Rangeerprobleem met reiniging

• Oplossing in aanvaardbare tijd

Het systeem moet binnen een aanvaardbare tijd een oplossing bepalen, in het geval van deze scriptie 10-15 minuten. Doordat in een laat stadium (een aantal uren voor het begin van de planning) nog wijzigingen kunnen optreden in de gegevens voor een nachtovergang, is de tijd om een oplossing te bepalen gering. Een andere reden is de behoefte het systeem te gebruiken voor het analyseren van planningen. Bij een langere oplostijd heeft een rangeerplanner niet de mogelijkheid (tijd) om de gevolgen van kleine aanpassingen van de invoer te analyseren.

• Gedetailleerdheid met betrekking tot tijd en ruimte

Het rangeerprobleem met reiniging is een probleem op operationeel niveau. De oplossing voor het probleem moet een plan zijn dat op de dagelijkse omstandigheden aangepast is. De dienstregeling volgens het spoorboekje dient daarbij als uitgangspunt voor de aankomst- en vertrektijden van trein(stell)en. Bovendien is de ruimte op een knooppunt schaars gedurende de nachtovergang. Bij het opstellen van een model zal de tijd en de beschikbare ruimte op het knooppunt dus gedetailleerd moeten worden weergegeven.

• Robuustheid ten aanzien van kleine veranderingen

Vanwege het intensiever wordende treinverkeer zal de NS zich steeds verder ontwikkelen om de reiziger zo goed mogelijk van dienst te zijn. Veranderingen zullen doorgevoerd worden om het treinverkeer nog efficiënter te laten verlopen. Het systeem zal aanpasbaar moeten zijn aan veranderingen, zodat het ook bruikbaar zal zijn in de toekomst. De geboden oplossing voor het probleem zal ook robuust moeten zijn voor kleine veranderingen in het treinverkeer (bijvoorbeeld als een treinstel een paar minuten te laat op een knooppunt arriveert).

4.3 Rangeerprobleem met reiniging

In deze paragraaf worden gemaakte keuzes voor het modelleren van het rangeerprobleem met reiniging toegelicht. Deze keuzes hebben betrekking op de wijze waarop rekening gehouden wordt met de verschillende facetten van de rangeertaak in een ondersteuningsmodel.

4.3.1 Afbakening

De volgende aannames en beperkingen zijn voor het rangeerprobleem met reiniging gemaakt: - De situatie op een knooppunt wordt als onafhankelijk beschouwd, zodat alleen

rekening hoeft worden gehouden met treinverkeer op het knooppunt.

- Het aantal aankomende treinstellen per materieeltype dient gelijk te zijn aan het aantal vertrekkende treinstellen (zie ook paragraaf 2.2).

- Treinstellen van hetzelfde materieeltype zijn onderling uitwisselbaar. - Treinstellen van verschillend materieeltype zijn niet onderling uitwisselbaar.

wordt een minimale opvolgtijd (dat is de tijd tussen twee rangeerbewegingen) aangehouden tussen twee rangeerbewegingen over hetzelfde spoor.

- Het maken van diensten voor het rangeerpersoneel wordt buiten beschouwing gelaten (zie ook paragraaf 3.3).

- Fysieke eigenschappen en mogelijkheden van materieeltypen worden aan elkaar gelijk gesteld. Dit betekent dat treinstellen niet verschillen in bijvoorbeeld lengte of snelheid.

- Alleen treinstellen die tijdelijk niet in gebruik zullen zijn en op het knooppunt gereinigd en opgesteld moeten worden zullen in beschouwing worden genomen. - Voltanken, onderhoud en externe reiniging van treinstellen worden buiten

beschouwing gelaten.

4.3.2 Voorwaarden

Het is essentieel voor de NS dat treinen op tijd rijden en voldoende materieel beschikbaar is op de knooppunten. De dienstregeling en de samenstelling van de treinen worden vanuit de centrale planning in Utrecht opgesteld. Treinen moeten in de juiste samenstelling op tijd de knooppunten verlaten.

De volgende voorwaarden gelden daarbij.

- Voorwaarden ten aanzien van de samenstelling van treinen: De NS maakt

gebruik van meerdere materieeltypen. Voor elke vertrekkende en aankomende trein is de samenstelling en de volgorde ervan bekend.

- Voorwaarden ten aanzien van het railverkeer: Specifieke kenmerken van het

railsysteem brengen voorwaarden voor het verkeer mee. Zo kan een trein een andere trein niet passeren over hetzelfde spoor.

- Voorwaarden ten aanzien van de dienstregeling: De NS werkt met een

dienstregeling, waarin voor elke aankomende trein het aankomstmoment en de aankomstpositie bekend is en voor elke vertrekkende trein het vertrekmoment en de vertrekpositie.

