[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Schienenverkehrs einer Mehrzahl
von Schienenfahrzeugen.
[0002] Eine Steuerung eines Schienenverkehrs einer Mehrzahl von Schienenfahrzeugen, wie
beispielsweise in einem U-Bahn- oder Straßenbahnnetz, kann auf verschiedene Steuerungsziele
optimiert sein, beispielsweise auf einen vorteilhaften Energieverbrauch oder möglichst
geringe Verspätungszeiten. Hierzu lassen sich entsprechend optimierte Fahrpläne generieren,
gemäß denen der Schienenverkehr und insbesondere die Mehrzahl von Schienenfahrzeugen
gesteuert werden können. Diese optimierten Fahrpläne werden für gewöhnlich in einem
Offline-Zustand, sprich nicht während des Betriebs des Schienenverkehrs, ermittelt
beziehungsweise berechnet. Treten nun jedoch während des Betriebs des Schienenverkehrs
Situationen auf, in denen vom vordefinierten und optimierten Fahrplan abgewichen werden
muss, ergibt sich die Problematik, wie im Online-Zustand, also während des Betriebs,
eine möglichst optimale Steuerung des Schienenverkehrs erreicht werden kann.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Steuern
eines Schienenverkehrs einer Mehrzahl von Schienenfahrzeugen bereitzustellen.
[0004] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Steuern eines Schienenverkehrs einer Mehrzahl
von Schienenfahrzeugen gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind Gegenstand der untergeordneten Ansprüche.
[0005] Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines Schienenverkehrs
einer Mehrzahl von Schienenfahrzeugen bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:
- Empfangen von Zustandsdaten der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen des Schienenverkehrs,
wobei die Zustandsdaten Steuerungszustände der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen beschreiben
und wenigstens Positionsdaten der Schienenfahrzeuge innerhalb eines Schienenverkehrsnetzes
umfassen;
- Empfangen eines Steuerungsziels zum Steuern des Schienenverkehrs der Mehrzahl von
Schienenfahrzeugen;
- Auswählen wenigstens einer Aktionsauswahlregel aus einer Mehrzahl von Aktionsauswahlregeln
basierend auf dem Steuerungsziel, wobei die Aktionsauswahlregeln eingerichtet sind,
basierend auf Zustandsdaten des Schienenverkehrs Steuerungsaktionen des Schienenverkehrs
zu ermitteln, wobei durch Ausführung der Steuerungsaktionen durch die Schienenfahrzeuge
der Schienenverkehr in einen bezüglich eines Steuerungsziels optimierten Zustand überführbar
ist, wobei jede Aktionsauswahlregel für die Optimierung bezüglich eines individuellen
Steuerungsziels eingerichtet ist, und wobei die wenigstens eine ausgewählte Aktionsauswahlregel
für eine Optimierung bezüglich des empfangenen Steuerungsziels eingerichtet ist;
- Ausführen der wenigstens einen ausgewählten Aktionsauswahlregel auf die empfangenen
Zustandsdaten und Ermitteln von Steuerungsaktionen; und
- Bereitstellen der Steuerungsaktionen zum Ansteuern der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen.
[0006] Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein verbessertes Verfahren
zum Steuern eines Schienenverkehrs einer Mehrzahl von Schienenfahrzeugen bereitgestellt
werden kann, bei dem während des Betriebs des Schienenverkehrs und dem Verfahren der
Schienenfahrzeuge innerhalb eines Schienenverkehrsnetzes eine Änderung eines Steuerungsziels,
gemäß dem der Schienenverkehr zu steuern bzw. zu optimieren ist, vorgenommen werden
kann. Hierzu steht eine Mehrzahl verschiedener Aktionsauswahlregeln bereit, mittels
denen basierend auf Zustandsdaten des Schienenverkehrs Steueraktionen ermittelt werden
können, die bei Ausführung durch die Mehrzahl von Schienenfahrzeugen des Schienenverkehrs
eine Optimierung des Schienenverkehrs bzgl. eines vorbestimmten Steuerungsziels ermöglichen.
Bei Empfang eines entsprechend zu ändernden Steuerungsziels kann somit eine Aktionsauswahlregel
ausgewählt werden, die für das jeweilige Steuerungsziel optimiert ist bzw. eingerichtet
ist, entsprechende Steueraktionen zu ermitteln, die eingerichtet sind, bei Ausführung
durch die jeweiligen Schienenfahrzeuge zum Erreichen des entsprechenden Steuerungsziels
zu führen. Hierdurch kann erreicht werden, dass während des Betriebs des Schienenverkehrs
beliebig eine Änderung des Steuerungsziels vorgenommen werden kann, und problemlos
durch Ausführung der jeweiligen Aktionsauswahlregel Steuerungsaktionen zum Optimieren
des Schienenverkehrs bzgl. des ausgewählten Steuerungsziels ermittelt werden können.
Eine komplexe Anpassung der Steuerung des Schienenverkehrs entfällt hiermit.
[0007] Eine Aktionsauswahlregel ist im Sinne der Anmeldung eine aus dem Bereich des bestärkenden
Lernens (reinforcement learning) bekannten Policy, die eingerichtet ist, bei einem
beliebigen Zustand des Schienenverkehrs entsprechende Steuerungsaktionen zu ermitteln,
die geeignet sind, den Schienenverkehr in einen bzgl. eines vorbestimmten Steuerungsziels
optimierten Zustand zu überführen.
[0008] Ein Steuerungsziel ist im Sinne der Anmeldung eine Zielvorgabe, gemäß der der Schienenverkehr
der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen zu optimieren bzw. zu verbessern ist. Ein Steuerungsziel
bzw. ein entsprechendes Optimierungskriterium des Schienenverkehrs kann beispielsweise
einen Energieverbrauch, eine Gesamtverspätung der Schienenfahrzeuge, oder ähnliche
für den Betrieb einer Mehrzahl von Schienenfahrzeugen relevante Faktoren umfassen.
[0009] Ein Schienenverkehr ist im Sinne der Anmeldung eine Gesamtheit einer Mehrzahl von
Schienenfahrzeugen innerhalb eines Schienenverkehrsnetztes und ist durch Zustände
gekennzeichnet, in denen Steuerungszustände der einzelnen Schienenfahrzeuge, die wenigstens
Positionsangaben der Schienenfahrzeuge innerhalb des Schienenverkehrsnetzes sowie
Zeitangaben, beispielsweise Verspätungszeiten der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen
relativ zu einem vorbestimmten Fahrplan, Energieverbräuche oder weitere Steuerungsparameter
der Gesamtheit der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen umfassen. Eine Änderung des Schienenverkehrs
im Zuge der Ansteuerung der Schienenfahrzeuge innerhalb des Schienenverkehrsnetzes
wird durch Zustandsänderungen des Schienenverkehrs beschrieben, in denen die Steuerungszustände
der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen wie auch die Steuerungsparameter, wie Energieverbrauch
oder Gesamtverspätung, eine zeitliche Änderung erfahren.
[0010] Steuerungsaktionen sind im Sinne der Anmeldung Aktionen bzw. Steuerungsmaßgaben,
gemäß denen die Mehrzahl von Schienenfahrzeugen anzusteuern ist. Steuerungsaktionen
können im Sinne der Anmeldung neben expliziten Ansteuerungsbefehlen an die einzelnen
Schienenfahrzeuge Zeitangaben umfassen, die beispielsweise Ankunftszeiten, Abfahrtszeiten
oder Standzeiten der einzelnen Schienenfahrzeuge an Haltestellen innerhalb des Schienenverkehrsnetzes
beschreiben. Die Schienenfahrzeuge sind hierbei derart anzusteuern, dass diese die
entsprechenden Zeitangaben der Vorgaben erfüllen beziehungsweise einhalten.
[0011] Eine Optimierung des Schienenverkehrs bzgl. eines ausgewählten oder vorbestimmten
Steuerungsziels umfasst im Sinne der Anmeldung eine Verbesserung eines derzeitigen
Zustands des Schienenverkehrs in Bezug auf das jeweilige Steuerungsziel. Eine Optimierung
des Schienenverkehrs muss somit im Sinne der Anmeldung nicht zwangsläufig zu einem
optimalen Zustand des Schienenverkehrs bzgl. des jeweiligen Steuerungsziels führen,
sondern kann lediglich durch eine Verbesserung in Bezug auf das Steuerungsziel und
im Vergleich zeitlich vorangegangene Zustände des Schienenverkehrs beschränkt sein.
[0012] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern eines Schienenverkehrs kann somit während
des Betriebs des Schienenverkehrs ausgeführt werden, während dem ein Verfahren der
einzelnen Schienenfahrzeuge innerhalb des Schienenverkehrsnetzes vorgenommen wird.
Die Optimierung des Schienenverkehrs kann hierbei bzgl. eines vorbestimmten Fahrplans,
gemäß dem die Mehrzahl der Schienenfahrzeuge innerhalb des Schienenverkehrsnetzes
anzusteuern sind, vorgenommen werden.
