Anhang 01 - AP01 - Elektronischer Fahrplan

Projektdokumentation „Portal C“
Projektdokumentation
Forschungsprojekt „Portal C“ im Rahmen der
Forschungsinitiative Schiene
AP 1: Elektronischer Fahrplan
Anhang 1
Das diesem Bericht zugrundeliegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie unter dem Förderkennzeichen 19G2075A gefördert.
Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor.
1
Projektdokumentation „Portal C“
Inhaltsverzeichnis
1
2
Einleitung ....................................................................................................................... 3
Problematik .................................................................................................................... 3
2.1
Das Elektronische Güterkursbuch (EGKB) .............................................................. 3
2.1.1
Probleme im Elektronischen Güterkursbuch..................................................... 6
2.2
Allgemeine Unterschiede von Personenverkehr gegenüber Güterverkehr............... 8
3 Umsetzung ....................................................................................................................10
3.1
Überblick über Transform und HAFAS ...................................................................10
3.2
Grundlagen der Fahrplanauskunft Güterverkehr ....................................................11
3.2.1
Entschlüsselung der DIZ-Dateien ....................................................................11
3.2.2
Algorithmische Umsetzung der gedruckten Güterkursbuches .........................11
3.3
Erstellen von Transform-Input ................................................................................11
3.3.1
Bildungs- und Auflösungszeiten ......................................................................12
3.3.2
Dienststellennummern und Bahnhofsnummern ...............................................12
3.3.3
Ausnahmen vom Leitungsweg (Präfix 101-199) ..............................................13
3.3.4
Wochenendausnahmen (Präfix 200-299) ........................................................13
3.3.5
Durchfahrene Bahnhöfe (Präfix 300) ...............................................................13
3.3.6
Vorübergänge (Präfix 400-499) .......................................................................14
3.3.7
Übergänge zwischen Bahnhöfen.....................................................................14
3.3.8
Streckenklassen..............................................................................................15
3.4
Anpassung des Suchalgorithmus‘ ..........................................................................16
3.4.1
Nahbereich......................................................................................................16
3.4.2
Richtzahlen .....................................................................................................16
3.4.3
Zugbildung (Leitungswege) .............................................................................17
3.4.4
Suche nach dem ersten abfahrenden Zug.......................................................17
3.5
Mögliche Verbesserungen zum Suchalgorithmus...................................................17
4 Ergebnisse ....................................................................................................................18
4.1
Fahrplanauskunft Güterverkehr im DB-Design .......................................................18
4.2
Fahrplanauskunft Güterverkehr im OHE-Design ....................................................22
2
Projektdokumentation „Portal C“
1
Einleitung
Das vorliegende Dokument gibt eine Übersicht über die Entwicklung einer HAFAS-Version
für den Güterverkehr. Dies beginnt mit einer Beschreibung des Elektronischen Güterkursbuches und seiner eingeschränkten Nutzungsmöglichkeiten im Vergleich zu einem modernen
Fahrplanauskunftssystem wie HAFAS, das für den Personenverkehr eingesetzt wird. Allerdings gibt es auch prinzipielle Unterschiede zwischen Personen- und Güterverkehr, aus denen sich der spezifische Anpassungsaufwand beim Einsatz von HAFAS ergab.
Es schließt sich eine Darstellung der technischen Schwierigkeiten an, auf Grundlage des
Datenformates (DIZ) geeignete Rohdaten für HAFAS zu erzeugen und den HAFASAlgorithmus so anzupassen, dass den Besonderheiten des Güterverkehrs Rechnung getragen wird. Den Abschluss bildet ein Überblick über die im Internetportal verwirklichte Fahrplanauskunft.
2
Problematik
2.1
Das Elektronische Güterkursbuch (EGKB)
Zur computerbasierten Fahrplanauskunft im Güterverkehr wurde bislang das Elektronische
Güterkursbuch (EKGB) verwendet. Das EGKB ist eine reine DOS-Anwendung, die nur offline
benutzt werden kann. Das aus einer typischen DOS-Anwendung resultierende unübersichtliche Layout des EGKB ist in Abbildung 1, Abbildung 2 und Abbildung 3 zu sehen.
Abbildung 1: Eingabemaske des EGKB
Ein wesentlicher Punkt bei einer im Einsatz befindlichen Software sind die Wartung, Pflege
und Weiterentwicklung. Das Projekt EGKB ist in soweit abgeschlossen, dass momentan
niemand für Wartung und Pflege des Programms zuständig ist oder die notwendigen Kennt-
3
Projektdokumentation „Portal C“
nisse des Quellcodes besitzt. Das Layout des Programms steht somit fest und kann ohne
größeren Aufwand nicht verändert werden.
