jedoch zu einer zunehmenden Überlastung der Schienennetze, so dass diese stärker voneinander abhängig und komplexer zu betreiben sind. Daher wird die urbane und die überregionale Mobilität anfälliger für unerwartete Veränderungen in den Netzen, die beispielsweise durch die Stochastik im Betrieb, Ausfälle bei Infrastruktur und Fahrzeugen, Bauarbeiten sowie ungünstige Wetterbedingungen verursacht werden. Größere Störungen führen in der Regel zu vorübergehenden Sperrungen von Strecken oder Bahnhöfen, fallweise einzeln oder auch multipel. Infolgedessen fallen viele Züge aus oder haben große Verspätungen, so dass viele Fahrgäste ihr Ziel nicht qualitätsgerecht erreichen, was das Bedürfnis der Kunden nach Mobilität beeinträchtigt. Derzeit sind erhebliche Mittel für verschiedene Verbesserungen der Eisenbahninfrastruktur vorgesehen, um die Kapazität des Schienennetzes zu erhöhen und den künftigen Verkehrsbedarf zu decken. Dabei werden jedoch häufig die Auswirkungen auf die Betriebsstabilität und die Resilienz im Zielzustand nicht detailliert berücksichtigt, auch weil bislang nur unzureichende Modelle hierfür vorlagen.
Projektbeschreibung
In diesem Projekt sollte der Einfluss von (zukünftigen) Infrastrukturprojekten im deutschen Eisenbahnnetz auf die Resilienz bewertet werden, um ein tieferes Verständnis des Systemverhaltens zu erlangen und insbesondere die erwarteten Verbesserungen im Eisenbahnbetrieb sowohl unter normalen Bedingungen als auch bei Störungen zu quantifizieren. Zu diesem Zweck wurde ein mathematischer Modellierungsansatz angewandt, um eine Ex-ante-Bewertung der Resilienz des (Teil-)Schienennetzes vorzunehmen. Unter Berücksichtigung der Infrastruktur und der erwarteten Zugleistungen sowie möglicher Dispositionsentscheidungen bei Störungen wurde die Systemresilienz für eine vordefinierte Reihe von Störungen bestimmt und in Bezug auf verschiedene Resilienzmetriken und erfasste betriebliche Auswirkungen quantifiziert. Damit kann der Nutzen konkreter Infrastrukturprojekte anhand objektiver Kriterien quantifiziert werden. Das Projekt konzentrierte sich insbesondere auf ein spezifisches Infrastrukturprojekt innerhalb des Kölner Eisenbahnknotens als Untersuchungsbeispiel. Darüber hinaus konnten die Ergebnisse dazu beitragen, Ideen für die Bewertung der Belastbarkeit neuer Infrastrukturprojekte und das Potenzial für die Analyse größerer Netze sowie Möglichkeiten für die optimale Planung künftiger Infrastrukturen zu entwickeln.
Projektpartner
- Technische Universität Dresden
- DB Netz AG / DB InfraGO AG
Projektlaufzeit
05/2023 - 04/2024
Kontaktpersonen
© BSR
Inhaber der Professur
NameHerr Prof. Dr. Nikola Bešinović
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Professur für Betrieb von Bahnsystemen
Professur für Betrieb von Bahnsystemen
Besuchsadresse:
Gerhart-Potthoff-Bau, Raum 108 Hettnerstr. 1
01062 Dresden
© BSR
Herr Dr.-Ing. Jan Eisold
Forschungsgruppenleiter
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Professur für Betrieb von Bahnsystemen
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Besucheradresse:
Gerhart-Potthoff-Bau, Raum 107C Hettnerstr. 1
01069 Dresden
Deutschland