[0013] Nach einer Ausführungsform ist das empfangene Steuerungsziel ein kombiniertes Steuerungsziel
und umfasst eine Mehrzahl von Steuerungszielen, wobei die Steuerungsziele mit individuellen
Gewichtungen in das kombinierte Steuerungsziel eingeht; umfassend:
- Auswählen einer Mehrzahl von Aktionsauswahlregeln, wobei jede Aktionsauswahlregel
jeweils auf eine Optimierung bezüglich eines der Mehrzahl von Steuerungszielen des
kombinierten Steuerungsziels eingerichtet ist; und
- Ausführen der Mehrzahl der ausgewählten Aktionsauswahlregeln gemäß einem Ausführungsverhältnis,
wobei das Ausführungsverhältnis für jede ausgewählte Auswahlregel einen zeitlichen
Anteil an einer Gesamtausführungsdauer der Mehrzahl von ausgewählten Aktionsauswahlregeln
bestimmt, und wobei eine Ausführung der Mehrzahl von Aktionsauswahlregeln gemäß dem
Ausführungsverhältnis das kombinierte Steuerungsziel erfüllt.
[0014] Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine weitere Verbesserung
des Steuerns des Schienenverkehrs bewirkt werden kann, in dem eine Berücksichtigung
von kombinierten Steuerungszielen und eine entsprechende Optimierung des Schienenverkehrs
bzgl. derartiger Steuerungsziele ermöglicht ist. Ein kombiniertes Steuerungsziel umfasst
hierbei eine Mehrzahl von vorbestimmten Steuerungszielen, die jeweils mit einer entsprechenden
Gewichtung in das kombinierte Steuerungsziel eingehen. Hiermit ist eine Steuerung
des Schienenverkehrs bzgl. einer Mehrzahl von Steuerungszielen ermöglicht.
[0015] Ein kombiniertes Steuerungsziel ist im Sinne der Anmeldung durch eine Mehrzahl von
wenigstens zwei vorbestimmten Steuerungszielen gegeben, die mit einer entsprechenden
Gewichtung in das kombinierte Steuerungsziel eingehen. Ein Schienenverkehr kann somit
beispielsweise simultan bzgl. der Steuerungsziele Energieverbrauch und Verspätungsreduzierung,
beispielsweise in einem Verhältnis von 60 zu 40, angesteuert werden. Hierzu wird eine
Mehrzahl von entsprechenden Aktionsauswahlregeln ausgewählt, die jeweils auf die einzelnen
vorbestimmten Steuerungsziele des kombinierten Steuerungsziels optimiert sind, und
gemäß eines Ausführungsverhältnisses ausgeführt. Das Ausführungsverhältnis ist hierbei
derart ausgestaltet, dass die Ausführung der ausgewählten Aktionsauswahlregeln gemäß
des Ausführungsverhältnisses zur Erfüllung des kombinierten Steuerungsziels führen.
[0016] Ein Ausführen einer Mehrzahl von Aktionsauswahlregeln gemäß einem Ausführungsverhältnis
entspricht im Sinne der Anmeldung einer Ausführung der jeweils durch die einzelnen
Aktionsauswahlregeln ermittelten Steuerungsaktionen gemäß des jeweiligen Ausführungsverhältnisses.
Ein Ausführungsverhältnis beschreibt hierbei im Sinne der Anmeldung für jede entsprechend
zu berücksichtigende Aktionsauswahlregel einen zeitlichen Anteil der jeweiligen Ausführung
der Aktionsauswahlregel innerhalb eines vorbestimmten Ausführungszeitraums. Die Ausführung
der einzelnen Steuerungsaktionen der verschiedenen Aktionsauswahlregeln gemäß des
Ausführungsverhältnisses bedeutet im Sinne der Anmeldung, dass gemäß dem jeweiligen
Ausführungsverhältnis der Schienenverkehr gemäß den jeweiligen Aktionsauswahlregeln
angesteuert wird.
[0017] Nach einer Ausführungsform ist durch das Ausführungsverhältnis für jede Aktionsauswahlregel
eine Ausführungsdauer und/oder eine zeitliche Abfolge der Mehrzahl von Aktionsauswahlregeln
bestimmt.
[0018] Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein präzises und einfach
zu bestimmendes Ausführungsverhältnis ermöglicht ist, in dem für jede Aktionsauswahlregel
eine Ausführungsdauer innerhalb des jeweiligen Ausführungszeitraums und/oder für die
Mehrzahl von beteiligten Aktionsauswahlregeln eine Ausführungsreihenfolge bestimmt
wird.
[0019] Nach einer Ausführungsform ist durch das Ausführungsverhältnis für jede ausgewählte
Aktionsauswahlregel eine Ausführungswahrscheinlichkeit bestimmt, gemäß der die Aktionsauswahlregel
in einem Ausführungszeitraum auszuführen ist.
[0020] Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein präzises und einfach
zu bestimmendes Ausführungsverhältnis bereitgestellt werden kann. Hierzu wird für
jede beteiligte Aktionsauswahlregel eine Ausführungswahrscheinlichkeit einer Ausführung
der jeweiligen Aktionsauswahlregel innerhalb eines entsprechenden Ausführungszeitraums
bestimmt. Die Ausführungswahrscheinlichkeit beschreibt hierbei die Wahrscheinlichkeit,
dass der Schienenverkehr gemäß den durch die jeweilige Aktionsauswahlregel bestimmten
Steuerungsaktionen während eines vorbestimmten Zeitraums angesteuert wird.
[0021] Nach einer Ausführungsform werden die ausgewählten Aktionsauswahlregeln zyklisch
ausgeführt, wobei der Schienenverkehr gemäß der durch die Aktionsauswahlregeln bestimmten
Steuerungsaktionen zyklisch gesteuert wird.
[0022] Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine präzise Steuerung
des Schienenverkehrs ermöglicht ist.
[0023] Nach einer Ausführungsform wird das Auswählen und/oder das Ausführen der Aktionsauswahlregeln
durch eine Zeitaufteilungsfunktion ausgeführt, wobei die Zeitaufteilungsfunktion durch
maschinelles Lernen trainiert ist, für kombinierte Steuerungsziele entsprechende Ausführungsverhältnisse
zu bestimmen.
[0024] Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine präzise Auswahl
der jeweiligen auszuführenden Steuerungsaktionen und eine präzise Bestimmung der jeweiligen
Ausführungsverhältnisse ermöglicht ist. Durch die Zeitaufteilungsfunktion, die durch
Techniken des maschinellen Lernens darauf trainiert ist, für beliebige kombinierte
Steuerungsziele entsprechende Ausführungsverhältnisse der jeweiligen Aktionsauswahlregeln
zu bestimmen, kann eine hochkomplexe Steuerung eines eine Vielzahl von Schienenfahrzeugen
umfassenden Schienenverkehrs und eine Optimierung eines solchen in Bezug auf kombinierte
Steuerungsziele präzise und zuverlässig erreicht werden. Die Verwendung der Techniken
des maschinellen Lernens ermöglicht hierbei eine präzisere Bestimmung der entsprechenden
Ausführungsverhältnisse und damit verbunden eine effektiviere und effizientere Steuerung
des Schienenverkehrs.
[0025] Nach einer Ausführungsform sind die Zeitaufteilungsfunktion und/oder die Aktionsauswahlregeln
durch bestärkendes Lernen trainiert.
[0026] Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein präzises und effizientes
Training der zur Zeitaufteilungsfunktion bzw. der Aktionsauswahlregeln bereitgestellt
werden kann.
[0027] Nach einer Ausführungsform wird das Training der Aktionsauswahlregeln und/oder der
Zeitaufteilungsfunktion basierend auf Simulationsdaten ausgeführt, wobei die Simulationsdaten
auf einer Simulation eines Schienenverkehrs einer Mehrzahl von Schienenfahrzeugen
basieren.
[0028] Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein effektives und effizientes
Training der Aktionsauswahlregeln bzw. der Zeitaufteilungsfunktion ermöglicht ist.
Darüber hinaus kann auf ein Generieren entsprechender Trainingsdaten durch tatsächlich
durchgeführte Fahrten der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen verzichtet werden.
[0029] Nach einer Ausführungsform umfasst das Training der Aktionsauswahlregeln und/oder
der Zeitaufteilungsfunktion ein Maximieren von Belohnungsfunktionen, wobei die Belohnungsfunktionen
Steuerungsziele und/oder kombinierte Steuerungsziele definieren.
[0030] Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein effektives und effizientes
Training der Aktionsauswahlregeln bzw. der Zeitaufteilungsfunktion erreicht werden
kann.
[0031] Nach einer Ausführungsform werden die Aktionsauswahlregeln und die Zeitaufteilungsfunktionen
simultan trainiert.
