Deutsche Bahn

Optimierung

Verbessern von Plan und Betrieb

Mit performanten mathematischen Algorithmen erstellen wir effiziente Netzwerkstrukturen und Einsatzpläne. Die komplexen Planungs- und Entscheidungsaufgaben können hierbei strategischer, taktischer oder operativer Natur sein. Wir bringen sowohl exakte als auch heuristische Verfahren zur Lösung von linearen, diskreten und nichtlinearen Optimierungsproblemen zum Einsatz. Für die Deutsche Bahn AG als 'Netzwerkunternehmen' haben natürlich auch  Algorithmen zur Optimierung auf Graphen eine besondere Bedeutung. Vor dem Hintergrund der zunehmenden Automatisierung vieler Prozesse gewinnt auch der Bereich der 'Online'-Optimierung an Bedeutung, in dem unter Berücksichtigung der aktuellen Betriebslage neue Lösungen berechnet werden. Die Einsatzfelder der mathematischen Optimierung reichen von der Angebotsplanung über die Ressourceneinsatzplanung bis zur Optimierung von Netzwerkstrukturen und Standortentscheidungen.

Mit unserem integrierten Planungs- und Bewertungsmodell im Personenverkehr können wir Angebots- und Mobilitätskonzepte (Linien- und Fahrpläne) im ‚greenfield-Modus‘ erstellen oder bestehende Konzepte anpassen und optimieren:

  • Entwicklung neuer Verkehrsangebote
  • Anpassen infolge Infrastrukturmaßnahmen oder Baumaßnahmen
  • Verzahnung bestehender Angebote
  • Optimierung hinsichtlich Umsatz, Ergebnis, Qualität, Direktfahreranteil, Auslastung etc.

Einsatzfelder

  • Personenverkehrskonzepte für die wirtschaftliche Bewertung von Infrastrukturmaßnahmen
  • Optimierung regionaler und überregionaler Fahrplankonzepte unter Berücksichtigung von Fahrzeiten, Haltestrukturen, Anschlusszeiten
  • Neue Mobilitätskonzepte wie z.B. On-Demand-Konzepte mir stark flexiblen Bedienstrukturen
  • Verkehrsträgerübergreifende Verkehrskonzepte

Auf der Grundlage der Sendungsströme der Kunden und den infrastrukturellen Rahmenbedingungen, insbesondere der Standorte und Kapazitäten der Umschlagknoten, erstellen wir Logistikkonzepte, die den ergebnisoptimalen Ausgleich zwischen Effizienz (Bündelung) und Marktattraktivität (Direktverkehr) finden. Hierbei können: 

  • Kostenstrukturen
  • Kapazitäten, Ressourcen
  • Kundenpräferenzen und Laufzeitvorgaben 

detailliert berücksichtigt werden

Einsatzfelder

  • Schienengüterverkehr: integrierte Netzwerkplanung für Einzelwagenverkehre und Wagengruppen nach Blocking-Logik 
  • Straßengüterverkehr: Netzwerkoptimierung für Systemverkehre, Linienführung und Umschlagpunkte
  • Intermodale Konzepte: Planung Systemwechsel, Einzugsbereiche, Routingalternativen, Hubkonzepte

Mit unseren leistungsfähigen Verfahren unterstützen wir bei einer marktgerechten und ergebnisorientierten Weiterentwicklung der Infrastruktur. Ebenso können die Verfahren eingesetzt werden, um Betriebskonzepte effizienter und kundenorientierter zu gestalten, sowohl aus der Sicht der Eisenbahninfrastruktur- als auch der Eisenbahnverkehrsunternehmen, hierbei Berücksichtigung von:  

  • Detaillierten Infrastruktureigenschaften zur Leistungsfähigkeitsberechnung
  • Trassenpreise, Kosten-/Erlössätze
  • Kundenreaktion auf Fahrzeitänderungen

Einsatzfelder

  • Konzeption von Infrastrukturmaßnahmen mit anschließender verkehrlicher und wirtschaftlicher Bewertung
  • Auslastungsberechnung für Strecken und Knoten und damit verbundene Fahrzeitverlängerungen 
  • Konzeption von Betriebsprogrammen nach verschiedenen Kriterien wie Fahrzeit, Kapazitätsauslastung, Gesamtkosten, Energieeffizienz, Lärmimmission, Betriebsqualität 

