Optimierung der Zugumläufe im kombinierten Strassen-/Schienenverkehr

Innovative Lösungsansätze aus der Forschung sind gefragt, wenn es im Kombinierten Straßen-/Schienenverkehr (KV) gelingen soll, mehr Gütertransporte auf die Schiene zu verlagern. Mit dem Ziel der Effizienzsteigerung von Zugumläufen untersucht das Fachgebiet Unternehmensführung und Logistik der Technischen Universität Darmstadt verschiedene Optimierungsverfahren rund um die Schnittstelle Umschlagsterminal.

Prof. Dr. Ralf Elbert, Professor am Fachgebiet Unternehmensführung und Logistik, und Hongjun Wu M.Sc., Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Fachgebiet Unternehmensführung und Logistik, Technische Universität Darmstadt.

Aufgrund seiner betriebswirtschaftlichen Wettbewerbsfähigkeit wurde der KV in der Vergangenheit überwiegend für direktzugfähige Relationen zwischen bedeutenden Wirtschaftszentren angeboten. Infolgedessen war an aufkommensschwächeren Standorten mit stärker streuendem Verkehrsaufkommen das Leistungsangebot eingeschränkt. Um zusätzliche Potenziale für den KV in allen Regionen zu erschließen, entsteht am Standort Hannover/Lehrte ein wichtiger Knotenpunkt: das sogenannte „MegaHub“. Das MegaHub dient als eine Schnittstelle für den KV-Umschlag und ermöglicht eine rangierfreie Bildung von zielreinen Ganzzügen mit Ladeeinheiten aus unterschiedlichen Ursprungsbahnhöfen. Mithilfe von innovativen Techniken sollen die Ladeeinheiten schnell umgeschlagen und die gesamte Laufzeit wesentlich verkürzt werden.

Effizienzsteigerung der Zugumläufe

Rund um dieses innovative Schnellumschlagsterminal führt das Fachgebiet Unternehmensführung und Logistik der Technischen Universität Darmstadt in Kooperation mit der Kombiverkehr GmbH & Co KG das Forschungsprojekt „KV-HUB – Pilotierung und Test neuer innovativer KV-Produkte und Verfahren unter Einbindung der MegaHub-Schnellumschlaganlage in Hannover/Lehrte“ durch. Dieses wird im Rahmen des Bundesprogramms „Zukunft Schienengüterverkehr“ vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr gefördert. Ziel des Forschungsprojekts ist es, die Effizienz der am KV-Hub angeschlossenen Transportdienstleistungen zu verbessern und ihr Potenzial zur Erfüllung von mehr Transportaufträgen zu erschließen.

Untersucht werden drei Optimierungsprobleme:

1. Routenoptimierung zur Laufzeitminimierung aller Ladeeinheiten im Netzwerk,
2. Identifikation weiterer Terminal-Terminal-Relationen zur weiteren Einbindung in das MegaHub-Konzept,
3. Verspätungsminimierung durch geeignete Dispositionsentscheidungen im Störungsfall.

Die bisherigen Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die entwickelten Optimierungsverfahren gleichzeitig die besten Züge und die besten Umschlagterminals für mehrere Transportaufträge auswählen, sodass die gesamte Laufzeit aller Aufträge minimiert wird. Die Ergebnisse der experimentellen Rechenstudien zeigen, dass mehr als 85% der Aufträge nach der Routenoptimierung innerhalb von drei Tagen zugestellt werden können. Diese Laufzeit wird von den Kunden akzeptiert.

Bessere Güterzuweisung bei simultaner Routenoptimierung

Darüber hinaus hat die gleichzeitige Routenplanung mehrerer Aufträge auch positive Effekte bei Kapazitätsengpässen, beispielsweise aufgrund eines starken Auftragsaufkommens oder beschränkter Zugkapazitäten. Bei Engpässen führt die gleichzeitige Routenplanung im Vergleich zu einer individuellen Routenplanung zu einer besseren Zuweisung von Ladeeinheiten auf die verschiedenen Züge. Damit werden die Ladeeinheiten mit kürzeren Gesamtlaufzeiten und weniger Umschlägen an ihr Zielterminal geliefert. Auch die durchschnittliche Auslastung der genutzten Züge wird erhöht. Durch eine höhere Anzahl an zu berücksichtigenden Aufträgen resultieren jedoch längere Rückmeldezeiten für die Kunden, was das Risiko eines Kundenverlusts erhöhen könnte. Daher muss der Intermodal-Operateur diesen möglichen Konflikt in der Auftragsbearbeitung differenziert abwägen.

Zusammenfassend wurde das erste Optimierungsproblem des Projekts KV-Hub auf Basis des festen Zugumlaufplans gelöst. Die Lösungsverfahren bieten die Möglichkeit, die begrenzten Ressourcen im Hauptlauf des KVs besser zu nutzen. Jedoch ist dieser Effizienzgewinn noch begrenzt und wird durch die anschließende Optimierung der Zugumlaufpläne und Echtzeit-Dispositionsprozesse im Störungsfall weiter verbessert. Durch die Effizienzsteigerung der Zugumläufe trägt das Projekt KV-HUB dazu bei, ein attraktives und umweltfreundliches KV-Angebot unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Anforderungen zu entwickeln und das Potenzial zur Entwicklung neuer KV-Angebote für aufkommensschwache Regionen zu erhöhen.