[0032] Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine verbesserte Steuerung
des Schienenverkehrs ermöglicht ist. Durch das simultane Training der Zeitaufteilungsfunktion
und der Mehrzahl von Aktionsauswahlregeln in Bezug auf kombinierte Steuerungsziele
kann erreicht werden, dass die einzelnen Steuerungsaktionen der verschiedenen Aktionsauswahlregeln
auf das Zusammenspiel mit den jeweils anderen Steuerungsauswahlregeln angepasst werden
können. Durch das Anpassen kann eine bessere Performance der Aktionsauswahlregeln
erreicht werden, als dies bei einem individuellen Training der einzelnen Aktionsauswahlregeln
auf individuelle Steuerungsziele und lediglich einer Kombination der individuell trainierten
Aktionsauswahlregeln durch die Zeitaufteilungsfunktion zur Erfüllung eines kombinierten
Steuerungsziels möglich wäre.
[0033] Nach einer Ausführungsform sind die Aktionsauswahlregeln und/oder die Zeitaufteilungsfunktion
als neuronale Netze ausgebildet.
[0034] Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine leistungsfähige
und robuste Ausgestaltung der Aktionsauswahlregeln bzw. Zeitaufteilungsfunktionen
bereitgestellt werden kann.
[0035] Nach einer Ausführungsform umfassen Steuerungsziele: Minimierung eines Energieverbrauchs
der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen und/oder Minimierung von Energieverbräuchen einzelner
Schienenfahrzeuge und/oder Minimierung einer Gesamtverspätung der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen
und/oder Minimierung einer Maximalverspätung einzelner Schienenfahrzeuge und/oder
Minimierung einer quadratischen oder absoluten Abweichungssumme der Verspätungen bezüglich
eines mittleren oder medianen Verspätungswerts der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen.
[0036] Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine präzise Steuerung
des Schienenverkehrs ermöglicht ist, bei dem der Schienenverkehr bzgl. relevanter
Steuerungsziele optimierbar ist.
[0037] Nach einer Ausführungsform umfassen die Steuerungsaktionen Ankunftszeiten und/oder
Abfahrtszeiten und/oder Standzeiten der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen an Haltestellen
innerhalb des Schienenverkehrsnetzes.
[0038] Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine effiziente Steuerung
des Schienenverkehrs unter Berücksichtigung von kombinierten Steuerungszielen ermöglicht
ist. Durch die Berücksichtigung von Abfahrtszeiten und/oder Ankunftszeiten und/oder
Standzeiten der Schienenfahrzeuge an Haltestellen innerhalb des Schienenverkehrsnetzes
in den jeweiligen Steuerungsaktionen kann eine präzise Steuerung des Schienenverkehrs
erreicht werden. Die entsprechenden Ankunftszeiten und/oder Abfahrtszeiten und/oder
Standzeiten können hierbei in Relation zu einem vorbestimmten optimierten Fahrplan
stehen. Eine Steuerung der einzelnen Schienenfahrzeuge des Schienenverkehrs kann hierbei
derart ausgestaltet werden, dass die in den Steuerungsaktionen definierten Abfahrtszeiten
und/oder Ankunftszeiten und/oder Standzeiten durch die jeweiligen Schienenfahrzeuge
eingehalten werden.
[0039] Nach einem zweiten Aspekt wird eine Recheneinheit bereitgestellt, wobei die Recheneinheit
ausgebildet ist, das Verfahren zum Steuern eines Schienenverkehrs einer Mehrzahl von
Schienenfahrzeugen nach einer der voranstehenden Ausführungsformen auszuführen.
[0040] Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt umfassend
Befehle bereitgestellt, die bei der Ausführung des Programms durch eine Datenverarbeitungseinheit
diese veranlassen, das Verfahren zum Steuern eines Schienenverkehrs einer Mehrzahl
von Schienenfahrzeugen nach einer der voranstehenden Ausführungsformen auszuführen.
[0041] Die oben beschriebenen Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise,
wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich durch die Erläuterungen
der folgenden, stark vereinfachten, schematischen Darstellungen bevorzugter Ausführungsbeispiele.
Hierbei zeigen jeweils:
- FIG 1
- eine schematische Darstellung eines Systems zum Steuern eines Schienenverkehrs gemäß
einer Ausführungsform;
- FIG 2
- ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Schienenverkehrs gemäß einer
Ausführungsform;
- FIG 3
- ein Diagramm einer Optimierung eines Schienenverkehrs in Bezug auf zwei Steuerungsziele;
- FIG 4
- eine schematische Darstellung einer zeitlichen Ausführung von zwei Aktionsauswahlregeln
gemäß einem Ausführungsverhältnis;
- FIG 5
- eine schematische Darstellung einer Architektur für eine Zeitaufteilungsfunktion gemäß
einer Ausführungsform;
- FIG 6
- eine weitere schematische Darstellung einer Architektur für eine Zeitaufteilungsfunktion
gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- FIG 7
- ein Diagramm eines Hypervolumens eines Optimierungszustands eines Schienenverkehrs;
und
- FIG 8
- eine schematische Darstellung eines Computerprogrammprodukts.
[0042] FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 200 zur Optimierung eines
Schienenverkehrs gemäß einer Ausführungsform.
[0043] Ein System 200 zur Optimierung eines Schienenverkehrs umfasst gemäß der gezeigten
Ausführungsform eine Mehrzahl von Modulen, die auf einer Recheneinheit 201 ausführbar
sind. Das System 200 kann ferner in ein Offline-Teilsystem 202 und ein Online-Teilsystem
204 aufgeteilt sein, wobei das Offline-Teilsystem 202 offline, sprich unabhängig von
einem Betrieb der Schienenfahrzeuge 215, ausgeführt wird, während das Online-Teilsystem
204 während des Betriebs der Schienenfahrzeuge 215 ausgeführt wird.
[0044] Die zentrale Komponente des Offline-Teilsystems 202 ist ein Fahrplanoptimierungsmodul
211. Das Fahrplanoptimierungsmodul 211 dient dazu, für einen vorbestimmten Zeitraum
einen optimierten Fahrplan für einen Schienenverkehr einer Mehrzahl von Schienenfahrzeugen
eines Schienenverkehrsnetzes zu erstellen. Den im Offline-Teilsystem 202 erstellten
optimierten Fahrplan kann das Fahrplanoptimierungsmodul 211 über eine erste Schnittstelle
an das Online-Teilsystem 204 übertragen, damit der Fahrplan zur Steuerung des Schienenverkehrs
ausgeführt werden kann.
[0045] Im tatsächlichen Betrieb des Schienenverkehrs wird der nun Online-Fahrplan genannte
Fahrplan durch ein Fahrplanmanagementmodul 205 verwaltet. Hierzu können Positionsdaten
einzelner Schienenfahrzeuge des Schienenverkehrs über ein automatisches Schienenfahrzeugverfolgungsmodul
207 über eine zweite Schnittstelle S2 an das Fahrplanmanagementmodul 205 übertragen
werden, damit dieses einen Vergleich zwischen Soll-Bewegungen des Fahrplans und tatsächlich
durch die Schienenfahrzeuge des Schienenverkehrs ausgeführte Ist-Bewegungen ausführen
kann.
[0046] Das Fahrplanmanagementmodul 205 kann über eine dritte Schnittstelle S3 Befehle zur
Auswahl entsprechend zu befahrender Schienenwege an ein automatisches Streckenauswahlmodul
209 übertragen. Somit können rechtzeitig entsprechende Schienenwege reserviert werden,
um einen Betrieb der Schienenfahrzeuge mit minimalen Verspätungen zu gewährleisten.
[0047] Das Fahrplanmanagementmodul 205 weist ferner eine bidirektionale Schnittstelle S2,
S4 mit einem automatischen Schienenfahrzeugregelungsmodul 203 auf. Für den Fall, dass
der Online-Fahrplan geändert werden muss, entweder durch einen neuen Sollfahrplan
des Fahrplanoptimierungsmoduls 211 oder durch Änderungen eines Fahrdienstleiters,
kann das automatische Schienenfahrzeugregelungsmodul 203 entsprechend informiert werden,
um eine Änderung des Online-Fahrplans zu bewirken. Hierzu benötigt das automatische
Schienenfahrzeugregelungsmodul 203 ferner aktuelle Positionsdaten der Schienenfahrzeuge,
um aktuelle Verspätungen der Schienenfahrzeuge ermitteln und bei größeren Abweichungen
geeignete Regelungen einleiten zu können.
[0048] Diese Regelungen können entsprechende durch die Schienenfahrzeuge auszuführende Steuerungsaktionen
umfassen, mit denen gewünschte bzw. zur Aufhebung der Verspätung und zur Änderung
des Fahrplans durch die Schienenfahrzeuge zu erreichende bzw. einzuhaltende Abfahrtszeiten
und/oder Ankunftszeiten und Haltezeiten der Schienenfahrzeuge an Haltestellen der
Schienenwege des Schienenverkehrsnetzes umfassen. Die entsprechenden Regelungen und/oder
Steuerungsaktionen können über eine fünfte Schnittstelle S5 an das Fahrplanmanagementmodul
205 übermittelt werden.
