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Kosmos

Komplexe Optimierungsstrategien für Mobilität und Verkehr auf der Schiene (KOSMOS): Hub-Location-Planung im Schienengüterverkehr

 

Hintergrund

Laut langfristiger Prognosen wird vor allem der Güterverkehr stark wachsen. Dies bietet große Chancen für den Schienengüterverkehr die Transportleistungen weiter zu steigern. Jedoch stößt die Bahn schon jetzt häufig an ihre Kapazitätsgrenzen. Insbesondere die für den Schienengüterverkehr wichtigen Eisenbahnkorridore sind bereits sehr stark ausgelastet. Diese Problematik wird durch den prognostizierten Anstieg des Güterverkehrsaufkommens zukünftig noch verstärkt werden. Ein Ausbau der Schieneninfrastruktur ist jedoch mit hohen Investitionskosten verbunden. Hier setzt das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Verbundprojekt „Komplexe Optimierungsstrategien für Mobilität und Verkehr auf der Schiene“ an. Unter der Federführung von Herrn Prof. Dr. Zimmermann (Institut für Mathematische Optimierung, TU Braunschweig) arbeiten in diesem Projekt fünf Lehrstühle und Institute mit dem Anwendungspartner Deutsche Bahn AG  zusammen. Das Institut für Transportlogistik ist an diesem Verbundprojekt mit dem Teilprojekt „Hub-Location-Planung im Schienengüterverkehr“ beteiligt. Dabei wird innerhalb der strategischen Transportnetzplanung das Netz optimiert.

Ablauf

Das Forschungsprojekt orientiert sich nicht am bisherigen hierarchischen Leitwegesystem als Basis für die Netzstruktur. Dennoch können bereits bestehende Netzstrukturen im Rahmen der Optimierung berücksichtigt werden. Um ein hohes Maß an Praxisrelevanz und Innovation zu gewährleisten erfolgt die Entwicklung von geeigneten Modellierungs- und Optimierungsansätzen in enger Zusammenarbeit mit dem Anwendungspartner DB AG.

Im ersten Schritt wird in enger Kooperation mit der  DB AG in Expertengesprächen und Workshops ein geeignetes logistisches System definiert. Basierend auf dieser Systembeschreibung werden im zweiten Schritt problemspezifische mathematische Modellierungsansätze für die Hub-Location-Planung im Schienengüterverkehr entwickelt.  Mit dem Ziel reale Probleminstanzen lösen zu können, werden anschließend geeignete Lösungsalgorithmen entwickelt. Die Ergebnisse werden kontinuierlich mit dem Anwendungs-  und den Projektpartnern diskutiert, verifiziert und validiert. Abschließend erfolgt eine Integration der entwickelten Verfahren in das EDV-System des Anwendungspartners.

Ergebnis

Ziel des Forschungsprojektes ist es, die strategische Hub-Location-Planung für den Schienengüterverkehr  praxisnah zu modellieren. Basierend auf der mathematischen Modellierung werden geeignete Algorithmen entwickelt, welche eine Lösbarkeit von realen Probleminstanzen erlauben.  Insbesondere werden dabei die Kapazität und die Nutzung von Zugbildungsanlagen optimiert.

Auftraggeber und Partner

Bundesministerium für Bildung und Forschung