Entwicklung eines Simulationsmodells zur Planung und Steuerung von zuverlässigen Betriebsabläufen mit Anschlusssicherung an Bushaltestellen

摘要

Die Dissertation beschäftigt sich mit Betriebsabläufen an Haltestellen des innerstädtischen Linienbusverkehrs sowie den planerischen und betrieblichen Maßnahmen zur Vermeidung von Haltestellenüberlastungen. Dabei stehen Umsteigehaltestellen, an denen in Systemfahrplänen nach Vorbild des Integralen Taktfahrplans viele Fahrten und Anschlüsse in knappen Zeitfenstern abgewickelt werden müssen, im Mittelpunkt der Betrachtung. Veränderungen der Rahmenbedingungen für den großstädtischen Linienbusverkehr tragen dazu bei, dass das Risiko von Haltestellenüberlastungen zunimmt. Bei Neuplanungen von Haltestelleninfrastrukturen ist zu beobachten, dass diese kaum Reserven für Leistungsausweitungen aufweisen. Im täglichen Betrieb sorgen Fahrplanabweichungen verursacht durch hohes Fahrgastaufkommen, hohes Verkehrsaufkommen im motorisierten Individualverkehr oder Betriebsstörungen verstärkt zu Haltestellenbelegungen, die erheblich von der geplanten Haltestellenbedienung abweichen. Auch Maßnahmen zur Einnahmesicherung wie die elektronische Vordereinstiegskontrolle können Verlängerungen der Fahrgastwechselzeiten bewirken, die zu u. U. deutlich verlängerten Haltezeiten führen. Es stellt sich die Frage, ob Verkehrsunternehmen in der Fahr­ und Anschlussplanung ausreichend gerüstet sind, das Risiko von Haltestellenüberlastungen frühzeitig zu erkennen und eine Wirkungsanalyse von Abhilfemaßnahmen durchzuführen. Außerdem muss überprüft werden, ob in der Betriebssteuerung die technischen Voraussetzungen zur automatischen Erkennung von Haltestellenüberlastungen im laufenden Betrieb vorhanden sind, die zur Einleitung von dispositiven Maßnahmen zur Vermeidung von Haltestellenüberlastungen benötigt werden. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Dissertation ist die Entwicklung eines Simulationsverfahrens, mit dem die Leistungsfähigkeit einer Haltestelle im Planungsprozess bewertet werden kann. Das zugehörige Simulationsmodell soll in der Praxis in Verkehrsunternehmen anwendbar sein und sich daher auf die Abbildung der Haltestelle beschränken. Durch Nutzung von realen Betriebsdaten für Fahrplanabweichungen und Haltezeiten, die bei Verkehrsunternehmen aus dem rechnergestützten Betriebsleit­ und Beschleunigungssystem gewonnen werden können, soll auch ohne Simulation des Haltestellenumfeldes (Straßen, Lichtsignalanlagen, motorisierter Individualverkehr) eine Überprüfung der Leistungsfähigkeit der Haltestelle sichergestellt werden können. Vor der Erstellung des Simulationsmodells sind umfassende empirische Untersuchungen des Betriebsablaufs an Haltestellen notwendig, um die zufälligen Verteilungsfunktionen für Fahrplanabweichungen und Haltezeiten zu identifizieren. Ein wichtiger Aspekt dieser Dissertation ist daher die Analyse empirisch erhobener Daten aus dem rechnergestützten Betriebsleit­ und Beschleunigungssystem eines großstädtischen Verkehrsunternehmens. Dabei stellt sich heraus, dass gängige theoretische Verteilungsfunktionen nicht geeignet sind, die tatsächlichen, zufällig verteilten Fahrplanabweichungen und Haltezeiten zu beschreiben. Außerdem wird deutlich, dass an Pufferhaltestellen ein direkter Zusammenhang zwischen der Fahrplanabweichung bei Ankunft und der Haltezeit besteht. Das im Rahmen der Dissertation entwickelte Simulationsmodell wird vor der Anwendung einer Kalibrierung unterzogen. Damit wird sichergestellt, dass das Modell in der Grenzwertuntersuchung verlässliche Ergebnisse liefert. Die Grenzwertuntersuchung ermöglicht Aussagen über den Einfluss der Zuflussintensität, der mittleren Haltezeit und der Anschlusssicherung auf die Überlastungswahrscheinlichkeit einer Haltestelle. Ein Nebenaspekt der Dissertation ist der Vergleich der Simulationsergebnisse mit den korrespondierenden Berechnungsergebnissen nach dem Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS). Es zeigt sich, dass das HBS­Verfahren im Grenzbereich unplausible Ergebnisse liefert, die durch eine im Berechnungsverfahren immanente Abhängigkeit zwischen Zuflussintensität und Haltezeit verursacht wird.Abschließend werden Maßnahmen vorgestellt, mit denen in Planung und Betriebssteuerung eine Reduzierung des Risikos einer Haltestellenüberlastung ohne Einschränkung der Dienstleistungsqualität für den Kunden erreicht werden kann. Besonders geeignet ist dazu der Ansatz, Anschlüsse systematisch räumlich flexibel zu definieren und zu steuern.