Im Rahmen des DFG-Projekts „Robuste Eisenbahninfrastruktur“ entwickelte die Professur für Verkehrsströmungslehre der Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“ gemeinsam mit dem verkehrswissenschaftlichen Institut der RWTH Aachen mathematische Optimierungsmodelle für die robuste, fahrplanbasierte Planung von Eisenbahnnetzen. Im Rahmen eines Vortrags am 4. April 2023 an der TU Dresden stellten die bearbeitenden Doktoranden Nadine Friesen, M. Sc. (RWTH Aachen, Foto: 2.v.r.) und Dipl.-Ing. Tim Sander (TU Dresden, Foto: 2.v.l.) gemeinsam mit Prof. Nils Nießen (RWTH Aachen, Foto: r.) und Prof. Karl Nachtigall (TU Dresden, Foto: l.) ihre Ergebnisse vor. Die Veranstaltung wurde hybrid durchgeführt, so dass auch außer-universitäre Teilnehmer, beispielsweise von der DB Netz AG, teilnehmen konnten.

Die Fahrplanbasierte Infrastrukturplanung beschreibt die Frage, wie viel Infrastruktur notwendig ist, um ein gegebenes Fahrplankonzept umzusetzen. Für diese Aufgabenstellung wurde im Rahmen des Projekts erstmals ein Optimierungsmodell entwickelt. Dieses wurde nachträglich erweitert, um die errechneten Netzwerke robust gegenüber Änderungen des gegebenen Fahrplans zu gestalten. Die Abbildung der Unsicherheiten in den Nachfragedaten erfolgt sowohl durch diskrete Fahrplanszenarien als auch durch optionale Züge.

Beide beteiligten Institute entwickelten eine eigene Modellvariante, welche sich in wesentlichen Modellierungskonzepten unterscheiden. Das in Dresden entwickelte Modell nutzt Variablen, um zeitliche Prozesse abzubilden, während das in Aachen entworfene Modell mit zeitexpandierten Graphen arbeitet. Die Nutzung beider Ansätze ermöglicht einen Vergleich der Methoden. Erste Tests zeigen, dass das Modell mit Zeitvariablen Vorteile bei der Performance hat, aber das Modell mit zeitexpandierten Graphen bessere Möglichkeiten für die Modellerweiterung bietet.

Neben der Präsentation an der TU Dresden wurden Zwischenergebnisse bereits auf mehreren Konferenzen vorgestellt, u. a. auf der EURO 2022, TRISTAN XI, OR 2022 und RailBelgrade 2023. Auch Veröffentlichungen in Journals sind in Vorbereitung.