Energiesparende und anschlussoptimierende Steuerung von Stadtschnellbahnen

Diese Arbeit leistet einen Beitrag zur Integration von zwei widersprüchlichen Zielstellungen bei der Optimierung des Stadtschnellbahnbetriebs: Erstens die Reduzierung des Traktionsenergieverbrauchs durch energiesparende Flexibilisierung der Fahrweisen und Fahrzeiten zwischen zwei Halten und zweitens die Verbesserung der Anschlusseinhaltung durch Dynamische Fahrzeitenregelung entlang einer Nahverkehrsstrecke. Das vorgestellte hierarchische Optimalsteuerungsverfahren umfasst die erstmalige direkte Anwendung der Syntheselösung zur energieoptimalen Zugsteuerung, die Optimierung der Fahrzeiten entlang einer Nahverkehrsstrecke mittels Dynamischer Programmierung sowie die Vorhersage von Ankunftszeiten straßengebundener ÖPNV-Fahrzeuge mittels KALMAN-Filterung. Der neuartige Optimalregler wurde in Form eines bordrechnergestützten Fahrerassistenzsystems realisiert und einer umfangreichen Laborerprobung unterzogen, mit der gezeigt werden konnte, dass eine gleichzeitige Optimierung beider Zielstellungen möglich ist. Das signifikante Energieeinsparpotenzial konnte ebenfalls im Rahmen des Pilotbetriebs auf einer S-Bahn-Linie der DB AG im Ballungsraum Dresden nachgewiesen werden, in den Messfahrten wurde eine Einsparung von ca. 15% Elektroenergie erzielt