Direkte experimentelle Bestimmung der maximalen Leistungsfähigkeit bei Leistungsuntersuchungen im spurgeführten Verkehr

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Im Rahmen der Eisenbahnbetriebswissenschaft spielt die Leistungsuntersuchung eine wichtige Rolle. Sie wird sowohl für die Gestaltung und Dimensionierung der Infrastruktur als auch für die Betriebsplanung vielfältig genutzt. Zwei übliche Ansätze in den Leistungsuntersuchungen sind die Simulation und die analytischen Methoden. Ein wichtiges Ziel der beiden Ansätze ist die Ermittlung der Wartezeitfunktion, die in einer zusammengefassten Darstellung die im System auftretenden Wartezeiten abbildet. Mit der Hilfe der Wartezeitfunktion kann der optimale Leistungsbereich, wie ihn (Hertel 1992) beschreibt, bestimmt werden. Das bisherige Verfahren setzt voraus, den Ausgangsfahrplan in zwei Arbeitsschritten auf jeweils verschiedenen Stufen zu verdichten, um einerseits die maximale Leistungsfähigkeit der Infrastruktur bzgl. des Zugmix nach dem Prinzip von (Schmidt 2009) manuell zu bestimmen und andererseits die Wartezeitfunktion durch ein logarithmisches Verfahren zu approximieren.Es ist das Ziel des vorliegenden Forschungsprojekts, die Wartezeitfunktion in einer geschlossenen mathematischen Lösung als Voraussetzung für eine Automatisierung zu bestimmen. Hierzu soll eine Fahrplanverdichtungsstrategie entworfen werden, mit der die Fahrpläne generiert werden, welche die Realität des Eisenbahnbetriebs im Sinne des stochastischen Prozesses hinreichend modellieren können. Da die maximale Leistungsfähigkeit einen Erwartungswert bzgl. des Zugmix darstellt, ist im nächsten Schritt ein Verfahren mit nachweisbarer Genauigkeit zur Bestimmung der maximalen Leistungsfähigkeit zu entwerfen. Danach ist die Modellfunktion der Wartezeitfunktion mit Hilfe der Warteschlangentheorie neu zu konstruieren, um ihre Anpassungsgenauigkeit zu erhöhen. Für das entsprechende Approximationsverfahren soll eine robuste Regression verwendet werden, damit die Beeinflussung der Ausreißer minimiert werden kann. In einem weiteren Schritt sollen die theoretisch gewonnenen Ergebnisse an praktischen Beispielen angewandt und dabei bestätigt werden.