[0049] Abschließend werden zur Anpassung des Fahrplans die entsprechenden Regelungen und
Steuerungsaktionen und die entsprechenden optimierten Ankunftszeiten/Abfahrtszeiten/Haltezeiten
vom automatischen Fahrplanmanagementmodul 205 über eine sechste Schnittstelle S6 an
automatische Schienenfahrzeugsteuerungsmodule 213 der einzelnen Schienenfahrzeuge
315 des Schienenverkehrs übermittelt, damit diese die gewünschten Änderung bzw. Steuerungsaktionen
ausführen können, um die optimierten Ankunftszeiten/Abfahrtszeiten/Haltezeiten zu
erreichen oder einzuhalten.
[0050] Im Falle von automatisch fahrenden Schienenfahrzeugen kann das automatische Schienenfahrzeugsteuerungsmodul
213 energieoptimierte Fahrtrajektorien des Schienenfahrzeugs 203 ermitteln, die am
besten zum aktuellen Online-Fahrplan passen. Im Falle des manuellen Fahrens wird der
Fahrzeugführer beraten, ist aber in der Umsetzung der Regelungen frei.
[0051] In der gezeigten Ausführungsform ist das automatische Schienenfahrzeugregelungsmodul
203 eingerichtet, basierend auf den Zustandsdaten eines zu optimierenden Schienenverkehrs
einer Mehrzahl von Schienenfahrzeugen das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern eines
Schienenverkehrs einer Mehrzahl von Schienenfahrzeugen 215 auszuführen.
[0052] FIG 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 100 zum Steuern eines Schienenverkehrs
gemäß einer Ausführungsform.
[0053] Das erfindungsgemäße Verfahren 100 zum Steuern eines Schienenverkehrs einer Mehrzahl
von Schienenfahrzeugen 215 kann durch ein System 200 gemäß der Ausführungsform in
Figur 1 und insbesondere durch ein automatisches Schienenfahrzeugregelungsmodul 203
ausgeführt werden.
[0054] Zum Steuern eines Schienenverkehrs werden gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren 100
zunächst in einem Verfahrensschritt 101 Zustandsdaten des Schienenverkehrs der Mehrzahl
von Schienenfahrzeugen 215 empfangen. Die Zustandsdaten beschreiben hierbei Zustände
des Schienenverkehrs und umfassen wenigstens Positionsdaten der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen,
gemäß denen eine Positionierung der Schienenfahrzeuge innerhalb des Schienenverkehrsnetzes
möglich ist. Die Zustandsdaten können darüber hinaus Steuerungskriterien des Schienenverkehrs,
beispielsweise Energieverbräuche des Schienenverkehrs bzw. der einzelnen Schienenfahrzeuge
oder Verspätungen der Schienenfahrzeuge sowohl als Gesamtheit als auch individuell
und weitere relevante Kriterien zum Steuern eines Schienenverkehrs umfassen.
[0055] Das Verfahren kann während eines Betriebs des Schienenverkehrs ausgeführt werden,
in dem die Schienenfahrzeuge entsprechend eines Fahrplans innerhalb des Verkehrsnetzes
verfahren werden. Die Zustandsdaten beschreiben hierbei Zustände des Schienenverkehrs
und beschreiben wenigstens die Positionen innerhalb des Verkehrsnetzes an denen sich
Fahrzeuge zu einem bestimmten Zeitpunkt befinden. Die Zustandsdaten können ferner
Zeitangaben umfassen, beispielsweise Verspätungszeiten der einzelnen Schienenfahrzeuge
in Bezug auf einen optimierten Fahrplan.
[0056] In einem weiteren Verfahrensschritt 103 wird ein Steuerungsziel KPI
1, KPI
2, KPI
N empfangen. Das Steuerungsziel kann hierbei beispielsweise durch einen Energieverbrauch
der Gesamtheit der Schienenfahrzeuge oder eine Gesamtverspätung der Gesamtheit der
Schienenfahrzeuge oder durch individuelle Verspätungen der einzelnen Schienenfahrzeuge
gegeben sein.
[0057] Das Steuerungsziel KPI
1, KPI
2, KPI
N kann während des Betriebs des Schienenverkehrs und somit während des Verfahrens der
Schienenfahrzeuge innerhalb des Verkehrsnetzes empfangen werden. Dies ermöglicht eine
Änderung eines Steuerungsziels KPI
1, KPI
2, KPI
N während des online Betriebs des Schienenverkehrs. Das Steuerungsziel gibt hierbei
ein Kriterium an, gemäß dem die Steuerung des Schienenverkehrs vorgenommen werden
kann. Beispielsweise kann der Schienenverkehr derart angesteuert werden, dass ein
Gesamtenergieverbrauch der Schienenfahrzeuge minimal ist. Alternativ kann der Schienenverkehr
angesteuert werden, Verspätungen der Fahrzeuge zum Fahrplan zu vermeiden oder zu minimieren
[0058] In einem Verfahrensschritt 105 wird darauffolgend wenigstens eine Aktionsauswahlregel
π
1, π
2, π
N aus einer Mehrzahl vorgespeicherter Aktionsauswahregeln π
1, π
2, π
N ausgewählt. Die Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N sind eingerichtet, basierend auf Zustandsdaten des Schienenverkehrs Steuerungsaktionen
zu ermitteln, die bei Ausführungen durch die Schienenfahrzeuge des Schienenverkehrs
zu einer Optimierung des Schienenverkehrs bzgl. eines vorbestimmten Steuerungsziels
KPI
1, KPI
2, KPI
N führen. Die einzelnen Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N sind bzgl. eines individuellen Steuerungsziels KPI
1, KPI
2, KPI
N optimiert. Beispielsweise ist eine Aktionsauswahlregel π
1, π
2, π
N auf eine Optimierung bzgl. eines Gesamtenergieverbrauchs des Schienenverkehrs optimiert,
während eine weitere Aktionsauswahlregel bzgl. einer Minimierung einer Gesamtverspätung
der Schienenfahrzeuge des Schienenverkehrs optimiert ist. Eine Optimierung einer Aktionsauswahlregel
π
1, π
2, π
N bzgl. eines Steuerungsziels KPI
1, KPI
2, KPI
N ist derart zu verstehen, dass die jeweilige Aktionsauswahlregel π
1, π
2, π
N eingerichtet ist, entsprechende Steuerungsaktionen zu bestimmen, die bei Ausführung
durch die Schienenfahrzeuge zur Optimierung des Schienenverkehrs bzgl. des jeweiligen
Steuerungsziels KPI
1, KPI
2, KPI
N führen. Im Verfahrensschritt 105 wird demzufolge aus der Mehrzahl vorgespeicherter
Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N die Aktionsauswahlregel π
1, π
2, π
N ausgewählt, die bzgl. des empfangenen Steuerungsziels KPI
1, KPI
2, KPI
N optimiert ist.
[0059] Die durch die Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N basierend auf den Zustandsdaten des Schienenverkehrs ermittelten Steuerungsaktionen
können neben oder alternativ zu tatsächlichen Steuerbefehlen an die Schienenfahrzeuge
Zeitvorgaben in Gestalt von Ankunfts-, Abfahrts- und/oder Standzeiten der Schienenfahrzeuge
an Haltestellen des Verkehrsnetzes umfassen. Eine beispielsweise auf einen Energieverbrauch
der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen optimierte Aktionsauswahlregel π
1, π
2, π
N ist somit eingerichtet, basierend auf den Zustandsdaten des Schienenverkehrs, in
denen wenigstens die Positionen der Schienenfahrzeuge zu eine bestimmten Zeitpunkt
beschrieben sind, Ankunfts-, Abfahrts- und/oder Standzeiten der Schienenfahrzeuge
für in Zukunft anzusteuernde Haltestellen zu bestimmen, Ankunfts-, Abfahrts- und/oder
Standzeiten derart ausgestaltet sind, dass bei Ansteuerung der Schienenfahrzeuge derart,
dass ein Einhalten der Ankunfts-, Abfahrts- und/oder Standzeiten durch die Schienenfahrzeuge
erreicht wird, ein Energieverbrauch der Schienenfahrzeuge minimiert wird.
[0060] Die entsprechend bestimmten Ankunfts-, Abfahrts- und/oder Standzeiten können hierbei
für verschieden Steuerungsziele variieren. Beispielsweise kann es zur Reduzierung
eines Energieverbrauchs vorteilhaft sein, ein Fahrzeug länger an einer Haltestelle
halten zu lassen, um das Anfahren des Fahrzeugs mit dem Beschleunigen und/oder Bremsen
andere Fahrzeuge zu synchronisieren. Für eine Reduzierung einer Verspätung der Schienenfahrzeuge
können längere Standzeiten hingegen nicht förderlich sein, da hierdurch vielmehr weitere
Verspätungen generiert würden. Die entsprechend ermittelten Ankunfts-, Abfahrts- und/oder
Standzeiten hängen ferner von den Zustandsdaten des Schienenverkehrs und insbesondere
von den Positionierungen der einzelnen Fahrzeuge ab.
