Optimale Interventionsprogramme für Eisenbahninfrastrukturen

Projektbeschreibung

Die Betreiber der Eisenbahninfrastruktur stehen vor der Aufgabe, Eingriffe zu planen, um ein angemessenes Serviceniveau zu gewährleisten. Daher entwickeln sie Interventionsstrategien, die definieren, wie die Infrastruktur langfristig zu verwalten ist, und legen Interventionsprogramme fest, welche die in der kommenden Planungsperiode auszuführenden Interventionen enthalten. Bei der Festlegung von Interventionsprogrammen müssen die Infrastrukturbetreiber die Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Infrastrukturanlagen berücksichtigen. Die Netzwerkcharakteristik der Infrastruktur bringt mögliche Vorteile und Einschränkungen mit sich, wenn Interventionen gruppiert werden.

Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Entwicklung einer Methodik zur Bestimmung optimaler Interventionsprogramme für Eisenbahninfrastrukturen. Dies beinhaltet eine Methode zur Quantifizierung des Nettonutzens eines Interventionsprogramms und ein Optimierungsmodell, das die Bestimmung optimaler Interventionsprogramme für Eisenbahninfrastrukturen ermöglicht. Die Methode zur Quantifizierung des Nettonutzens richtet die Ermittlung von Interventionsprogrammen auf die Entwicklung von Interventionsstrategien aus. Es berücksichtigt die kurzfristigen Auswirkungen, die mit der Durchführung der Interventionen verbunden sind, z. B. Interventionskosten und Betriebsunterbrechungen, und die langfristigen Auswirkungen, die sich auf Änderungen des Risikos und der Kosten für zukünftige präventive Interventionen auf der Grundlage der durch die Interventionen erzielten Verbesserungen beziehen. Das entwickelte Modell zur Netzflussoptimierung verwendet ein graphenbasiertes Systemmodell, das die Modellierung von wirtschaftlichen und topologischen Abhängigkeiten zwischen den Eingriffen ermöglicht. Dies ermöglicht die Berücksichtigung von Synergien bei den Interventionskosten und bei der Auswirkung auf die erbrachte Leistung, wenn Interventionen in einem Interventionsprogramm gruppiert werden. Das Optimierungsmodell berücksichtigt darüber hinaus strukturelle und ressourcenbezogene Abhängigkeiten, die die Interventionsauswahl einschränken. Die graphenbasierte Struktur erlaubt die Formulierung effizienter gemischt-ganzzahliger linearer Programme. Die Methodik wird auf eine Vielzahl realistischer Beispielnetze angewandt, um die Funktionalität des Optimierungsmodells und seine Nützlichkeit für Infrastrukturmanager bei der Integration in ein digitales Infrastrukturmanagement zu demonstrieren.