Industriereport
DB Netz AG digitalisiert Fahrplankonstruktion01.03.2017
Die Deutsche Bahn treibt die Digitale Transformation voran. Deren für die Bereitstellung der Schieneninfrastruktur zuständige Tochtergesellschaft DB Netz AG will im Projekt "Digitale Kapazitätssteigerung" den Prozess der Fahrplankonstruktion automatisieren und optimieren. Die Dauer zur Planung von Ad-hoc-Verkehren wird dadurch verkürzt und gleichzeitig die Kapazitätsauslastung der vorhandenen Schienenwege verbessert. Für die Realisierung zentraler Teile der dafür erforderlichen Computer-Systeme auf Basis von Service-orientierten IT-Architekturen ist CGI zuständig.
Ziel des Projekts ist eine höhere Kapazitätsauslastung des Schienennetzes auf Basis von innovativen mathematischen Optimierungsverfahren für die Fahrplanung sowie der schnelle und einfache Netzzugang mittels Online-Trassenbuchung ("click&ride"). Das gesamte Projektvolumen bewegt sich im oberen zweistelligen Millionenbereich; der Großteil davon sind Fördermittel des Bundes. Damit verknüpft der Bund konkrete Erwartungen: Mit dem App-basierten "elektronischen Routenplaner" soll die Schieneninfrastruktur zu einem reaktionsschnellen Verkehrsbaustein für den SGV werden. Im Ergebnis soll die DK mehr Verkehr auf der Schiene ermöglichen, der zudem schneller und pünktlicher ist. Die durch die DK bereitgestellten Daten können zudem über eine Schnittstelle passgenau aufbereitet und somit unter anderem für die Bundesverkehrswegeplanung zum optimierten Infrastrukturausbau genutzt werden. Im Ergebnis können damit die Investitionsmittel des Bundes bedarfsgerechter und wirtschaftlicher eingesetzt werden.
Aktuell ist der Prozess der Fahrplankonstruktion kaum digitalisiert. Es kommt ein reiner Make-to-Order-Prozess zur Anwendung – Trassen werden konstruiert, wenn eine Kundenbestellung eingeht. Zukünftig wird für einen Großteil des Schienengüterverkehrs ein innovativer Assemble-to-Order-Prozess zur Anwendung kommen. Hier werden sogenannte Systemtrassen für Teilabschnitte des Netzes maschinell vorkonstruiert, die dann bei Eingang einer Trassenbestellung von einem der über 400 Eisenbahnverkehrsunternehmen flexibel und sekundenschnell zu einer den Kundenwünschen entsprechenden Start-Ziel-Trasse zusammengesetzt werden können. Das Verfahren adaptiert damit moderne Prozesse der produzierenden Industrie (z. B. Automobilbau, Hightech, Fashion) auf den Eisenbahnsektor. Die Prozessumstellung und -automatisierung wird zu einer deutlichen Beschleunigung der Trassenvermarktung und gleichzeitig durch die Optimierungsverfahren zu attraktiveren Trassenangeboten für die Eisenbahnverkehrsunternehmen führen. Die transparente und intelligentere Ausnutzung der Netzkapazitäten steigert die Attraktivität des Schienengüterverkehrs und erhöht den volkswirtschaftlichen Nutzen der Schieneninfrastruktur.
CGI implementiert gemeinsam mit der DB Netz AG die Software-Module, bei denen unter anderem hocheffiziente Operations-Research-Algorithmen (z. B. lineare Optimierung, Column Generation) für eine optimale Auslastung der Trassenkapazitäten zum Einsatz kommen. Das Projektvorgehen richtet sich dabei nach dem "Scaled Agile Framework (SAFe)", dem aktuellen Standard für agile Großprojekte im Enterprise-Segment.