[0061] In einem Verfahrensschritt 107 wird die wenigstens eine ausgewählte Aktionsauswahlregel
π
1, π
2, π
N auf die empfangenen Zustandsdaten des Schienenverkehrs ausgeführt und entsprechende
Steuerungsaktionen ermittelt. Die ermittelten Steuerungsaktionen, beispielsweise die
entsprechenden Ankunfts-, Abfahrts- und/oder Standzeiten, sind hierbei derart eingerichtet,
dass bei entsprechender Ansteuerung der Fahrzeuge der Schienenverkehr in einen Zustand
versetzt werden kann, der bezüglich des jeweiligen Steuerungsziel optimiert oder wenigstens
verbessert ist gegenüber zeitlich früheren Zuständen. Beispielsweise kann in einem
derart generierten Zustand eine Verspätung zum vorbestimmten Fahrplan reduziert oder
ein Energieverbrauch verringert sein.
[0062] In einem Verfahrensschritt 109 werden die Steuerungsaktionen gemäß der Ausführungsform
zu Figur 1 an die verschiedenen Module des Systems 200 bereitgestellt, so dass eine
Steuerung des Schienenverkehrs ermöglicht ist. Die Steuerung umfasst hierbei, dass
die Schienenfahrzeuge derart angesteuert werden, dass die im Verfahrensschritt ermittelten
Ankunfts-, Abfahrts- und/oder Standzeiten durch die Fahrzeuge eingehalten werden.
Die entsprechenden Ankunfts-, Abfahrts- und/oder Standzeiten können hierbei neben
einer für ein jeweiliges Fahrzeug auf einer Fahrstrecke des Verkehrsnetzes unmittelbar
vorausliegenden Haltestelle eine Mehrzahl von Haltestellen berücksichtigen, die durch
das Fahrzeug auf der Fahrstrecke in einem vorbestimmten Zeitraum bei entsprechender
Ansteuerung erreicht werden. Die entsprechenden Steuerungsaktionen können somit für
ein Schienenfahrzeug einen Satz von Ankunfts-, Abfahrts- und/oder Standzeiten für
eine Mehrzahl von Haltestellen umfassen.
[0063] Gemäß einer Ausführungsform wird in Verfahrensschritt 103 ein kombiniertes Steuerungsziel
KPI empfangen. Das kombinierte Steuerungsziel KPI umfasst eine Mehrzahl der vorbestimmten
Steuerungszielen KPI
1, KPI
2, KPI
N, die jeweils mit individuellen Gewichtungen W
1, W
2, W
N in das kombinierte Steuerungsziel KPI eingehen. Ein kombiniertes Steuerungsziel KPI
kann somit beispielsweise eine simultane Optimierung bzgl. eines Energieverbrauchs
und bzgl. einer Minimierung einer Gesamtverspätung des Schienenverkehrs umfassen,
wobei die Optimierung bzgl. des Energieverbrauchs und die Optimierung bzgl. der Gesamtverspätung
in einem beliebigen Verhältnis, beispielsweise 60 zu 40, in das kombinierte Steuerungsziel
KPI eingehen können. Eine Steuerung kann somit derart erfolgen, dass beispielsweise
zu 60% eine Reduzierung des Energieverbrauchs und zur 40% eine Reduzierung einer Verspätung
erreicht werden. Die beschriebenen Steuerungsziele und die angegebenen Verhältnisse
und Prozentangaben sind lediglich beispielhaft und stellen keine Einschränkung der
Erfindung dar.
[0064] Im Verfahrensschritt 105 wird darauffolgend eine Mehrzahl von Aktionsauswahlregeln
π
1, π
2, π
N der vorgespeicherten Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N ausgewählt. Die ausgewählten Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N sind hierbei auf die entsprechenden Steuerungsziele KPI
1, KPI
2, KPI
N des kombinierten Steuerungsziels KPI optimiert.
[0065] Im Verfahrensschritt 107 werden darauffolgend die Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N der ausgewählten Mehrzahl gemäß einem Ausführungsverhältnis ausgeführt. Das Ausführungsverhältnis
beschreibt hierbei für jede der ausgewählten Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N einen zeitlichen Anteil an einer Gesamtausführungsdauer der Mehrzahl von ausgeführten
Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N und ermöglicht eine Erfüllung des kombinierten Steuerungsziels KPI durch Ausführung
der ausgewählten Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N gemäß des entsprechenden Ausführungsverhältnisses. Zum Steuern des Schienenverkehrs
werden die Schienenfahrzeuge gemäß den durch die ausgewählten Aktionsauswahlregeln
π
1, π
2, π
N ermittelten Steuerungsaktionen in dem jeweiligen Ausführungsverhältnis angesteuert.
Das Ausführungsverhältnis kann hierbei der Gewichtung der einzelnen Steuerungsziele
KPI
1, KPI
2, KPI
N des kombinierten Steuerungsziels KPI entsprechen, so dass der Schienenverkehr gemäß
dem oben beschriebenen Beispiel beispielsweise zu 60 % eines Steuerungszeitraums gemäß
einer Optimierung bzgl. eines Energieverbrauchs angesteuert wird und zu 40 % des Ausführungszeitraums
gemäß einer Optimierung bzgl. einer Gesamtverspätung angesteuert wird. Die Ansteuerung
der Schienenfahrzeuge erfolgt hierbei gemäß den durch die Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N ermittelten Steuerungsaktionen. Das Ausführungsverhältnis kann jedoch auch von der
jeweiligen Gewichtung W
1, W
2, W
N der einzelnen Steuerungsziele KPI
1, KPI
2, KPI
N des kombinierten Steuerungsziels KPI abweichen.
[0066] Das Ausführungsverhältnis kann hierbei gemäß einer Ausführungsform eine Ausführungsdauer
t
1, t
2, t
N für jede der einzelnen Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N beschreiben und/oder eine zeitliche Abfolge der Mehrzahl von Aktionsauswahlregeln
π
1, π
2, π
N bestimmen. Der Schienenverkehr kann somit, dem oben beschriebenen Beispiel folgend,
für eine entsprechend bestimmte Ausführungsdauer t
1, t
2 bzgl. des Energieverbrauchs optimiert und für eine entsprechende Ausführungsdauer
t
1, t
2 bzgl. einer Gesamtverspätung optimiert. Die Ausführungsdauern t
1, t
2 können hierbei in entsprechende Zeitfenster aufgeteilt werden, so dass beispielswese
abwechselnd der Schienenverkehr bzgl. des einen und darauffolgend bzgl. des anderen
Steuerungsziels optimiert werden kann.
[0067] Das Ansteuern des Schienenverkehrs gemäß dem Ausführungsverhältnis und den entsprechend
bestimmten Ausführungsdauern t
1, t
2, t
N für die verschiedenen Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N bedeutet hierbei, dass die Schienenfahrzeuge für eine Ausführungsdauer derart angesteuert
werden, dass diese Ankunfts-, Abfahrts- und/oder Standzeiten erreichen oder einhalten,
die geeignet sind, ein erstes Steuerungsziel zu erreichen, und für eine weitere Ausführungsdauer
angesteuert werden, um andere Ankunfts-, Abfahrts- und/oder Standzeiten zu erreichen
oder einzuhalten, die eingerichtet sind, ein weiteres Steuerungsziel des kombinierten
Steuerungsziel zu erreichen.
[0068] Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Ausführungsverhältnis für jede ausgewählte
Aktionsauswahlregel π
1, π
2, π
N eine Ausführungswahrscheinlichkeit P bestimmen, gemäß der die Aktionsauswahlregel
π
1, π
2, π
N in einem Ausführungszeitraum auszuführen ist. Gemäß dem Ausführungsverhältnis wird
somit stochastisch bestimmt, zu welcher Wahrscheinlichkeit P jede Aktionsauswahlregel
π
1, π
2, π
N in einem entsprechenden Ausführungszeitraum auszuführen ist. Dies bedeutet, dass
der Schienenverkehr gemäß der entsprechenden Ausführungswahrscheinlichkeit P während
eines Ausführungszeitraums bzgl. des Energieverbrauchs bzw. der Gesamtverspätung optimiert
werden kann. Eine Ausführungszeit kann beispielsweise durch eine Zykluszeit bei einer
zyklischen Steuerung des Schienenverkehrs gegeben sein, so dass für jede Zykluszeit
eines auszuführenden Zyklus der Steuerung des Schienenverkehrs gemäß den entsprechenden
Ausführungswahrscheinlichkeiten P der Schienenverkehr bzgl. der jeweiligen Steuerungsziele
KPI
1, KPI
2, KPI
N optimiert werden kann.
