Simulation und Optimierung von Verkehrsnetzen
Mit diesem Vorhaben wird eine ältere Arbeit zur Entwicklung robuster Fahrpläne für Bahnsysteme wieder aufgegriffen. Es steht nun die Modellierung und Simulation betriebstypischer, 'alltäglicher' Verspätungen im Vordergrund.
Neu auftretenden sogenannte Zuwachsverspätungen auf Strecken und in Stationen werden durch Zufallsvariablen modelliert, deren Verteilung aufgrund empirischer Daten zu bestimmen ist. Durch Simulation derartiger Verspätungen kann dann das Verhalten eines ganzen Netzes unter einem bestimmten Fahrplan untersucht werden. So kann z.B. geprüft werden, ob sich einmal aufgetretene, kleinere Verspätungen auffangen lassen, oder ob sie sich übertragen (durch Warten auf verspätete Umsteiger) und womöglich zu schweren verspätungen aufschaukeln.
In einem weiteren Schritt kann man versuchen, Fahrpläne zu erstellen, die besonders unempfimdlich ('robust') gegenüber kleineren Störungen sind, z.B. indem sie die Zeitpuffer an den richtigen Stellen vorsehen. Will man eine solche Optimierung etwa mit genetischen Algorithmen oder anderen heuristischen verfahren durchführen, so ist eine detaillierte Simulation in der Regel zu langsam für die grosse Zahl an Versuchen, die gemacht werden muss. Hier benötigt man gröbere Modelle, in den für Teilnetze die entsprechende Verspätung analytisch bestimmt wird und nur noch das Zusammenwirken der Teile simuliert werden muss.
Dieses Vorhaben soll eines der Startprojekte des neuen Simulationswissenschaftlichen Zentrum bilden und wird in Kooperation mit der Arbeitsgruppe Schöbel der Universität Göttingen angegangen.