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V. Hartl-Benz:
"Methoden zur Intervallstabilisierung bei Linien des innerstädtischen öfftentlichen Verkehrs";
Supervisor: N. Ostermann, T. Maly; Verkehrswissenschaften / E230-2, 2017; final examination: 2017-11-24.

Lines of urban public transport with short intervals and high passenger demand have a basic tendency to interval deviations. These are caused by initially slight delays. At following stops, more than the usual number of passengers will have arrived and these will take longer to load. This will lead to a further growth of the delays. Without countermeasures, this process finally leads to the bunching phenomenon. The consequences are operating irregularities and increased waiting times for passengers at the stops. Traffic operators usually tackle this problem by installing slack in the timetables, mostly at the end stops. Thereby delays shall be compensated and the scheduled operations shall be maintained. Due to short intervals in the inner city areas, new approaches refuse the concept of a pre-defined schedule and instead focus on ensuring regular intervals.^ The backward headway method pursues this goal and provides dynamic slack times at one or more control points in the course of the line. At these control points, the vehicles are each delayed by a weighted headway to the following vehicle and thereby continuously converge to an equilibrium value. is a control parameter which is used to wheight the headways. A further parameter specifies a minimum value for the headways at the control point. The method was applied in a slightly modified way in a simulation of the operation of the Viennese tram line 43. Due to high passenger demand and short intervals, this line has strong tendencies to unstable intervals. For the simulation, data on the travel times between individual stops and the number of passengers were needed. Furthermore, data was required on how dwell times depend on the number of persons entering and leaving a vehicle.^ These data were partly collected by measurements, partly provided by the public transport operator Wiener Linien. The travel times between the stops and the dwell times were modeled as random variables and are defined by mean value and standard deviation. The simulation was carried out by means of MATLAB in periods of time which are representative for peak and off-peak hours. The simulation shows that if the backward headway method is applied and and are chosen properly, intervals are considerably more stable, but slightly longer compared to the scheduled current state. The most stable intervals and the shortest possible travel times for the passengers cannot be attained at the same time. Therefore, when choosing the number and position of the control points, a trade-off between this two aims must be found.^ The results of the simulation also show that the backward headway method allows deploying one or two vehicles less, compared to the current operating concept in the rush hour. Stable intervals can be maintained with the reduced number of deployed vehicles. These results are an indication that there is potential for more efficient operations. Finally, another advantage of the method is that manual dispatching could be greatly reduced.

Linien des innerstädtischen öffentlichen Verkehrs mit kurzen Intervallen und hohem Fahrgastaufkommen besitzen eine Grundtendenz zu Intervallabweichungen. Diese entstehen durch zunächst geringfügige Verspätungen, die sich durch die dadurch ausgelösten längeren Fahrgastwechselzeiten an den Haltestellen von selbst verstärken und ohne Gegenmaßnahmen schließlich zur Pulkbildung führen. Folgen dieses Vorgangs sind Betriebsunregelmäßigkeiten und erhöhte Wartezeiten für die Fahrgäste an den Haltestellen. Verkehrsbetriebe begegnen diesem Phänomen üblicherweise durch den Einbau von Ausgleichszeiten in den Fahrplänen, meistens an den Endhaltestellen. Dadurch sollen Verspätungen kompensiert und der fahrplanmäßige Betrieb aufrechterhalten werden. Neue Ansätze gehen angesichts von kurzen Intervallen im innerstädtischen Bereich vom Konzept eines vorgegebenen Fahrplans ab und konzentrieren sich stattdessen auf die Gewährleistung von stabilen Intervallen.^ Das Verfahren backward headway verfolgt dieses Ziel und sieht dynamische Ausgleichszeiten an einem oder mehreren Kontrollpunkten im Linienverlauf vor. An diesen Kontrollpunkten werden die Fahrzeuge jeweils um die mit einem Parameter gewichtete Fahrzeugfolgezeit zum nachfolgenden Fahrzeug verzögert und dadurch fortlaufend an einen Gleichgewichtswert angenähert. Ein weiterer Parameter legt einen Minimalwert für die Fahrzeugfolgezeiten am Kontrollpunkt fest. Das Verfahren wurde in einer leicht abgeänderten Form in einer Simulation des Betriebs der Wiener Straßenbahnlinie 43 angewendet. Diese Linie besitzt ein hohes Fahrgastaufkommen und starke Tendenzen zu instabilen Intervallen. Für die Simulation waren Daten über die Fahrzeiten zwischen den einzelnen Haltestellen, die Anzahl der Fahrgäste und die Dauer des Fahrgastwechsels in Abhängigkeit von der Anzahl der ein- und aussteigenden Personen notwendig.^ Diese Eingangsdaten wurden teilweise durch Messungen erhoben, teilweise von den Wiener Linien zur Verfügung gestellt. Die Fahrzeiten zwischen den Haltestellen und die Dauer des Fahrgastwechsels wurden jeweils als Zufallsgrößen modelliert und sind durch Mittelwert und Standardabweichung definiert. Die Simulation wurde mittels MATLAB in jeweils für Haupt- und Nebenverkehrszeit repräsentativen Zeiträumen durchgeführt. Die Simulation zeigt, dass bei Anwendung der backward headway Methode bei geeigneter Wahl von und gegenüber dem planmäßigen Ist-Zustand erheblich stabilere Intervalle möglich sind. Die Länge der Intervalle ist gegenüber dem Ist-Zustand leicht erhöht. Bei der Wahl von Anzahl und Position der Kontrollpunkte muss eine Abwägung zwischen möglichst stabilen Intervallen und möglichst kurzen Reisezeiten für die Fahrgäste getroffen werden.^ Die Ergebnisse der Simulation zeigen auch, dass das Verfahren backward headway im Vergleich zum derzeitigen Betriebskonzept eine Reduktion um ein bis zwei Fahrzeuge in der Hauptverkehrszeit bei weiterhin stabilen Intervallen ermöglicht. Diese Ergebnisse sind ein Hinweis darauf, dass Potential zu einer ökonomischeren Betriebsführung vorhanden ist. Schließlich ist ein weiterer Vorteil des Verfahrens, dass durch seine Anwendung die manuellen dispositiven Eingriffe voraussichtlich stark reduziert werden können.