[0069] Das Auswählen im Verfahrensschritt 105 und/oder das Ausführen im Verfahrensschritt
107 der Mehrzahl von Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N kann durch eine Zeitaufteilungsfunktion 300 ausgeführt werden. Die Zeitaufteilungsfunktion
300 kann hierbei durch Techniken des maschinellen Lernens auf das Bestimmen entsprechender
Ausführungsverhältnisse unter Berücksichtigung von kombinierten Steuerungszielen KPI
zu bestimmen. Die Zeitaufteilungsfunktion 300 kann beispielsweise durch bestärkendes
Lernen trainiert sein. Insbesondere kann die Zeitaufteilungsfunktion 300 durch ein
entsprechendes trainiertes neuronales Netz 303 ausgebildet sein.
[0070] Entsprechend können die Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N durch bestärkendes Lernen auf das Optimieren bzgl. der jeweiligen Steuerungsziele
KPI
1, KPI
2, KPI
N trainiert sein. Die Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N können ebenfalls als entsprechend trainierte neuronale Netze ausgebildet sein.
[0071] Das Training der Zeitaufteilungsfunktion 300 bzw. der Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N kann hierbei auf Simulationsdaten einer Simulation eines Schienenverkehrs basierend
durchgeführt werden. Die Simulationsdaten können hierbei durch eine entsprechende
Simulation, beispielsweise durch das Simulationsprogramm Falko, bereitgestellt werden.
[0072] Das Training der Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N und/oder der Zeitaufteilungsfunktion 300 kann hierbei ein Maximieren einer Belohnungsfunktion
umfassen, die entsprechend die jeweiligen Steuerungsziele KPI
1, KPI
2, KPI
N oder kombinierten Steuerungsziele KPI umfassen.
[0073] Das Training der Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N kann hierbei individuell durchgeführt werden, so dass jede Aktionsauswahlregel π
1, π
2, π
N auf ein individuelles Steuerungsziel KPI
1, KPI
2, KPI
N trainiert wird. Basierend auf den vortrainierten Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N kann darauffolgend die Zeitaufteilungsfunktion 300 auf verschiedene kombinierten
Steuerungsziele KPI, die jeweils unter Berücksichtigung verschiedener Gewichtungen
W
1, W
2, W
N die Steuerungsziele KPI
1, KPI
2, KPI
N der einzelnen Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N umfassen, auf das Bestimmen entsprechender Ausführungsverhältnisse trainiert werden.
[0074] Alternativ kann ein simultanes Training der Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N und der Zeitaufteilungsfunktion 300 vorgenommen werden. Beim simultanen Training
der Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N und der Zeitaufteilungsfunktion 300 können somit die vortrainierten und auf die einzelnen
Steuerungsziele KPI
1, KPI
2, KPI
N optimierten Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N auf die Erfüllung des kombinierten Steuerungsziels KPI trainiert werden, während
die Zeitaufteilungsfunktion 300 trainiert wird, ein entsprechendes Ausführungsverhältnis
zu bestimmen.
[0075] Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf eine Vielzahl beliebiger Steuerungsziele KPI
1, KPI
2, KPI
N und entsprechende kombinierte Steuerungsziele KPI und auf eine entsprechend beliebige
Anzahl entsprechend trainierte Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N anwendbar.
[0076] FIG 3 zeigt ein Diagramm einer Optimierung eines Schienenverkehrs in Bezug auf zwei
Steuerungsziele (KPI
1, KPI
2, KPI
N).
[0077] Figur 3 zeigt ein Diagramm einer Paretofront eines Schienenverkehrs, der bzgl. zwei
Steuerungszielen KPI
1, KPI
2 gesteuert bzw. optimiert wird. Das Diagramm in Figur 3 zeigt hierbei eine prozentuale
Optimierung O
1 bzgl. des ersten Steuerungsziels KPI
1 und eine prozentuale Optimierung O
2 bzgl. des zweiten Steuerungsziels KPI
2. Gezeigt sind mehrere optimierte Zustände Opt, Opt1, Opt2. Die dargestellten Punkte
der Paretofront zeigen hierbei Optimierungen des Schienenverkehrs bzgl. der beiden
Optimierungsziele KPI
1, KPI
2 für unterschiedliche Gewichtungen W
2 des zweiten Steuerungsziels KPI
2. Der Punkt Opt1 zeigt hierbei einen optimierten Zustand des Schienenverkehrs für
eine Gewichtung W
2 gleich 0 des zweiten Steuerungsziels KPI
2, sodass der Schienenverkehr im gezeigten Optimierungszustand Opt1 zu 100 % bzgl.
des ersten Steuerungsziels KPI
1 optimiert ist. Der optimierte Zustande Opt2 zeigt hingegen eine Optimierung des Schienenverkehrs
für eine Gewichtung W
2 gleich 100 des zweiten Steuerungsziels KPI
2, so dass in diesem optimierten Zustand der Schienenverkehr ausschließlich auf Optimierung
bzgl. des zweiten Steuerungsziels KPI
2 optimiert ist. Die weiteren optimierte Zustände zeigen verschiedene Verhältnisse
der zwei Steuerungsziele KPI
1, KPI
2, die gemäß den jeweiligen Gewichtungen W
1, W
2 in einem kombinierten Steuerungsziel KPI zusammengefasst sind.
[0078] Im gezeigten Diagramm ist eine Optimierung des Schienenverkehrs bzgl. eines Referenzzustands
Ref dargestellt, so dass die prozentualen Optimierungen O
1, O
2 als Verbesserungen des Schienenverkehrs bzgl. der ersten und zweiten Steuerungsziele
KPI
1, KPI
2 in Bezug auf den Referenzzustand Ref darstellt.
[0079] Die gezeigten Zahlenwerte sind lediglich beispielhaft und stellen keine tatsächliche
Optimierung eines Schienenverkehrs dar. Der dargestellte Optimierungsprozess des Schienenverkehrs
kann beispielsweise eine Situation beschreiben, in der durch Betrieb der Schienenfahrzeuge
der Schienenverkehr von einem vorbestimmten optimierten Fahrplan abgewichen ist, und
somit durch Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und durch entsprechende Optimierung
des Schienenverkehrs bzgl. der jeweiligen Steuerungsziele KPI
1, KPI
2, KPI
N eine Verbesserung bzw. Zurückführung des Schienenverkehrs zu dem vorbestimmten optimierten
Fahrplan unter Berücksichtigung der jeweiligen Steuerungsziele bewirkt werden soll.
[0080] FIG 4 zeigt eine schematische Darstellung einer zeitlichen Ausführung von zwei Aktionsauswahlregeln
(π
1, π
2) gemäß einem Ausführungsverhältnis.
[0081] Figur 4 zeigt einen zeitlichen Verlauf einer Ausführung von zwei Aktionsauswahlregeln
π
1, π
2, über einen Ausführungszeitraum, der in der gezeigten Ausführungsform durch eine
Zykluszeit t
c gegeben ist. In der gezeigten Ausführungsform wird die erste Aktionsauswahlregel
π
1, jeweils für eine erste Ausführungsdauer t
1 ausgeführt, während die zweite Aktionsauswahlregel π
2 darauffolgend für eine zweite Ausführungsdauer t
2 ausgeführt wird. In der gezeigten Ausführungsform ist der Ausführungszeitraum der
Zykluszeit t
c jeweils in einzelne Zeitabschnitte t
s ausgeführt. Die Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, werden jeweils in den Zeitabschnitten t
s ausgeführt und bewirken somit gemäß den jeweiligen Steuerungsaktionen Übergänge des
Schienenverkehrs in verschiedene Zustände S
t, S
t+1, ..., S
t+9. Die Darstellung in Figur 4 zeigt ein Beispiel für ein Ausführungsverhältnis, in
dem jeder Aktionsauswahlregel π
1, π
2, eine entsprechende Ausführungsdauer t
1, t
2 zugewiesen ist.
[0082] Alternativ hierzu können den gezeigten ersten und zweiten Aktionsauswahlregeln π
1, π
2 entsprechende Ausführungswahrscheinlichkeiten P zugeordnet werden, so dass die Aktionsauswahlregeln
π
1, π
2 in den einzelnen Zeitabschnitten t
s gemäß den jeweils zugeordneten Ausführungswahrscheinlichkeiten P ausgeführt werden.
[0083] FIG 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Architektur für eine Zeitaufteilungsfunktion
300 gemäß einer Ausführungsform.
[0084] Figur 5 zeigt eine Architektur einer Zeitaufteilungsfunktion 300 zur Ausführung und
Steuerung eines Schienenverkehrs. In der gezeigten Ausführungsfunktion wird die Zeitaufteilungsfunktion
300 zur Steuerung des Schienenverkehrs auf ein kombiniertes Steuerungsziel KPI angewendet,
das mit den entsprechenden Gewichtungen W
1, W
2, W
N versehene Steuerungsziele KPI
1, KPI
2, KPI
N umfasst. Die Zeitaufteilungsfunktion 300 ist hierbei eingerichtet, ein Ausführungsverhältnis
gemäß der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform zu generieren, das für jede Aktionsauswahlregel
π
1, π
2, π
N eine entsprechende Ausführungsdauer ermittelt.