Ein weiterer Nachteil in diesem Zusammenhang ist, dass auftretende Fehler nicht behoben
werden können. Bei der Realisierung von HAFAS-Cargo sind uns einige offensichtliche Fehler im EGKB aufgefallen (Abschnitt 2.1.1). Ein Beispiel hierzu ist eine beliebige Verbindung
mit Zielbahnhof „Lörrach Kraft-Foods“. Zu diesem Zielbahnhof gibt es keinen ankommenden
Zug. Das EGKB bemerkt dies jedoch nicht, sondern sucht strikt weiter nach Zügen in Richtung Ziel bis die Liste der dargestellten Züge voll ist, was zu der in Abbildung 2 dargestellten
Verbindungsanzeige führt.
Abbildung 2: Verbindung mit Ziel „Lörrach Kraft-Foods“
Ein weiterer wesentlicher Punkt für eine im Einsatz befindliche Fahrplanauskunft ist die Qualitätssicherung der Daten. HAFAS bietet hierzu mit dem Programm batch.exe die Möglichkeit, mittels des HAFAS-Algorithmus‘ eine beliebige Anzahl von Verbindungen berechnen zu
lassen. Die Ergebnisse eines solchen Massentests werden in einer Datei gespeichert. Auf
diese Weise können leicht Fehler innerhalb der Fahrplandaten, aber auch Fehler im Programm selbst ermittelt werden. Das EGKB bietet standardmäßig keine Möglichkeit für solche
Massentests.
Als weitere Motivation für die Entwicklung von HAFAS-Cargo seien hier einige neue oder
verbesserte Features genannt, die im EGKB bislang nicht verwirklicht gewesen sind:
•
Verbesserte Bahnhofsauswahl: Im EGKB stehen die wählbaren Bahnhöfe sämtlich in
einer Liste, die alphabetisch sortiert ist. Wird der Name eines Bahnhofs eingegeben,
springt die Liste automatisch an die der bisherigen Eingabe entsprechende Stelle. Das
Wissen der genauen Schreibweise des Namens des Bahnhofs ist hierbei vorausgesetzt.
4
Projektdokumentation „Portal C“
HAFAS verfügt mit der Suche nach übereinstimmenden Bahnhofsnamen über ein wesentlich leistungsfähigeres Werkzeug zur Identifikation von Bahnhöfen: Der Benutzer gibt
zunächst einen Bahnhofsnamen an. Das System ermittelt aus der Liste der verfügbaren
Bahnhofsnamen diejenigen, die der eingegebenen Zeichenfolge am ähnlichsten sind. Die
richtige Schreibweise des Namens ist dabei nicht unbedingt erforderlich. Die Ergebnisse
werden, nach Übereinstimmung zur eingegebenen Zeichenfolge sortiert, dem Benutzer
zu Auswahl angeboten.
•
Umgebungsplan von Bahnhöfen: Für die Anlieferung von Gütern zu einem Bahnhof
kann es interessant sein, einen Umgebungsplan des Bahnhofs zur Verfügung zu haben.
Dieser wird im Internetportal per Link aus der Verbindungsansicht aufgerufen, ist im
EGKB hingegen nicht verfügbar
•
Verbindungsgrafiken: Auch eine grobe Übersichtsichtskarte für eine komplette Verbindung kann im EGKB nicht angezeigt werden und wird somit erst durch das Internetportal
verfügbar gemacht.
•
Verkehrstage und Blättern: Das EGKB bietet die Möglichkeit, Verbindungen an einem
Wochentag oder für eine gesamte Woche zu suchen. In der Verbindungsübersicht werden die Verkehrstage der jeweiligen Verbindung mit angezeigt. Der Benutzer muss daraus die für ihn passende Verbindung selbstständig ermitteln (Abbildung 3). In HAFAS
wird im Gegensatz dazu immer nur eine Verbindung zu einer bestimmten Zeit ermittelt.
Der Benutzer erhält damit immer die Verbindung zu der von ihm gewünschten Zeit. Startet die Verbindung zu früh oder ist die Anzeige von Alternativen gewünscht, kann der Benutzer sich auch per einfachen Mausklick spätere Verbindungen anzeigen lassen (diesen
Vorgang bezeichnet man als Blättern).
Abbildung 3: EGKB Verbindungsübersicht mit Verkehrstagen
5
Projektdokumentation „Portal C“
•
Ankunfts- und Abfahrtstafeln: Im EGKB gibt es keine Möglichkeit herauszufinden, welche Züge an einem bestimmten Bahnhof ankommen oder abfahren. Diese Funktion ist in
HAFAS über die Ankunfts- und Abfahrtstafeln der Bahnhöfe realisiert.
2.1.1 Probleme im Elektronischen Güterkursbuch
Im Folgenden eine Auflistung von Problemen im EGKB:
Erkennung von Verbindungen, die nicht zum Ziel gelangen können, schlägt fehl:
Beispiel: Verbindungen nach „Lörrach Kraft-Foods“ (siehe Abbildung 2).
