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dc.contributor.advisorMartin, Ullrich (Prof. Dr.-Ing.)de
dc.contributor.authorLi, Xiaojunde
dc.date.accessioned2015-09-10de
dc.date.accessioned2016-03-31T07:20:48Z-
dc.date.available2015-09-10de
dc.date.available2016-03-31T07:20:48Z-
dc.date.issued2015de
dc.identifier.other445266147de
dc.identifier.urihttp://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:93-opus-102140de
dc.identifier.urihttp://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/646-
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.18419/opus-629-
dc.description.abstractDie Engpassanalyse ist eine der wichtigsten Aufgaben bei eisenbahnbetriebswissenschaftlichen Leistungsuntersuchungen in allen Planungsphasen, weil die Betriebsqualität und Kapazität der Infrastruktur durch Engpässe im Eisenbahnnetz stark beeinflusst werden können. Da Engpässe häufig in Infrastrukturbereichen mit komplexen Gleisstrukturen entstehen, beschränkt die hiermit verbundene hohe Berechnungskomplexität die Entwicklung in diesem Forschungsgebiet seit längerer Zeit. Mit Unterstützung der modernen Rechentechnik heutzutage kann die Beschränkung durch die Anwendung von passenden Werkzeugen und innovativen Bewertungsansätzen überwunden werden. In der vorliegenden Arbeit wurde die simulative Methode zur mikroskopischen Engpassanalyse basierend auf einem neuen mikroskopischen Infrastrukturmodell entwickelt, die umfangreiche Aussagen über Engpässe und deren Ursachen unabhängig von der Komplexität der Infrastruktur und des Betriebsprogramms liefert. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der mikroskopischen Lokalisierung von Engpässen und Bestimmung von deren Ursachen bei der Nutzung der simulativen Methode. Es wird der Zusammenhang von lokalen Engpässen im Untersuchungsraum und dem globalen Leistungsverhalten aus vorhandenen Forschungsbeiträgen diskutiert und darüber hinaus die Korrelation der Wirkung von Engpässen und den mutmaßlichen Ursachen untersucht. Um die tatsächlichen Ursachen von Engpässen festzustellen, wird die Wirkung der Behinderungsfortpflanzung infolge des Zusammenwirkens von Infrastrukturabschnitten und Zugfahrten in dieser Arbeit berücksichtigt. Dabei wurden wichtige neue Erkenntnisse gewonnen: Zur präzisen Lokalisierung von Engpässen wurde ein neuer Ansatz entwickelt, der auf einem mikroskopischen Infrastrukturmodell basiert, das insbesondere für die simulative Methode geeignet ist. Bei diesem Ansatz zur Lokalisierung von Engpässen wird der Einfluss der zunehmenden Behinderungen an einzelnen Infrastrukturabschnitten auf das Leistungsverhalten des gesamten Untersuchungsraums berücksichtigt. Die Behinderungen an Engpässen werden mit der Kenngröße „Nicht erfüllbare Belegungswünsche“ (NEB) und deren Zuwachs mit der neuen Kenngröße „NEB-Zuwachsrate“ (Zuwachsrate der Nicht erfüllbaren Belegungswünsche) dargestellt. Die beiden Kenngrößen werden als Kriterien für die Lokalisierung von Engpässen in der vorliegenden Arbeit verwendet. Mit dem Ansatz werden nicht nur wirksame, sondern auch potenzielle Engpässe im Untersuchungsraum identifiziert. Darüber hinaus wird der maßgebende Engpass mit einer hohen, für die praktische Anwendung hinreichenden Wahrscheinlichkeit bestimmt. Um zu beantworten, durch welche Ursachen die lokalisierten Engpässe ausgelöst werden, wird die Fortpflanzung von Behinderungen anhand der Wechselwirkung von Zugfahrten und Infrastrukturabschnitten untersucht. Darauf basierend wurde ein Suchalgorithmus entwickelt, mit dem die tatsächlichen Ursachen der Engpässe entlang der Fahrwege lokalisiert werden können. Auf diese Weise wird festgestellt, wo sich die Ursachen genau befinden und, ob diese durch eine ungeeignete Nutzung der Infrastruktur oder einer mangelhaften Dimensionierung bzw. Gestaltung der Infrastruktur begründet sind. Die Einflussfaktoren auf die Entstehung von Engpässen werden zusammengestellt, und es können geeignete Maßnahmen zur Entschärfung der Engpässe abgeleitet werden. In der vorliegenden Arbeit, die im Kontext des DFG-Forschungsprojekts „Entwicklung einer simulationsbasierten Methodik zur ursachenbezogenen Engpassbewertung komplexer Gleisstrukturen in spurgeführten Verkehrssystemen unter Berücksichtigung stochastischer Bedingungen“ entstanden ist, wird die vorhandene makroskopische Bewertung bei Leistungsuntersuchungen mit der neu entwickelten mikroskopischen Engpassanalyse ergänzt, so dass eine allgemeingültige umfassende Leistungsuntersuchung innerhalb eines Bewertungsprozesses möglich ist.de
