Spurplan-4 – Simulation des regionalen Bahnverkehrs für Regelbetrieb, gestörten Betrieb und dispositive Eingriffe

Gegenstand des Projekts ist die Weiterentwicklung der SUMO-Bahnsimulation im Kontext des DB Projekts „KI Dispo“. Hierbei werden Geo-Trajektorien realer Zugfahrten benutzt, um die Simulationsgenauigkeit zu validieren und ggf. zu steigern. Gegenstand der Untersuchung sind dabei auch Blockadezustände (deadlocks), die in der Simulation des gestörten Betriebes sowie nach KI-gesteuerten dispositiven Eingriffen auftreten können.

Simulation der S-Bahn München. Einfärbung nach Linien.
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Hintergrund

Die Verkehrssimulation SUMO wird seit 2002 am DLR als Open Source Software entwickelt und ist weltweit in Forschung, Industrie und zunehmend auch kommunal im Einsatz. Ursprünglich als reine Straßenverkehrs-Simulation entwickelt, werden seit einiger Zeit auch der intermodale Personenverkehr sowie der Schienenverkehr unterstützt. Letzteres wird seit 2018 bei der DB genutzt, um eine KI-Assistenz für die Disposition im Schienenverkehr zu trainieren und Dispositive Eingriffe zu bewerten. Das hierbei entwickelte Assistenzsystem ist bereits im produktiven Betrieb (siehe Pressemitteilungen unten). In Zusammenarbeit mit der DB wird die Realitätstreue der beteiligten Simulationskomponenten sowie des Infrastrukturmodells fortlaufend verbessert.

Problemdetails

Die Simulation des Schienenverkehrs muss verschiedene Varianten des Betriebsablaufs möglichst realitätsnah abbilden. Dies ermöglicht den Vergleich von verschiedenen Eingriffen gegenüber dem eingriffsfreien Betrieb in Bezug auf die Pünktlichkeit aller Züge. Tritt ein Störfall auf, kann so schneller der beste Eingriff ermittelt werden. Der eingriffsfreie Betrieb orientiert sich normalerweise streng am Fahrplan. Sobald jedoch ein Disponent einen Eingriff durchgeführt hat, können möglicherweise geplante Zugreihenfolgen nicht mehr eingehalten werden und weitere Abweichungen vom Fahrplan müssen in der Simulation berücksichtigt werden. Dies erschwert die Vorhersage des Betriebsablaufs und führt gelegentlich zu fehlerhaften Simulationszuständen. Das Projekt Spurplan-4 trägt bzw. trug dazu bei, das Auftreten dieser fehlerhaften Zustände zu verhindern.

Simulation der S-Bahn München: Detailansicht des Bahnhofs Rosenheim mit drei haltenden Zügen (abstrakter Gleisplan)
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Projektname:
Spurplan-4

Laufzeit:
07/2022 bis 12/2022

Auftraggeber:
Deutsche Bahn (DB)

Projektbeteiligte:
DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik

Presse:

Dieses Projekt wird geleitet von der Abteilung:

Design und Bewertung von Mobilitätslösungen

Hier entwickeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Lösungen für Städte und Regionen zur Transformation des Mobilitätssystems, indem sie nutzergerechte Designs und Simulations- und Bewertungstools entwickeln sowie die betriebliche Optimierung und die Schaffung von Akzeptanz erforschen.

Kontakt

Dr.-Ing. Christian Meirich

Abteilungsleiter
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Verkehrssystemtechnik
Design und Bewertung von Mobilitätslösungen
Lilienthalplatz 7, 38108 Braunschweig