Falsche Tagesangaben:
Das EGKB liefert die Verbindungen
Relation Zeithain Rohrwerk->Eberswalde Schwg Wer
Vorgaben: Bereit 14.11.03 Fr 12.00...Sa 12.00
für Produkt FRA
ab 15.12.2002
Ankunft
K│
Abfahrt
VerkTage:----5-Bahnhof
an
Auflösg Z│Bldg bis
ab
ZugNr VTS SK Bes
───────────────────────────────────────┼──────────────────────────────────
Zeithain Rohrwerk
│Fr 15.0 Fr 15.00 t57569 124 D4
Riesa
Fr 15.11 Fr 16.4 │Fr 16.5 Fr 17.21 53787 124 D4
Dre-Friedrichstadt
Fr 18.15 Fr 19.5 │Sa 5.3 Sa 7.25 t51746 127 D4
Seddin
Sa 11.04 Sa 12.5 │Sa 14.2 Sa 17.00 53197 62 D4
Berlin Nordost
Sa 18.24 Sa 21.4 │So 0.0 Mo 3.20 55252 124 D4
Eberswalde Hbf
Mo 3.58 Mo 5.3 │
nach Absprache mit NL
CM4
Eberswalde Schwg Wer
│
CM4
Transportzeit:
Fahrzeit
:
Umstellzeit :
62.28
6.46
55.42
Betriebsentfernung
: 344 km
maßgebl. Streckenklasse : CM4
und
Relation Berlin Nordost->Eberswalde Hbf
Vorgaben: Bereit 15.11.03 Sa 0.01...So
für Produkt FRA
ab 15.12.2002
0.01
Ankunft
K│
Abfahrt
VerkTage:1-----Bahnhof
an
Auflösg Z│Bldg bis
ab
ZugNr VTS SK Bes
───────────────────────────────────────┼──────────────────────────────────
Berlin Nordost
│Mo 0.0 Mo 3.20 55252 124 D4
Eberswalde Hbf
Mo 3.58 Mo 5.3 │
Transportzeit:
Fahrzeit
:
Umstellzeit :
5.28
0.38
4.50
Betriebsentfernung
:
44 km
maßgebl. Streckenklasse : D4
Offenbar fährt der Zug 55252 am Montag um 0:00 Uhr und nicht am Sonntag um 0:00 Uhr.
Streckenklassen für Ausnahmeverbindungen:
Der Zug 56720 fährt von „Wittingen West“ nach „Celle“ als Ausnahme für „Celle Nord“. Das
heißt, eine Verbindung, die von „Wittingen West“ eigentlich nach „Celle Nord“ fahren würde,
darf auch diesen speziellen Zug nach „Celle“ benutzen.
6
Projektdokumentation „Portal C“
Die Streckenklassen sind:
„Wittingen West“ nach „Celle“: D4
„Wittingen West“ nach „Celle Nord“: C2
Eine Verbindung auf diesem Streckenabschnitt erhält vom EGKB für das Teilstück von „Wittingen West“ nach „Celle Nord“ die Streckenklasse C2, also nicht die Streckenklasse für die
Strecke, auf der der Zug tatsächlich verkehrt.
Probleme mit Wochenendausnahmen:
Das EGKB liefert folgende Verbindungen auf Anfragen am Sonntag, 0:00 Uhr:
Ankunft
K│
Abfahrt
VerkTage:1-----Bahnhof
an
Auflösg Z│Bldg bis
ab
ZugNr VTS SK Bes
───────────────────────────────────────┼──────────────────────────────────
Nürnberg Rbf
│Mo 19.2 Mo 20.51 i50074 124 D4
Hagen-Vorhalle
Di 3.08 Di 3.4 │Di 8.2 Di 10.17 53847 60 D4
Schwerte (Ruhr)
Di 10.33 Di 14.0 │Mi 8.1 Do 5.15 58481 124 D4
Arnsberg(Westf)Süd
Do 6.28 Do 6.3 │
Transportzeit:
Fahrzeit
:
Umstellzeit :
59.07
7.46
51.21
Betriebsentfernung
: 474 km
maßgebl. Streckenklasse : D4
und
Ankunft
K│
Abfahrt
VerkTage:1-----Bahnhof
an
Auflösg Z│Bldg bis
ab
ZugNr VTS SK Bes
───────────────────────────────────────┼──────────────────────────────────
Nürnberg Rbf
│Mo 0.4 Mo 5.34 51502 64 D4
Gremberg S/N
Mo 12.27 Mo 13.0 │Mo 21.3 Di 0.45 t52650 62 D4
Schwerte (Ruhr)
Di 2.13 Di 3.0 │Di 3.5 Di 5.15 58481 124 D4
Neheim-Hüsten West
Di 9.30 Di 9.3 │
Transportzeit:
Fahrzeit
:
Umstellzeit :
32.46
12.36
20.10
Betriebsentfernung
: 574 km
maßgebl. Streckenklasse : D4
Bei der Verbindungssuche zum Ziel „Neheim-Hüsten West“ wird innerhalb der Verbindung
(von „Nürnberg Rbf“ nach „Gremberg S/N“) eine Wochenendausnahme benutzt. Bei der Verbindungssuche zum Ziel „Arnsberg (Westf) Süd“ wird dieselbe Wochenendausnahme aber
nicht benutzt, obwohl beide Bahnhöfe im Empfang die gleiche Richtzahl haben (239-40).
