Digitalisiert + optimiert = mehr Güter per Schiene transportiert

Zugbildungsanlage in Halle (Saale) - eine der größten Deutschlands.
(c) Deutsche Bahn AG

An der TU Dresden entwickelte Steuerungsalgorithmen optimieren Prozesse in Zugbildungsanlagen / Neue Ansätze zur Digitalisierung des Schienengüterverkehrs.

„Mehr Güter auf die Schiene!“ ist eine aktuelle Forderung, wenn es um Klima- und Ressourcenschutz in Verbindung mit der Verkehrswende geht. Jedoch ist der Gütertransport mit Lkw für viele Unternehmen immer noch attraktiver, weil die Waren schneller und direkter von A nach B transportiert werden können. Will die Bahn zu einer echten Alternative werden und die Dominanz des Lkw-Transports aufbrechen, müssen u. a. (Bearbeitungs-)Prozesse optimiert werden, um dadurch Zeit und Kosten zu sparen. Ein Ansatz dafür ist, die Bearbeitungsprozesse in den großen zentralen Rangierbahnhöfen – Fachbegriff: Zugbildungsanlage (ZBA) – zu digitalisieren und zu optimieren.

Ein Forschungsprojekt, das auf die Steigerung der Attraktivität des Schienengüterverkehrs und auf die Verschiebung des Modal Split (= Anteil eines Verkehrsträgers am gesamten Verkehrsmarkt) Richtung Bahn einzahlt, ist „APP ZBA“ (Automatische Prozess-Planung in Zugbildungsanlagen) an der TU Dresden (TUD), Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“. Gemeinsam mit der DB Cargo AG wurden neuartige Steuerungsalgorithmen für die Prozessabläufe entwickelt und in einer Software zur Entscheidungsunterstützung umgesetzt. Das Potenzial ist hierbei auf verschiedenen Ebenen zu sehen: Planungsvorgänge gehen schneller und unabhängig von Expertenwissen, die Effizienz der Zugbildungsprozesse steigt und es sind verlässliche Aussagen zur Kapazitätssteigerung in den Anlagen möglich.

Praxiseinführung der Anwendung bei DB Cargo AG– Optimierung von 19 großen ZBA

Aktuell wird die Anwendung in den Praxisbetrieb der DB Cargo AG überführt. Die Prozesse der 19 größten Zugbildungsanlagen in Deutschland werden mit der Planungssoftware APP ZBA optimiert. Dazu sagt Martin Haug, DB Cargo AG, Leiter Strategic Planning & Steering: „APP ZBA versetzt uns in die Lage, die Prozesse unserer Zugbildungsanlagen deutlich besser und schneller zu planen sowie auch kurzfristig auf Änderungen zu reagieren. Es ist ein wichtiger Beitrag zur Digitalisierungsstrategie für einen starken und zukunftsfähigen Schienengüterverkehr.“

Die Entwicklung von APP ZBA erfolgte seit 2014 in mehreren Stufen am Center for Rail Logistics. Dies ist eine Kooperation der Professur für Bahnverkehr, Öffentlicher Stadt-und Regionalverkehr und der Arbeitsgruppe Verkehrslogistik* an der Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“ der TUD, später fortgesetzt durch die Firma NEOMOBIL (einem Spin-off der Professur für Bahnverkehr, Öffentlicher Stadt-und Regionalverkehr). Im Projektteam ergänzen sich Expertisen mit großem Domänenwissen zum Schienengüterverkehr (Dipl.-Ing. Oliver Freitag, Dr.-Ing. Jan Eisold und andere aus der Professur für Bahnverkehr, Öffentlicher Stadt-und Regionalverkehr) und den Spezialisten für Modellierung und Optimierung aus der Arbeitsgruppe Verkehrslogistik (Dr.-Ing. Henning Preis und Dr.-Ing. Stefan Frank).

Weiterentwicklung geplant Richtung Online-Steuerung von Zugbildungsanlagen

Die Aufnahme der APP ZBA-Planungssoftware in den Praxisbetrieb bei DB Cargo AG ist erst der Anfang. Darauf aufsetzende Forschungs- und Entwicklungsprojekte sind bereits in Bearbeitung. Dabei stehen die Ausweitung von APP ZBA auf die Nahbereiche der Zugbildungsanlagen und die Online-Steuerung der Anlagen im Vordergrund. Die Arbeitsgruppe Verkehrslogistik widmet sich der Weiterentwicklung der Optimierungsverfahren, die dann auch disziplinübergreifend für das Ressourcenmanagement verwendet werden können.

Über die Arbeitsgruppe Verkehrslogistik an der TU Dresden:
Die Arbeitsgruppe Verkehrslogistik an der Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“ der TU Dresden forscht am Puls der Zeit zu spannenden und zukunftsweisenden Themen der Verkehrslogistik. Sie widmet sich insbesondere den Problemstellungen der Verkehrsträgervernetzung im multimodalen Güterverkehr, der Prozessoptimierung an den Schnittstellen und dem optimalen Ressourceneinsatz in Logistiknetzwerken. Grundlage hierfür bilden mathematische Methoden der Optimierung und Modelle der Entscheidungsunterstützung für verkehrslogistische Fragestellungen. Die Lehre ist ausgerichtet auf Grundlagenwissen logistischer Zusammenhänge, methodische Problemlösungskompetenz und aktuelle Erkenntnisse verkehrslogistischer Forschung.

Über die Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“ an der TU Dresden:
Die Fakultät ist deutschlandweit die einzige den Verkehrswissenschaften gewidmete Fakultät und eine international ausgewiesene Kompetenz für zukunftsfähige Mobilität. Die interdisziplinäre Forschung deckt die gesamte Breite des Verkehrswesens zu Lande und in der Luft ab. Die Fakultät ist Vorreiterin in der Erarbeitung systemischer Lösungen zur Gestaltung sicherer, leistungsfähiger und nachhaltiger Verkehrssysteme nach technischen, wirtschaftlichen, ökologischen und gesellschaftlichen Kriterien. Forschung und Lehre sind interdisziplinär vernetzt innerhalb der TU Dresden und des DRESDEN-concept Verbundes sowie gemeinsam mit nationalen und internationalen Partnern aus Wissenschaft und Praxis. Mehr als 200 Wissenschaftler:innen forschen und lehren an sieben Instituten und 22 Professuren. Die Fakultät bietet 6 eigene Studiengänge an, darunter den Diplomstudiengang Verkehrsingenieurwesen, das Bachelorstudium Verkehrswirtschaft sowie 4 Masterstudiengänge. Für praktische Anwendungen in Forschung und Lehre stehen den Forschenden und 1.000 Studierenden rund 30 Labore bzw. Versuchs- und Testeinrichtungen zur Verfügung. https://tu-dresden.de/bu/verkehr

Ansprechpartnerin Medien:
Anke Richter-Baxendale I Öffentlichkeitsarbeit
Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“ I TU Dresden
Tel.: +49 351 463-34908
E-Mail: anke.richter-baxendale@tu-dresden.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Henning Preis
Leiter Arbeitsgruppe Verkehrslogistik
Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“, TU Dresden
Tel.: +49 351 463-36712
E-Mail: henning.preis@tu-dresden.de

http://www.tu-dresden.de

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Claudia Kallmeier Pressestelle
Technische Universität Dresden

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