dc.description.abstractIn the railway system, the operation quality and infrastructure capacity in railway can be significantly affected by bottlenecks. Therefore, the bottleneck analysis is one of the most important tasks in railway capacity research in all phases of planning. Since bottlenecks often occur in those areas with complex track-structures, the high computational complexity limits the development in this research field for a long time. Today, with the support of modern computing technology, this limitation can be overcome by the use of appropriate tools and innovative evaluation approaches. The microscopic bottleneck analysis using simulative method in this work was developed based on a new microscopic infrastructure model. The new approach gives comprehensive evidences of bottlenecks and their causes independent from the complexity of infrastructure and operating program. There are two focuses in this work. The first is the microscopic localization of bottlenecks in an investigation area. The other is determining their causes. The relationship between local bottlenecks and the global performance defined by existing research. Additionally, the correlation between the effect of bottlenecks and possible causes is analyzed. To determine the actual causes of bottlenecks, the effect of the hindrance propagation due to the interaction of infrastructure sections and trains is included in this work. The important findings are as follows: To precisely locating the bottlenecks, a new approach was developed based on the microscopic infrastructure model which is especially suitable for simulative methods. In the approach of bottlenecks locating, the influence of the increasing hindrance attributed to individual infrastructure sections on the performance of the entire investigation area is considered. The hindrance at bottlenecks is characterized with a parameter "Non-satisfiable occupation request" (abb. in German: “NEB”), and their growth is described with the parameter "NEB growth rate". These two parameters are used as indicators for locating bottlenecks in this research. With this approach not only the significant, but also the potential bottlenecks in the investigation area can be identified. Moreover, the authoritative bottleneck can be defined effectively and sufficiently. To answer the question “how are the identified bottlenecks caused”, the propagation of hindrance resulted from the interaction of trains and infrastructure sections is analyzed. Based on that study a search algorithm was developed, so that the actual causes of the bottlenecks can be located along the route. In this way, it is determined where the causes of bottlenecks are located accurately and whether they are results of an unsuitable use of infrastructure or from the insufficient design of infrastructure. The influence factors on bottlenecks are gathered, so that the suitable measures for minimizing bottlenecks can be derived. In this research, which has arisen from the DFG research project "The development of a simulation-based methodology for cause-related bottleneck analysis for complex infrastructure in railway systems in consideration of stochastic conditions" (German: “Entwicklung einer simulationsbasierten Methodik zur ursachenbezogenen Engpassbewertung komplexer Gleisstrukturen in spurgeführten Verkehrssystemen unter Berücksichtigung stochastischer Bedingungen“), the existing macroscopic evaluation of capacity research is complemented with the newly developed microscopic bottleneck analysis, so that a universal comprehensive capacity research within an evaluation process is possible.en
dc.language.isodede
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessde
dc.subject.classificationEisenbahn , Schienenverkehrde
dc.subject.ddc380de
dc.subject.otherLeistungsuntersuchung , Eisenbahnbetrieb , Engpassanalyse im Schienenverkehrde
dc.subject.otherrailway , capacity research , bottleneck analysisen
dc.titleMikroskopische Engpassanalyse bei eisenbahnbetriebswissenschaftlichen Leistungsuntersuchungende
dc.title.alternativeMicroscopic bottleneck analysis in railway capacity researchen
dc.typedoctoralThesisde
ubs.dateAccepted2015-07-03de
ubs.fakultaetFakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaftende
ubs.institutInstitut für Eisenbahn- und Verkehrswesende
ubs.opusid10214de
ubs.publikation.typDissertationde
ubs.thesis.grantorFakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaftende
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