Dieses Problem tritt nur dann auf, wenn für den ersten Verbindungsabschnitt einer Verbindung (der nicht nach Absprache mit Niederlassung erfolgt) eine Wochenendausnahme existiert. Offenbar benutzt das EGKB nur dann solche Wochenendausnahmen, wenn das Ziel
der gesamten Verbindung im Richtzahlverzeichnis des Güterkursbuchs aufgeführt ist. Im
Beispiel ist im Richtzahlenverzeichnis unter 239-40 „Neheim-Hüsten West“ aufgeführt.
Niederlassungsanbindungen am Ende einer Verbindung:
Das EGKB liefert folgende Verbindungen:
Relation Bo Praesident Krupp->Bremen Roland Ubf
Vorgaben: Bereit 19.10.03 So 0.01...Mo 0.01
für Produkt ICG
ab 15.12.2002
7
Projektdokumentation „Portal C“
Ankunft
K│
Abfahrt
VerkTage:1-----Bahnhof
an
Auflösg Z│Bldg bis
ab
ZugNr VTS SK Bes
───────────────────────────────────────┼──────────────────────────────────
Bo Praesident Krupp
│Mo 1.3 Mo 2.04 57242 126 D4
Wanne-Eickel Hbf
Mo 3.22 Di 3.2 │Di 17.1 Di 17.53 i53763 124 D4
Hagen-Vorhalle
Di 18.34 Di 19.3 │Di 20.3 Di 23.20 i50023 124 D4
Seelze O/W
Mi 2.49 Mi 3.4 │Mi 4.3 Mi 6.52 +53430 62 D4
Bremen-Grolland
Mi 9.11 Mi 10.0 │
nach Absprache mit NL
D4
Bremen Roland Ubf
│
und
Relation Bo Praesident Krupp->Bremen-Grolland
Vorgaben: Bereit 19.10.03 So 0.01...Mo
für Produkt ICG
ab 15.12.2002
0.01
Ankunft
K│
Abfahrt
VerkTage:------7
Bahnhof
an
Auflösg Z│Bldg bis
ab
ZugNr VTS SK Bes
───────────────────────────────────────┼──────────────────────────────────
Bo Praesident Krupp
│So 18.1 So 18.44 57250 125 D4
Wanne-Eickel Hbf
So 19.45 So 20.5 │Mo 17.1 Mo 17.53 i53763 124 D4
Hagen-Vorhalle
Mo 18.34 Mo 19.3 │Mo 20.3 Mo 23.20 i50023 124 D4
Seelze O/W
Di 2.49 Di 3.4 │Di 4.3 Di 6.52 +53430 62 D4
Bremen-Grolland
Di 9.11 Di 10.0 │
Problem: Die Kante von „Bo Praesident Krupp“ nach „Wanne-Eickel Hbf“ ist eine Nahbereichsanbindung. Auf solchen Kanten dürfen normalerweise alle Züge (egal ob ICG-Zug,
oder nicht) für ICG-Verbindungen benutzt werden. Falls am Ende der Verbindung eine Niederlassungsanbindung verkehrt, wird jedoch von den nicht-ICG Zügen nur der erste (nach
Uhrzeit sortiert) benutzt. Das ist in diesem Fall der Zug mit der Nummer 57242.
2.2
Allgemeine Unterschiede von Personenverkehr gegenüber
Güterverkehr
Die Fahrplanauskunft HAFAS wurde ursprünglich für den Personenverkehr entwickelt und
eingesetzt. Daher berücksichtigt die Verbindungssuche in HAFAS spezielle Eigenschaften
des Personenverkehrs, die für die Beförderung von Gütern unwesentlich oder sogar unzulässig sind. Einige wesentliche Unterschiede seien hier aufgeführt:
•
Freie Wahl der Strecke: Der auffälligste Unterschied zwischen Personenverkehr und
Güterverkehr besteht in der Wahl der Strecke für eine Verbindung. Im Personenverkehr
kann der Reisende unabhängig von Start und Ziel seiner Reise verschiedene Routen benutzen. Der Vorteil liegt darin, je nach Abfahrtszeit die günstigste Verbindung unabhängig
von der Strecke wählen zu können. Als Beispiel sei eine Verbindung von Bielefeld nach
Frankfurt am Main genannt. Hier ist die Benutzung von drei alternativen Strecken (über
Hannover, Dortmund oder Kassel) möglich (siehe Abbildung 4). Beim Güterverkehr ist
der Beförderungsweg durch die sogenannten Leitungswege festgelegt, die grundsätzlich
benutzt werden müssen. In einigen Fällen gibt es hier durch Ausnahmeregelungen eine
8
Projektdokumentation „Portal C“
alternative Strecke, die benutzt werden kann, aber auch dabei muss ein vorgegebener
Weg eingehalten werden.