- Voorwaarden ten aanzien van de infrastructuur: Materieel dat voor langere tijd

op een knooppunt blijft moet op een opstelspoor geplaatst worden. De aankomst- en vertreksporen moeten vrij blijven voor het overige treinverkeer.

- Voorwaarden ten aanzien van het reinigen: Voor alle treinstellen moet een

reinigingsbeurt gepland worden. De reinigingstijd is bekend bij de planner en de reiniging zal uitgevoerd worden op een daarvoor bestemd reinigingspoor.

Voorwaarden ten aanzien van de samenstelling van de treinen, het railverkeer en de dienstregeling zullen altijd gelden. Wanneer aan één van deze voorwaarden niet wordt voldaan is het rangeerplan niet uitvoerbaar.

Voorwaarden ten aanzien van de infrastructuur en het reinigen zijn gewenste voorwaarden waaraan niet altijd voldaan hoeft te worden. Wanneer er te weinig tijd is, mag de verplichte reiniging van treinstellen achterwege blijven. Bij onvoldoende opstelruimte op opstelsporen mogen treinstellen op een perronspoor geplaatst worden.

4.3.3 Reinigingsschema

De treinstellen die op een knooppunt opgesteld en gereinigd moeten worden zijn bekend. Wanneer het niet mogelijk is alle treinstellen te reinigen zal de rangeerplanner aangeven welke treinstellen gereinigd moeten worden. Het reinigen van sterk bevuilde treinstellen verdient de voorkeur. Bij het formuleren van een model voor het rangeerprobleem met reiniging is een keuze gemaakt tussen de volgende twee benaderingen:

1 De rangeerplanner bepaalt in eerste instantie zelf een reinigingsschema, waarin wordt aangegeven wanneer treinstellen van een bepaald materieeltype gereinigd moeten worden. In dit schema wordt rekening gehouden met de mogelijkheden op het reinigingsperron.

2 Binnen het model worden strafkosten toegekend wanneer een treinstel niet gereinigd wordt. De strafkosten verschillen per treinstel om zo rekening te houden met de voorkeuren van de rangeerplanner.

Er is gekozen voor de eerste benadering. Dit impliceert dat het aanbod van treinstellen, die op een knooppunt moeten worden opgesteld en gereinigd, is afgesteld op de mogelijkheden van het reinigingsperron en de voorkeuren van de rangeerplanner. Wanneer niet alle treinstellen gereinigd worden, kan de rangeerplanner zelf bepalen aan welke uitgaande treinen deze niet-gereinigde treinstellen worden toegewezen.

Op basis van het reinigingsschema is per materieeltype het aantal treinstellen bekend die op één van de reinigingssporen gereinigd kunnen worden. De rangeerplanner kan bepalen welke treinstellen dit zijn. Bij het formuleren van een model voor het toewijzen, opstellen, routeren en reinigen van deze treinstellen, zullen de treinstellen van eenzelfde materieeltype onderling uitwisselbaar zijn (zie ook paragraaf 2.2).

4.3.4 Invoer en uitvoer

De invoer van het rangeerprobleem met reiniging is de informatie over het knooppunt, de informatie over de aankomende en vertrekkende treinstellen, en welke gereinigd moeten worden.

De informatie over het knooppunt bestaat uit:

- overzicht sporen, opstelposities en verbindingen;

- overzicht sporen, opstelposities en verbindingen die (tijdelijk) niet gebruikt kunnen worden.

De informatie over de aankomende en vertrekkende treinstellen bestaat uit: - het materieeltype waartoe een treinstel behoort;

- de aankomsttijden en aankomstposities van de aankomende treinstellen; - de vertrektijden en vertrekposities van de vertrekkende treinstellen;

- de reinigingstijden (begintijden en eindtijden) voor treinstellen per materieeltype. In hoofdstuk 3 is opgemerkt dat het toekennen van de rangeeractiviteiten aan het personeel

- een toewijzing van de aankomende treinstellen aan de vertrekkende treinstellen;

- de spoorbezetting op het knooppunt voor de nachtovergang;

- de verplaatsingen tijdens de nachtovergang; - de reinigingstijden van de treinstellen.

4.3.5 Afwegingen voor een rangeerplan

Voor het rangeerprobleem met reiniging is het lastig om een precieze doelstelling vast te stellen met betrekking tot een rangeerplan. Planners verschillen in werkwijze en hebben verschillende wensen wat betreft een rangeerplan. Mogelijke afwegingen voor het kiezen van een rangeerplan kunnen zijn:

- het aantal te maken rangeerbewegingen;

- het aantal uit te voeren rangeerhandelingen;

- de keuze van sporen, waar materieel opgesteld wordt; - de keuze van routes voor het verplaatsen van materieel;

- het aantal gereinigde treinstellen aan het einde van de nachtovergang;

- de robuustheid van de oplossing.

Bij het modelleren zal bepaald moeten worden op welke wijze rekening gehouden kan worden met verschillende afwegingen.