Wir unterstützen marktgerichtete und rein betriebliche Standortentscheidungen (z.B. Terminals, Haltepunkte bzw. Werksstandorte, Personaleinsatzstellen), in denen Kundennähe versus Produktionskosten oder verschiedene Kosten gegeneinander abzuwägen sind. Bezogen auf den einzelnen Standort unterstützen wir dabei, Umschlagknoten in ihrem Betrieb zu optimieren, indem Bewegungen und Fahrdistanzen der Umschlaggeräte minimiert und auf der anderen Seite die Umschlagaufträge schneller durchgeführt und damit Betriebskosten gesenkt werden. Hierbei kommt eine Vielfalt von Verfahren aus den Bereichen Hub-Location, multi-commodity-flow, u.v.m. zum Einsatz

Einsatzfelder Optimierung Standortstruktur

  • Verbesserung Kundenzugang
  • Optimierung Einzugsgebiete
  • Knotenstruktur von Logistiknetzwerken
  • Standort für mobile Ressourcen 

Einsatzfelder für Optimierung Knotenbetrieb

  • KV-Umschlagterminals
  • Rangieranlagen
  • Logistik-Umschlaghallen
  • Bahnsteigzuordnung in Bahnhöfen

Auf der Basis eines Fahrplanes, den verfügbaren Ressourcen und  infrastrukturellen oder betrieblichen Rahmenbedingungen erstellen wir optimierte Einsatzpläne für Fahrzeuge. Durch den Einsatz von Optimierverfahren mit kurzer Rechenzeit können in einer iterativen Vorgehensweise Eingangsprämissen variiert werden und damit alternative Szenarien untersucht werden; hierbei werden u.a.

  • Kostenstrukturen, Mindestwendezeiten
  • Instandhaltungs-, Tankvorgaben
  • Leerfahrtrestriktionen, Schleppoptionen, etc. detailliert berücksichtigt

Einsatzfelder

  • Erstellung von Umlaufplänen
  • Berechnung von Fahrzeugbedarfen und Konfigurationen
  • Optimierung der Abstellungsplanung
  • Einplanen von IH-Maßnahmen
  • Integrierte Optimierung von Fahrzeugumläufen und Personalschichten

Mit dem Einsatz von Optimierverfahren können wir die Personalproduktivität steigern und/oder die Einsatzpläne besser an die Bedürfnisse des Personals anpassen. Es gibt hierbei effiziente Lösungen für fahrendes Personal, für Personal, das seine Einsatzorte verteilt in der Fläche hat und Personal an festen Einsatzstellen. Berücksichtigung finden hierbei:

  • Tarifvertragliche Rahmenbedingungen
  • Fahrpläne, Streckenkenntnis, Gastfahrten
  • Präferenzen der Mitarbeiter, Anfahrtszeiten

Einsatzfelder

  • Schicht- und Dienstpläne für fahrendes Personal wie Lokführer und Zugbegleiter
  • Personalkapazitätsplanung und Auftragszuordnung für dezentrale Einsatzstellen
  • Reihung von Aufträgen, um Anfahrtswege zu minimieren

Unsere Routensuchverfahren ermöglichen das Auffinden und Bewerten „bester Wege“ in Infrastrukturnetzen und Fahrplänen, auch intermodal. Hiermit können wir Transportwünsche von Endkunden und Eisenbahnverkehrsunternehmen bestmöglich mit dem bestehenden Angebot abgleichen und attraktive Transportvorschläge machen. Anbieter können mit den Verfahren auch die Auslastung ihres Angebots steuern.  Je nach Suchanforderung kommen verschiedene Algorithmen zum Einsatz: z.B. Pareto-Dijkstra oder der Connection Scan Algorithm. Die Suche ist nach verschiedenen Zielkriterien möglich, z.B.: 

  • Kürzeste Wege, kürzeste Zeit
  • Minimale Kosten
  • Höchste Qualität, beste Anschlusssituation
  • Minimierung Umstiege, Umschläge u.a.m.

Einsatzfelder

  • Fahrplanauskunft im öffentlichen Personenverkehr: Bestwegsuche nach Entfernung, Fahrzeit, Kosten, Umsteigehäufigkeit u.a.m.
  • Die Verbindungssuche für Güterverkehrsangebote einsetzbar
  • Auskunftssystem für Bestwege (alternative Zielkriterien möglich) durch das europäische Schienennetz, Berücksichtigung von Infrastruktur- und Zugattributen
  • Intermodale Routensuche, zum Auffinden geeigneter Umschlagterminals