[0085] In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Zeitaufteilungsfunktion 300 ein Zeitaufteilungsmodul
301 und ein Auswahlmodul 302. Das Zeitaufteilungsmodul 301 ist dazu eingerichtet,
für kombinierte Steuerungsziele KPI entsprechende Ausführungsverhältnisse zu bestimmen.
Das Auswahlmodul 302 ist ferner eingerichtet, basierend auf den bestimmten Ausführungsverhältnissen
die jeweiligen Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N auszuwählen. In der gezeigten Ausführungsform ist das Zeitaufteilungsmodul 301 als
neuronales Netz 303 ausgebildet. Das Auswahlmodul 302 umfasst ferner in der gezeigten
Ausführungsform eine Argmax-Funktion, die eingerichtet ist, die jeweiligen Aktionsauswahlregeln
π
1, π
2, π
N auszuwählen.
[0086] Neben den mit den Gewichtungen W
1, W
2, W
N versehenen Steuerungsziele KPI
1, KPI
2, KPI
N geht ferner ein Modulationsoperator mod als Aktivierungsfunktion in das neuronale
Netz 303 des Zeitaufteilungsmoduls 301 ein. Der Modulationsoperator mod ermöglicht
hierbei eine Berücksichtigung der Aufteilung der Zykluszeit t
c als Ausführungszeitraum in die in Figur 4 dargestellten Zeitabschnitte t
s. Abweichend zu der gezeigten Ausführungsform kann der Modulationsoperator mod als
Aktivierungsfunktion auch in tieferen Schichten des neuronalen Netzes angeordnet sein.
Insgesamt sind die in den Figuren 5, 6 gezeigten Strukturen der neuronalen Netze lediglich
beispielhaft und beschreiben keine Strukturen tatsächlich ausführbarer neuronaler
Netze.
[0087] In der gezeigten Architektur ist die Zeitaufteilungsfunktion 300 darauf trainiert,
für beliebige kombinierte Steuerungsziele KPI ein entsprechendes Ausführungsverhältnis
zu bestimmen, gemäß dem auf die einzelnen Steuerungsziele KPI
1, KPI
2, KPI
N optimierten Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N auszuführen sind.
[0088] Zur Ausführung der Zeitaufteilungsfunktion 300 und der Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N zum Steuern eines Schienenverkehrs gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren 100, werden
während des Betriebs des Schienenverkehrs und während des Verfahrens der Mehrzahl
von Schienenfahrzeugen Zustandsdaten der Schienenfahrzeuge empfangen. Die Zustandsdaten
können hierbei beispielsweise besagen, dass ein aktueller Zustand des Schienenverkehrs
von einem vorbestimmten Fahrplan abweicht.
[0089] Eine Steuerung des Schienenverkehrs kann somit vorsehen, den Schienenverkehr wieder
in Übereinstimmung mit dem optimierten Fahrplan zu bringen und entsprechend die Verspätungen
zu reduzieren. Diese Ansteuerung kann bezüglich verschiedener Steuerungsziele KPI
1, KPI
2, KPI
N angestrebt werden. Beispielsweise kann die Steuerung des Schienenverkehrs möglichst
energiesparend angestrebt werden. Alternativ kann eine möglichst schnelle Reduktion
der Verspätungen angestrebt werden.
[0090] In der gezeigten Ausführungsform wird die Steuerung des Schienenverkehrs unter Berücksichtigung
eines kombinierten Steuerungsziels KPI angestrebt, das eine Mehrzahl von Steuerungszielen
KPI
1, KPI
2, KPI
N in einer bestimmten Gewichtung umfasst. Beispielsweise kann die Steuerung des Schienenverkehrs
derart angestrebt werden, dass die Wiederherstellung des optimalen Fahrplans unter
Berücksichtigung eines minimierten Energieverbrauchs und unter Berücksichtigung einer
möglichst geringen Zeit bis zur erneuten Übereinstimmung mit dem optimierten Fahrplan
erfolgt.
[0091] Zur Steuerung des Schienenverkehrs wird demnach ein entsprechendes kombiniertes Steuerungsziel
KPI empfangen, das die jeweiligen angestrebten Steuerungsziele KPI
1, KPI
2, KPI
N mit entsprechenden Gewichtungen umfasst, wobei die Gewichtungen W
1, W
2, W
N für jedes KPI
1, KPI
2, KPI
N eine Priorisierung innerhalb der Ansteuerung des Schienenverkehrs beschreiben.
[0092] Zur Steuerung wird die Zeitaufteilungsfunktion 300 auf das empfangene kombinierte
Steuerungsziel KPI angewendet und ein entsprechendes Ausführungsverhältnis ermittelt.
Das Ausführungsverhältnis gibt hierbei ein Verhältnis an, gemäß dem die zu den jeweiligen
Steuerungszielen KPI
1, KPI
2, KPI
N gehörigen bzw. auf diese optimierten Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N auszuführen sind und gemäß dem der Schienenverkehr bezüglich der jeweiligen Steuerungsaktionen
der Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N anzusteuern ist.
[0093] Gemäß dem ermittelten Ausführungsverhältnis werden durch das Auswahlmodul 302 die
entsprechenden Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N ausgewählt und die ausgewählten Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N auf die empfangenen Zustandsdaten des Schienenverkehrs angewendet. Das Anwenden der
Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N auf die Zustandsdaten umfasst wie oben beschrieben das Ermitteln entsprechender Steuerungsaktionen
und gegebenenfalls entsprechender Ankunfts-, Abfahrts- und Standzeiten, die auf die
jeweiligen Steuerungsziele optimiert sind. Jede Aktionsauswahlregel π
1, π
2, π
N und die entsprechend durch diese ermittelbaren Steuerungsaktionen sind auf eines
der Steuerungsziele optimiert.
[0094] Durch eine Ausführung einer Aktionsauswahlregel π
1, π
2, π
N auf die Zustandsdaten des Schienenverkehrs ist die Aktionsauswahlregel π
1, π
2, π
N in der Lage, Steuerungsaktionen zu bestimmen, die eingerichtet sind, bei Ausführung
durch die Schienenfahrzeuge den Schienenverkehr aus einem aktuellen Zustand in einen
Zustand zu überführen, der bezüglich des jeweiligen Steuerungsziels optimiert oder
zumindest gegenüber dem zeitlichen vorangegangenen Zustand verbessert ist.
[0095] Das Ausführungsverhältnis beschreibt in der gezeigten Ausführungsform ein zeitliches
Verhältnis, das jeder beteiligten Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N eine Ausführungsdauer zuordnet, die den Zeitabschnitt angibt, während dem die jeweilige
Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N auszuführen ist. Das zeitliche Verhältnis ist hierbei derart eingerichtet, dass das
jeweilige kombinierte Steuerungsziel KPI erreicht wird.
[0096] Die Steuerung des Schienenverkehrs kann zyklisch ausgeführt werden, sodass gemäß
vorbestimmter Steuerzyklen Zustandsdaten und Steuerungsziele empfangen werden, die
Zeitaufteilungsfunktion 300 auf die Steuerungsziele angewendet und entsprechende Ausführungsverhältnisse
ermittelt werden, die entsprechenden Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N gemäß der jeweiligen Ausführungsverhältnisse auf die empfangenen Zustandsdaten ausgeführt,
entsprechende Steuerungsaktionen ermittelt werden und die Schienenfahrzeuge gemäß
der Steuerungsaktionen angesteuert werden und der Schienenverkehr somit in einen bezüglich
des jeweiligen Steuerungsziels optimierten oder wenigstens verbesserten Zustand überführt
wird.
[0097] Die gezeigte Darstellung der Zeitaufteilungsfunktion 300 ist lediglich beispielhaft.
Das darstellte neuronale Netz 301 stellt kein tatsächlich auszuführendes neuronales
Netz dar.
[0098] FIG 6 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Trainingsarchitektur für
eine Zeitaufteilungsfunktion 300 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
[0099] Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Architektur für eine Zeitaufteilungsfunktion
300. In der gezeigten Ausführungsform ist die Zeitaufteilungsfunktion 300 darauf trainiert,
ein Ausführungsverhältnis zu bestimmen, das für jede Aktionsauswahlregel π
1, π
2, π
N entsprechende Ausführungswahrscheinlichkeiten P ermittelt. Abweichend zu der Ausführungsform
in Figur 5 umfasst das Auswahlmodul 300 eine Softmax-Funktion 305, die eingerichtet
ist, basierend auf den durch das Zeitaufteilungsmodul 301 bestimmten Ausführungswahrscheinlichkeiten
P die entsprechenden Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N auszuwählen.
[0100] Die Ausführung der Architektur erfolgt analog zur Ausführung der Architektur in Fig.