•
Günstigere Verbindungen durch längere Wartezeiten: Häufig können zwischen zwei
Fernverkehrsbahnhöfen unterschiedliche Zuggattungen benutzt werden. Zum Beispiel
kann ein Reisender von Hannover nach Göttingen sowohl per ICE als auch per IC reisen.
Im konkreten Fall startet der ICE um 18:10 Uhr und ist um 18:45 Uhr in Göttingen, der IC
startet um 18:00 Uhr und kommt um 19:08 Uhr an. Bei Start der Verbindung in Hannover
um 18:00 Uhr kommt man also nicht mit dem zuerst abfahrenden IC am schnellsten in
Göttingen an, sondern mit dem um 18:10 Uhr startenden ICE. Im Güterverkehr wird die
Fracht stets mit dem ersten Zug weiterbefördert, der zum nächsten Bahnhof im Leitungsweg fährt.
•
Zeitschnellste und bequeme Verbindungen: HAFAS berechnet für den Personenverkehr im Standardmodus zum einen die zu einer bestimmten Zeit schnellste Verbindung,
zum anderen Verbindungen, die langsamer als die zeitschnellste Verbindung sind, jedoch weniger Umstiege als diese benötigen. Beim Güterverkehr sind die Zeiten einer
Verbindung durch die wenigen zulässigen Leitungswege, durch die Züge, die auf dem
Leitungsweg verkehren und durch die Tatsache, dass immer der erste verfügbare Zug
benutzt werden muss, vorgegeben. Die Anzahl der Umstiege oder die für eine Verbindung benötigte Zeit spielen bei der Verbindungssuche keine Rolle.
Abbildung 4: Verbindungen von Bielefeld nach Frankfurt am Main
9
Projektdokumentation „Portal C“
Die oben genannten Unterschiede zeigen bestimmte Features auf, die fester Bestandteil der
Verbindungssuche in HAFAS sind. Um eine HAFAS-Version für den Güterverkehr zu entwickeln, mussten diese Features sämtlich überarbeitet werden. Auf die Änderungen am Suchalgorithmus wird in Abschnitt 3.4 genauer eingegangen.
3
Umsetzung
Dieser Abschnitt beschreibt die durchgeführten Arbeiten bei der Entwicklung einer lauffähigen HAFAS-Cargo Version. Dabei waren drei Arbeitsschritte erforderlich:
1. Extraktion der Daten aus den binären Eingabedateien (DIZ) des EGKB.
2. Erzeugen von HAFAS-Rohdatendateien aus diesen Daten.
3. Anpassung des Suchalgorithmus‘ von HAFAS für die Spezialitäten des Güterfahrverkehrs.
Zum besseren Verständnis wird zunächst der grobe Ablauf einer Datenaufbereitung für HAFAS beschrieben.
3.1
Überblick über Transform und HAFAS
Für eine funktionierende Fahrplanauskunft benötigt HAFAS Informationen über:
•
Bahnhöfe und deren Koordinaten
•
Züge, die zwischen den Bahnhöfen verkehren
•
Verkehrstage der Fahrten
•
Informationen zu den Zügen (Attribute und Infotexte)
•
Übergänge zwischen Bahnhöfen
•
Betreiber der Züge
Weitere Daten können optional angegeben werden.
Um eine rechnerunabhängige, verständliche und möglichst flexible Verwaltung der Daten zu
ermöglichen, wurde ein HAFAS-Rohdatenformat für den Austausch von Fahrplandaten definiert. Es handelt sich dabei um unterschiedliche Dateien im Textformat, die die gewünschten
Informationen enthalten. Eine genaue Beschreibung des HAFAS-Rohdatenformats befindet
sich im Anhang.
Aus den Rohdaten wird mittels der Transform-Programme ein hochspezialisiertes binäres
Datenformat erzeugt (die sogenannten Plandaten). Dieses binäre Datenformat ist genau auf
die Anforderungen des Suchalgorithmus‘ von HAFAS zugeschnitten und ermöglicht so das
Finden von optimalen Verbindungen in kürzester Zeit. Eine genaue Beschreibung der Transform-Programme findet sich ebenfalls im Anhang.
10
Projektdokumentation „Portal C“
Um eine HAFAS-Version für den Güterverkehr zu realisieren, mussten passende HAFASRohdaten erzeugt werden. Aus diesen konnten dann per Transform Plandaten erzeugt werden, mit denen dann die Güterverkehrsauskunft gestartet werden konnte. Die erste Schwierigkeit bestand jedoch darin, die vorhandenen Daten überhaupt lesbar zu machen.
