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Integrierte Planung im öffentlichen Verkehr (DFG-Forschergruppe FOR 2083)

Beteiligte in Halle

• Prof. Dr. Matthias Müller-Hannemann (Projektleiter)
• Ralf Rückert (Projektmitarbeiter)

Zusammenfassung

Störungen des geplanten Verkehrsablaufs treten im öffentlichen Verkehr aus den unterschied- lichsten Gründen permanent auf. Dieses Projekt widmet sich daher der Disposition bei Verzögerungen. Die Aufgabe der Disposition ist die Anpassung des Fahrplans an die aktuelle Betriebslage. In der betrieblichen Praxis werden bisher keine optimierenden Verfahren zur kurzfristigen Disposition eingesetzt, stattdessen entscheiden Disponenten in erster Linie auf Grund von Erfahrungswissen.

Zentrales Ziel dieses Projekts ist es, die Grundlagen für eine optimierte Disposition zu legen, die im Störungsfall kundenorientiert Dispositionsentscheidungen treffen soll. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei die sehr präzise Modellierung und Behandlung von Fahrgastströmen. Idealerweise wird für jeden einzelnen Fahrgast die geplante Verbindung betrachtet. Dies führt auf sehr große Netzwerkflussmodelle und komplexe mathematische Optimierungsprobleme unter unsicherer und un- vollständiger Information, die dennoch in Echtzeit gelöst werden müssen. Wichtige Teilprobleme umfassen das schnelle Finden von robusten Alternativrouten für Fahrgäste und die verbesserte Prognose von Verspätungen auf Basis von Ist-Informationen.

Mit Methoden des Algorithm Engineering sollen dafür neue und hocheffiziente Lösungsverfahren entwickelt werden. Ein weiteres Ziel ist die Untersuchung der Wirkung von Störungen auf Fahrgastflüsse und die Entwicklung von Gütemaßen zur Beurteilung von Verkehrsangeboten. Dabei sollen besonders Großstörungen analysiert werden.

Neben dem Bahnfern- und Regionalverkehr sollen Fernbusse sowie städtische Verkehre und Verkehrsmittel (Busse, Straßenbahnen) integriert betrachtet werden. Daher sind neue Modelle und Verfahren für eine mehrere unterschiedliche Verkehrsanbieter übergreifende Disposition zu schaffen.

Veröffentlichungen

• Julian Patzner, Ralf Rückert, Matthias Müller-Hannemann
  Passenger-Aware Real-Time Planning of Short Turns to Reduce Delays in Public Transport, 22nd Symposium on Algorithmic Approaches for Transportation Modelling, Optimization, and Systems (ATMOS 2022), Open Access Series in Informatics (OASIcs), Schloss Dagstuhl--Leibniz-Zentrum fuer Informatik, vol. 106, pp. 13:1-13:18, DOI: 10.4230/OASIcs.ATMOS.2022.13
• Matthias Müller-Hannemann, Ralf Rückert, Alexander Schiewe and Anita Schöbel
  Estimating the robustness of public transport schedules using machine learning, Transportation Research Part C 137 (2022) 103566
• Matthias Müller-Hannemann, Ralf Rückert, Alexander Schiewe and Anita Schöbel
  Towards improved robustness of public transport by a machine-learned oracle, 21st Symposium on Algorithmic Approaches for Transportation Modelling, Optimization, and Systems (ATMOS 2021), Open Access Series in Informatics (OASIcs), Schloss Dagstuhl--Leibniz-Zentrum fuer Informatik, vol. 96, pp. 3:1-3:20, DOI: 10.4230/OASIcs.ATMOS.2021.3.
• Matthias Müller-Hannemann, Ralf Rückert, and Sebastian S. Schmidt
  Vehicle Capacity-Aware Rerouting of Passengers in Delay Management.
  In Proceedings of 19th Symposium on Algorithmic Approaches for Transportation Modelling, Optimization, and Systems (ATMOS 2019), OpenAccess Series in Informatics (OASIcs), Schloss Dagstuhl--Leibniz-Zentrum fuer Informatik, 2019, vol. 75, pages 7:1-7:14. DOI: 10.4230/OASIcs.ATMOS.2019.7
• Markus Friedrich, Matthias Müller-Hannemann, Ralf Rückert, Alexander Schiewe, and Anita Schöbel
  Robustness as a Third Dimension for Evaluating Public Transport Plans
  18th Workshop on Algorithmic Approaches for Transportation Modelling, Optimization, and Systems (ATMOS 2018), OpenAccess Series in Informatics (OASIcs), vol. 65, 4:1--4:17, Schloss Dagstuhl-- Leibniz-Zentrum fuer Informatik, 2018. doi: 10.4230/OASIcs.ATMOS.2018.4
• Markus Friedrich, Matthias Müller-Hannemann, Ralf Rückert, Alexander Schiewe, and Anita Schöbel
  Robustness Tests for Public Transport Planning
  17th Workshop on Algorithmic Approaches for Transportation Modelling, Optimization, and Systems (ATMOS 2017), OpenAccess Series in Informatics (OASIcs), vol. 59, 16 pages, Schloss Dagstuhl-- Leibniz-Zentrum fuer Informatik, 2017
• Matthias Müller-Hannemann and Ralf Rückert
  Dynamic Event-Activity Networks in Public Transportation - Timetable Information and Delay Management
  Datenbank Spektrum, Vol. 17, No. 2, pages 131-137 (2017). doi:10.1007/s13222-017-0252-y
• Martin Lemnian, Matthias Müller-Hannemann and Ralf Rückert
  Sensitivity analysis and coupled decisions in passenger flow-based train dispatching
  16th Workshop on Algorithmic Approaches for Transportation Modelling, Optimization, and Systems (ATMOS 2016), OpenAccess Series in Informatics (OASIcs), vol. 54, 15 pages, Schloss Dagstuhl-- Leibniz-Zentrum fuer Informatik, 2016
• Ralf Rückert, Martin Lemnian, Steffen Rechner, Christoph Blendinger, and Matthias Müller-Hannemann
  PANDA: a software tool for improved train dispatching with focus on passenger flows,
  Public Transport, Springer (open access), Volume 9, Issue 1–2, pp 307–324, 2017. A preliminary version appeared in Proceedings of CASPT 2015, Rotterdam.
• Martin Lemnian, Ralf Rückert, Steffen Rechner, Christoph Blendinger, and Matthias Müller-Hannemann
  Timing of Train Disposition: Towards Early Passenger Rerouting in Case of Delays
  in Proceedings of ATMOS 2014, Wroclaw, Poland, September 11, 2014, pages 122-137.

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