6. Anstelle der dort beschriebenen Ausführungsdauer werden in der in Fig. 7 dargestellten
Architektur jedoch die verschiedenen Aktionsauswahlregeln für vorbestimmte Zeitabschnitte
gemäß der durch Zeitaufteilungsfunktion 300 bestimmten Ausführungswahrscheinlichkeiten
P ausgeführt.
[0101] FIG 7 zeigt ein Diagramm eines Hypervolumens HV eines Optimierungszustands eines
Schienenverkehrs.
[0102] Figur 7 zeigt eine graphische Darstellung eines Hypervolumens HV für verschiedene
optimierte Zustände eines bzgl. zweier Steuerungsziele KPI
1, KPI
2 zu optimierendem Schienenverkehr. Das Hypervolumen kann hierbei als objektive Größe
zur Bestimmung der Güte eines Trainingsprozesses bzw. der Güte der Optimierungsfähigkeiten
der einzelnen Aktionsauswahlregeln π
1, π
2, π
N bzw. der Zeitaufteilungsfunktion 300 dienen.
[0103] FIG 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Computerprogrammprodukts 40, umfassend
Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinheit dieses veranlassen,
das Verfahren 100 nach einer der oben genannten Ausführungsformen auszuführen.
[0104] Das Computerprogrammprodukt 400 ist in der gezeigten Ausführungsform auf einem Speichermedium
401 gespeichert. Das Speichermedium 401 kann hierbei ein beliebiges aus dem Stand
der Technik bekanntes Speichermedium sein.
[0105] Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert
und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele
eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden,
ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
1. Verfahren (100) zum Steuern eines Schienenverkehrs einer Mehrzahl von Schienenfahrzeugen
(215), umfassend:
- Empfangen (101) von Zustandsdaten des Schienenverkehrs, wobei die Zustandsdaten
Steuerungszustände des Schienenverkehrs der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen (215)
beschreiben und wenigstens Positionsdaten der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen umfassen;
- Empfangen (103) eines Steuerungsziels (KPI1, KPI2, KPIN) zum Steuern des Schienenverkehrs der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen (215);
- Auswählen (105) wenigstens einer Aktionsauswahlregel (π1, π2, πN) aus einer Mehrzahl von Aktionsauswahlregeln (π1, π2, πN) basierend auf dem Steuerungsziel (KPI1, KPI2, KPIN), wobei die Aktionsauswahlregeln (π1, π2, πN) eingerichtet sind, basierend auf Zustandsdaten des Schienenverkehrs Steuerungsaktionen
des Schienenverkehrs zu ermitteln, wobei durch Ausführung der Steuerungsaktionen durch
die Schienenfahrzeuge (215) der Schienenverkehr in einen bezüglich eines Steuerungsziels
(KPI1, KPI2, KPIN) optimierten Zustand überführbar ist, wobei jede Aktionsauswahlregel (π1, π2, πN) für die Optimierung bezüglich eines individuellen Steuerungsziels (KPI1, KPI2, KPIN) eingerichtet ist, und wobei die wenigstens eine ausgewählte Aktionsauswahlregel
(π1, π2, πN) für eine Optimierung bezüglich des empfangenen Steuerungsziels (KPI1, KPI2, KPIN) eingerichtet ist;
- Ausführen (107) der wenigstens einen ausgewählten Aktionsauswahlregel (π1, π2, πN) auf die empfangenen Zustandsdaten und Ermitteln von Steuerungsaktionen; und
- Bereitstellen (109) der Steuerungsaktionen zum Ansteuern der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen
(215).
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei das empfangene Steuerungsziel (KPI
1, KPI
2, KPI
N) ein kombiniertes Steuerungsziel (KPI) ist und eine Mehrzahl von Steuerungszielen
(KPI
1, KPI
2, KPI
N) umfasst, und wobei die Steuerungsziele (KPI
1, KPI
2, KPI
N) mit individuellen Gewichtungen (W
1, W
2, W
N) in das kombinierte Steuerungsziel (KPI) eingehen; umfassend:
- Auswählen (105) einer Mehrzahl von Aktionsauswahlregeln (π1, π2, πN), wobei jede Aktionsauswahlregel (π1, π2, πN) jeweils auf eine Optimierung bezüglich eines der Mehrzahl von Steuerungszielen (KPI1, KPI2, KPIN) des kombinierten Steuerungsziels (KPI) eingerichtet ist; und
- Ausführen (107) der Mehrzahl der ausgewählten Aktionsauswahlregeln (π1, π2, πN) gemäß einem Ausführungsverhältnis, wobei das Ausführungsverhältnis für jede ausgewählte
Aktionsauswahlregel (π1, π2, πN) einen zeitlichen Anteil an einer Gesamtausführungsdauer der Mehrzahl von ausgewählten
Aktionsauswahlregeln (π1, π2, πN) bestimmt, und wobei eine Ausführung der Mehrzahl von Aktionsauswahlregeln gemäß
dem Ausführungsverhältnis das kombinierte Steuerungsziel (KPI) erfüllt.
3. Verfahren (100) nach Anspruch 2, wobei durch das Ausführungsverhältnis für jede Aktionsauswahlregel
(π1, π2, πN) eine Ausführungsdauer (t1, t2) und/oder eine zeitliche Abfolge der Mehrzahl von Aktionsauswahlregeln (π1, π2, πN) bestimmt ist.
4. Verfahren (100) nach Anspruch 2, wobei durch das Ausführungsverhältnis für jede ausgewählte
Aktionsauswahlregel (π1, π2, πN) eine Ausführungswahrscheinlichkeit (P) bestimmt ist, gemäß der die Aktionsauswahlregel
(π1, π2, πN) in einem Ausführungszeitraum auszuführen ist.
5. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche 2 bis 4, wobei die ausgewählten
Aktionsauswahlregeln (π1, π2, πN) zyklisch ausgeführt werden, und wobei der Schienenverkehr gemäß der durch die Aktionsauswahlregeln
(π1, π2, πN) bestimmten Steuerungsaktionen zyklisch gesteuert wird.
6. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Auswählen und/oder
das Ausführen der Aktionsauswahlregeln (π1, π2, πN) durch eine Zeitaufteilungsfunktion (300) ausgeführt wird, und wobei die Zeitaufteilungsfunktion
(200) durch maschinelles Lernen trainiert ist, für kombinierte Steuerungsziele (KPI)
entsprechende Ausführungsverhältnisse zu bestimmen.
7. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Zeitaufteilungsfunktion
(200) und/oder die Aktionsauswahlregeln (π1, π2, πN) durch bestärkendes Lernen trainiert sind.
8. Verfahren (100) nach Anspruch 7, wobei das Training der Aktionsauswahlregeln (π1, π2, πN) und/oder der Zeitaufteilungsfunktion (300) basierend auf Simulationsdaten ausgeführt
wird, und wobei die Simulationsdaten auf einer Simulation eines Schienenverkehrs einer
Mehrzahl von Schienenfahrzeugen (215) basieren.
9. Verfahren (100) nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Training der Aktionsauswahlregeln
(π1, π2, πN) und/oder der Zeitaufteilungsfunktion (300) ein Maximieren von Belohnungsfunktionen
umfasst, und wobei die Belohnungsfunktionen Steuerungsziele (KPI1, KPI2, KPIN) und/oder kombinierte Steuerungsziele (KPI) definieren.
10. Verfahren (100) nach Anspruch 7, 8 oder 9, wobei die Aktionsauswahlregeln (π1, π2, πN) und die Zeitaufteilungsfunktionen (300) simultan trainiert werden.
11. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Aktionsauswahlregeln
(π1, π2, πN) und/oder die Zeitaufteilungsfunktion (300) als neuronale Netze (303) ausgebildet
sind.
12. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei Steuerungsziele (KPI1, KPI2, KPIN) umfassen: Minimierung eines Energieverbrauchs der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen
(215) und/oder Minimierung von Energieverbräuchen einzelner Schienenfahrzeuge (215)
und/oder Minimierung einer Gesamtverspätung der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen (215)
und/oder Minimierung einer Maximalverspätung einzelner Schienenfahrzeuge (215) und/oder
Minimierung einer quadratischen oder absoluten Abweichungssumme der Verspätungen bezüglich
eines mittleren oder medianen Verspätungswerts der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen
(215).
13. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steuerungsaktionen
Ankunftszeiten und/oder Abfahrtszeiten und/oder Standzeiten der Mehrzahl von Schienenfahrzeugen
(215) an Haltestellen innerhalb des Schienenverkehrsnetzes umfassen.
14. Recheneinheit (201), wobei die Recheneinheit (201) ausgebildet ist, das Verfahren
(100) zum Steuern eines Schienenverkehrs einer Mehrzahl von Schienenfahrzeugen nach
einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 13 auszuführen.
15. Computerprogrammprodukt (400) umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms
durch eine Datenverarbeitungseinheit diese veranlassen, das Verfahren (100) zum Steuern
eines Schienenverkehrs einer Mehrzahl von Schienenfahrzeugen nach einem der voranstehenden
Ansprüche 1 bis 13 auszuführen.