3.2
Grundlagen der Fahrplanauskunft Güterverkehr
3.2.1 Entschlüsselung der DIZ-Dateien
Das EGKB liest seine Fahrplandaten aus Dateien im binären Format (DIZ-Dateien). Diese
Dateien sind, da uns die Fahrplandaten nicht in einem anderen Format (z.B. Textdateien) zur
Verfügung gestellt werden können, auch die Grundlage für eine Fahrplanauskunft mit HAFAS.
Im ersten Schritt mussten diese DIZ-Dateien gelesen und deren binäres Format entschlüsselt werden. Hierzu wurde das Programm diz2trf.exe entwickelt, welches die Umwandlung
dieser Dateien in das HAFAS-Rohdatenformat vornimmt.
Eine besondere Schwierigkeit hierbei war, dass es keine ausführliche Beschreibung des binären Datenformats der DIZ-Dateien gibt. Uns stand lediglich eine grobe Beschreibung zur
Verfügung, wie die einzelnen Datensätze in den Dateien organisiert sind. Dies beinhaltete
nur eine ungenaue Beschreibung der enthaltenen Informationen. Besonders erschwerend
bei der Interpretation der Daten war die Tatsache, dass einige Informationen mehrfach und
offenbar widersprüchlich in mehreren Dateien vorkommen (Beispiel: Empfangs- und Zielrichtzahlen zu derselben Dienststelle tauchen sowohl in der Datei rzp.diz, als auch in der
Datei cbhf.diz auf).
3.2.2 Algorithmische Umsetzung der gedruckten Güterkursbuches
Um die mittels diz2trf.exe gewonnen Daten korrekt benutzen zu können, musste eine genaue Vorschrift für die Verbindungssuche umgesetzt werden. Der in HAFAS-Cargo benutzte
Algorithmus zur Berechnung von Verbindungen im Güterverkehr basiert auf den Vorschriften
des gedruckten Güterkursbuches. Dieses enthält eine exakte Beschreibung für die korrekte
Vorgehensweise zur Bestimmung von Verbindungen, die auch der Verbindungssuche des
EGKB entspricht. Einige der speziellen Anforderungen des Güterverkehrs erforderten Anpassungen am Suchalgorithmus in HAFAS, andere wiederum konnten über bestehende
Strukturen abgebildet werden, worauf im folgenden Abschnitt genauer eingegangen wird.
3.3
Erstellen von Transform-Input
Dieser Abschnitt beschreibt einige Besonderheiten des Güterverkehrs, die über das HAFASRohdatenformat abgebildet werden konnten:
11
Projektdokumentation „Portal C“
3.3.1 Bildungs- und Auflösungszeiten
Ein Zug in HAFAS hat stets genau definierte Zeiten für Abfahrt und Ankunft. Eine Spezialität
des Güterverkehrs sind die Bildungs- und Auflösungszeiten am Anfang und Ende einer Verbindung. Das Frachtgut muss eine gewisse Zeit vor Abfahrt des Zuges bereitstehen (Bildungszeit) und kann erst eine bestimmte Zeit nach der Ankunft des Zuges abgeholt oder
weiterverladen werden (Auflösungszeit). Dies wird in HAFAS abgebildet, indem man anstelle
der Abfahrtszeit die Bildungszeit und anstelle der Ankunftszeit die Auflösungszeit verwendet.
Die Zeiten werden standardmäßig auf 10 Minuten Genauigkeit gerundet, Bildungszeit abgerundet, Auflösungszeit aufgerundet. Diese Vorgehensweise ergibt sich aus einer speziellen
Anforderung an Frachtgutverbindungen und wurde so aus dem EGKB übernommen.
Die Informationen über die Original-Abfahrts- und Ankunftszeit werden dem Zug als Infotexte
hinzugestellt:
Die Differenz Abfahrtszeit – gerundete Bildungszeit (+20000) als Infotext AB und die Differenz Ankunftszeit – gerundete Auflösungszeit (+20000) als Infotext AN.
Abfahrtszeit als Infotext OB und Ankunftszeit als Infotext ON. Die Infotextnummer entspricht
der Uhrzeit im Format 300HHMM (z.B. 3001348 für 13:48 Uhr).
Die Differenz gerundete - tatsächliche Bildungszeit (+20000) als Infotext BZ und die Differenz
gerundete - tatsächliche Auflösungszeit (+20000) Infotext AZ.
