Antwoorden op de scriptievragen

In paragraaf 1.4 zijn een aantal scriptievragen geformuleerd. Deze vragen hebben betrekking op de scriptie-opdracht. In deze scriptie is een antwoord gegeven op de verschillende vragen, waardoor uiteindelijk software-ondersteuning voor een rangeerplanner op een knooppunt is opgesteld. We geven in deze paragraaf nog een overzicht van de vragen en een kort antwoord daarop.

1. Wat is de inhoud van de rangeertaak van een rangeerplanner op een knooppunt? De rangeertaak is in pararaaf 2.3 als volgt omschreven:

In hoofdstuk 2 zijn de verschillende facetten van het rangeren en mogelijke relaties daartussen toegelicht. De facetten zijn (1) het toewijzen van aankomende aan vertrekkende treinstellen, (2) het opstellen van treinstellen, (3) het routeren van treinstellen, (4) het koppelen/ ontkoppelen van treinstellen, (5) het reinigen en onderhouden van treinstellen en (6) het toekennen van rangeeractiviteiten aan het personeel. De problemen voor het plannen van de nachtovergang liggen voornamelijk bij het opstellen van treinstellen en het reinigen van treinstellen. De ruimte voor het opstellen van treinstellen op een knooppunt is namelijk schaars en de reiniging is beperkt door de ruimte op de reinigingssporen en het reinigingspersoneel.

2. Wat zijn de voornaamste afwegingen bij het maken van een rangeerplan?

Een rangeerplanner maakt bij het plannen van de nachtovergang gebruik van het weekplan. Dit is een centraal aangeleverd rangeerplan dat zal gelden voor een aantal weken. Het weekplan kan worden opgesteld, omdat de NS gebruik maakt van een vaste dienstregeling. Elke dag doen zich wijzigingen voor in het treinverkeer. Bijvoorbeeld door vertragingen of extra ingezette treinen. Als gevolg van deze wijzigingen zal de rangeerplanner aanpassingen moeten maken in het weekplan. In hoofdstuk 3 is dit toegelicht en is gewezen op de multipliereffecten van een aanpassing in het weekplan.

De belangrijkste afweging voor de rangeerplanner is in hoeverre hij uit kan gaan van het weekplan. Als gevolg van wijzigingen in het treinverkeer zal hij afwegingen moeten maken ten aanzien van de reiniging, de opstelposities en de toewijzing van treinstellen. Bijvoorbeeld bij een te late aankomst voor de geplande reiniging zal een afweging gemaakt moeten worden of het reinigingsschema wordt aangepast of dat de geplande reiniging niet of slechts gedeeltelijk wordt uitgevoerd.

3. Op welke punten heeft de rangeerplanner behoefte aan ondersteuning?

Zoals aangegeven moet een rangeerplanner aanpassingen maken in een bestaand plan om een definitief rangeerplan op te stellen. Zeker op grotere knooppunten kan dit als gevolg van multipliereffecten een lastige taak zijn. Er is behoefte aan ondersteuning waarmee in korte tijd een rangeerplan opgesteld kan worden. Dit kan een rangeerplan zijn dat is aangepast op het weekplan of een geheel nieuw plan.

Het probleem van het opstellen van een rangeerplan voor de nachtovergang is samengevat in het rangeerprobleem met reiniging. Dit probleem wordt aan het eind van hoofdstuk 3 als volgt gedefinieerd:

Het plannen van de treinstelverplaatsingen op een knooppunt, zodanig dat treinstellen van de aankomende treinen:

- tijdens de nachtovergang worden opgesteld op het knooppunt;

- tijdens de nachtovergang gereinigd kunnen worden op het reinigingsperron;

- in de ochtend worden ondergebracht in een vertrekkende trein.

De rangeerplanner heeft behoefte aan ondersteuning bij het oplossen van dit probleem. 4. Welk wiskundig model kan als uitgangspunt dienen voor deze ondersteuning?

Het rangeerprobleem met reiniging is een probleem op operationeel niveau. Het is van belang alle mogelijkheden voor het opstellen en verplaatsen van treinstellen in detail weer te geven. In navolging van andere studies is gekozen voor een model dat is gebaseerd op een ruimte-tijdnetwerk. In dit netwerk kunnen de mogelijkheden voor het opstellen en verplaatsen goed gemodelleerd worden. De knopen geven een (ruimte,tijd)-combinatie aan, de pijlen een opstel- of verplaatsingsmogelijkheid. Een stroom in het netwerk betreft het opstellen en verplaatsen van treinstellen van een materieeltype.

Het uiteindelijke probleem wordt aan het eind van hoofdstuk 4 gemodelleerd door het rangeermodel. Het rangeermodel is een geheeltallig lineair optimaliseringsmodel. Dit model is een multicommodity netwerkstroommodel, waarin de kosten voor het opstellen en verplaatsen van treinstellen geminimaliseerd moeten worden.

5. Hoe kan het wiskundige model het beste opgelost worden?

Het rangeermodel zal sequentieel worden opgelost door een heuristiek die in hoofdstuk 5 is beschreven. In het begin van hoofdstuk 5 is een afweging gemaakt tussen de wenselijkheid van een optimale oplossing voor het rangeermodel en de benodigde tijd voor het bepalen van deze oplossing. Gezien het type model en de vele variabelen en voorwaarden is besloten af te wijken van de optimale oplossing. Het rangeermodel is daarom opgesplitst in een serie single-commodity netwerkstroommodellen die uitstekend met de netwerk simplex methode opgelost kunnen worden.

6. Hoe kan de gegenereerde oplossing beoordeeld worden?

In hoofdstuk 6 worden meerdere experimenten beschreven. In deze experimenten wordt een oplossing bepaald voor het rangeerprobleem met reiniging. Deze oplossing geeft een lijst met treinstelverplaatsingen tijdens de nachtovergang. Voor een beoordeling van de oplossing is het van belang te kijken of (a) de reinigingsmogelijkheden gedurende de nachtovergang benut worden, (b) de treinstellen op de juiste sporen worden opgesteld, (c) de treinstellen op een efficiënte wijze worden verplaatst en (d) gebruik wordt gemaakt van de voordelen van gekoppeld verplaatsen. In hoofdstuk 6 is daarom gekeken naar de volgende punten:

1. Het aantal keren dat treinstellen langere tijd op een perronspoor worden opgesteld. 2. Het aantal treinstelverplaatsingen.

3. Het aantal treinverplaatsingen, waarin treinstellen gekoppeld worden verplaatst. 4. Het aantal keren dat treinstellen gekoppeld en ontkoppeld worden.

De hoofddoelstelling van deze scriptie-opdracht werd als volgt geformuleerd:

Het ontwikkelen van ondersteuning die een rangeerplanner in staat stelt:

- zelf een rangeerplan op te stellen voor een nachtovergang. Hierbij hoeft hij het

bestaande rangeerplan niet als uitgangspunt te nemen;

- een plan op te stellen voor een selectie treinstellen ter aanvulling op het bestaande

rangeerplan voor een nachtovergang.

Daarbij was het van belang een uitvoerbaar plan op te stellen in een redelijke tijd. Voor het ontwikkelde ondersteuningssysteem geldt dat deze nog verder ontwikkeld moet worden. Een

het streven de doorlooptijd voor het opstellen van een rangeerplan voor een nachtovergang te verkorten. Tevens geeft het systeem een rangeerplanner de mogelijkheid verschillende planningen te analyseren.