Im folgenden Beispiel wird der Zug 57031 von Göttingen nach Rosdorf, mit der Bildungszeit
12:48 (gerundet 12:40), der Abfahrtszeit 13:48, der Ankunftszeit 13:57 und der Auflösungszeit 13:57 (gerundet 14:00) dargestellt:
*L 57031 100130518 100130492
*I AB 100130518 100130518
*I AN 100130492 100130492
*I OB 100130518 100130518
*I ON 100130492 100130492
*I BZ 100130518 100130518
*I AZ 100130492 100130492
100130518 Göttingen
100130492 Rosdorf
2000068
1999997
3001348
3001357
2000008
1999997
1240
1400
%
%
%
%
%
%
%
%
%
57031
57031
57031
57031
57031
57031
57031
57031
57031
1348
1357
1248
1357
1248
1357
3.3.2 Dienststellennummern und Bahnhofsnummern
Jede Dienstelle im Güterverkehr wird über eine 6-stellige Dienststellennummer identifiziert.
In HAFAS werden stattdessen 9-stellige Bahnhofsnummern verwendet. Damit die Dienststellennummer später leicht identifiziert werden kann, wird ihr für die Benutzung in HAFAS eine
dreistellige Nummer vorangestellt. Für Oberhausen West z. B. mit der Dienststellennummer
103093 wird in HAFAS die Bahnhofsnummer 100103093 verwendet.
Weitere mögliche Präfixe (> 100) für die Bahnhofsnummern werden im Folgenden beschrieben:
12
Projektdokumentation „Portal C“
3.3.3 Ausnahmen vom Leitungsweg (Präfix 101-199)
In einigen Fällen kann für den Gütertransport statt des Leitungsweges auch eine Ausnahme
vom Leitungsweg (im Zusammenhang mit speziellen Zügen) benutzt werden. Z.B. führt beim
Transport von „Maschen Rbf“ nach „Simbach (Inn) Gr“ (Zielrichtzahl 8061-0) der Leitungsweg über „München Nord Rbf“, es ist jedoch auch zulässig, den Zug 51059 nach „Nürnberg
Rbf“ zu benutzen. Der Zug 51059 darf also abweichend vom Leitungsweg benutzt werden,
aber nur bei speziellen Zielen (Zielrichtzahlen 8061-0 bis 8063-9) und nicht grundsätzlich.
Um diese Verhalten in HAFAS abzubilden, wird dem Leitungsweg in diesem Fall zum Halt
100200295 (München Nord Rbf) der Halt 101222133 (Nürnberg Rbf mit Präfix 101) hinzugefügt. Der Zug 51059 wird ein zweites Mal mit Zielbahnhof 101222133 in die Daten aufgenommen. Die Laufwegzeilen in den Rohdaten haben die Gestalt:
100011759 Maschen Rbf
101222133 Nürnberg Rbf
2050
3410
% 51059 2056
% 51059 3410
So wird gewährleistet, dass der Zug sowohl auf einem regulären Leitungsweg, als auch als
Ausnahme benutzt werden kann. Würde in diesem Beispiel der Bahnhof „Nürnberg Rbf“
noch ein zweites Mal als Ausnahme von „Maschen Rbf“ aus auftauchen, müsste eine weitere
Bahnhofsnummer (Präfix 102) vergeben werden, damit sichergestellt werden kann, dass der
richtige Ausnahme-Zug in Zusammenhang mit den richtigen Zielrichtzahlen benutzt wird.
3.3.4 Wochenendausnahmen (Präfix 200-299)
Analog zu den Ausnahmen in Leitungsweg gibt es auch Ausnahmen, die nur an Wochenenden gelten. Auch solche werden über das mehrfache Aufnehmen desselben Zuges mit unterschiedlichen Zielbahnhöfen abgebildet. Hierzu werden die Bahnhofsnummern mit den
Präfixen 200 bis 299 verwendet.
3.3.5 Durchfahrene Bahnhöfe (Präfix 300)
In einigen Fällen bilden zwei oder mehr aufeinanderfolgende Züge Gruppen. Eine Gruppe
darf stets nur vom ersten bis zum letzten Bahnhof benutzt werden, es dürfen also an einem
Zwischenhalt keine Güter be- oder entladen werden, es sei denn der Zwischenhalt ist das
Ziel der gesamten Verbindung.
In HAFAS verursacht eine Gruppe (beispielhafter Laufweg: A-B-C) das folgende Problem:
Der Leitungsweg, auf dem die Gruppe benutzt werden kann, führe von A direkt nach C. Damit der Zug in HAFAS benutzt werden kann, müssen jedoch auch die Strecken von A nach B
und von B nach C im Leitungsweg vorhanden sein, da HAFAS die Verbindungen von Bahnhof zu Bahnhof sucht. Zur Lösung des Problems erhält der Bahnhof B ein weiteres Auftreten
(mit Präfix 300). Der Zug wird über diesen Zwischenhalt geleitet. An allen Stellen in den Leitungswegen, an denen Bahnhof C als nächster zulässiger Halt auftaucht, wird auch Bahnhof
13
Projektdokumentation „Portal C“
B (mit Präfix 300) erlaubt. Von den 300er Bahnhöfen aus ist grundsätzlich jeder Leitungsweg
erlaubt, auf dem ein Zug verkehrt. Auf diese Weise wird die Benutzung einer Gruppe ermöglicht. Ein Beispiel für einen entsprechenden Laufweg ist:
100150979 Millingen
300151035 Moers
100103093 Oberhausen West
1030
1130 -1210
1400
% 57501 1033
% 57501
% 57501 1353
Die negative Abfahrtszeit in Moers bedeutet, dass man hier in den Zug (die Gruppe) nicht
einsteigen (keine Güter beladen) kann.
3.3.6 Vorübergänge (Präfix 400-499)
Eine weitere Spezialität des Güterverkehrs sind Vorübergänge. Beim Umladen von Gütern
von einem Zug auf einen anderen müssen keine Bildungs- oder Auflösungszeiten berücksichtigt werden, das Umladen wird also garantiert.
Dieses Verhalten wurde in HAFAS folgendermaßen abgebildet: Existiert zwischen zwei Zügen Z1 (von A nach B) und Z2 (von B nach C) am Bahnhof B ein Vorübergang, werden beide
Züge doppelt in die Rohdaten aufgenommen und dabei über den Bahnhof B mit Präfix 400
geleitet. Der Leitungsweg wird um den Weg von A nach B mit Präfix 400 erweitert. Von
Bahnhöfen mit Präfix 400-499 sind Leitungswege zu allen Bahnhöfen zulässig. Findet am
Bahnhof B ein weiterer Vorübergang statt, so erhält dieser die Nummer 401 und so weiter.
Damit ist gewährleistet, dass der Vorübergang stets nur mit dem richtigen Zug hergestellt
wird. Ein Beispiel für Züge mit Vorübergang zeigen die beiden Laufwege:
100101196 Bochum Nord
401101287 Wanne-Eickel Hbf
1550
% 57264 1553
% 57264 1638
1740
% 53763 1748
% 53763 1938
1638
und
401101287 Wanne-Eickel Hbf
100080663 Hagen-Vorhalle
1940
Ohne Vorübergang würde der erste Zug erst um 17:28 Uhr aufgelöst, der zweite Zug aber
schon um 17:08 Uhr gebildet und ein Umladen von Gütern vom ersten auf den zweiten Zug
in „Wanne-Eickel Hbf“ wäre nicht möglich.
3.3.7 Übergänge zwischen Bahnhöfen
Um Übergänge zwischen Bahnhöfen mit unterschiedlichen Präfixen und gleichen Dienststellennummern zu ermöglichen, werden sie mit Pseudo-Übergängen verbunden. Diese Übergänge dauern jeweils 0 Minuten, und werden in der Verbindungsübersicht nicht angezeigt.
Eine Verbindung wird stets von einem Bahnhof mit Präfix 100 zu einem anderen Bahnhof mit
Präfix 100 gesucht. Soll eine Leitungswegausnahme oder eine Wochenendausnahme be14
Projektdokumentation „Portal C“
nutzt werden, wird der jeweilige Bahnhof per Übergang erreicht. Der Benutzer von HAFAS
merkt davon nichts.
Das folgende Beispiel zeigt den Bahnhof „Bremen Rbf“ (Dienstellennummer 137604). Hier
existiert ein Übergang zum selben Bahnhof mit Präfix 101 und umgekehrt (die ersten beiden
Zeilen). Wird eine Verbindung von „Bremen Rbf“ aus gesucht, so wird gleichzeitig auch vom
entsprechenden Bahnhof mit Präfix 101 aus gesucht (dritte Zeile):
101137604 100137604 0
100137604 101137604 0
100137604 : 101137604 100137604
Bahnhöfe mit Vorübergängen sind nicht an andere Bahnhöfe angeschlossen, da diese nur
für eine Durchfahrt, aber nicht am Start oder Ziel einer Verbindung benutzt werden.
Bahnhöfe innerhalb von Gruppen können per Übergang nicht erreicht oder verlassen werden. Auch diese sind nur für eine Durchreise gedacht. Allerdings besteht hier die Ausnahme,
dass sie als Zielbahnhof der gesamten Verbindung benutzt werden dürfen. Das folgende
Beispiel zeigt in diesem Zusammenhang den Bahnhof „Bramsche“ (Dienststellennummer
212639) und dessen Äquivalenz mit seinem 300er Bahnhof am Ende einer Verbindung:
100212639 : 100212639 300212639
3.3.8 Streckenklassen
Die maximal zulässige Streckenklasse gibt Auskunft darüber, welche Lasten auf bestimmten
Streckenabschnitten transportiert werden können. Um diese in HAFAS anhand einer berechneten Verbindung bestimmen zu können, werden sie direkt per Attribut an die Züge geschrieben. Dabei gilt der folgende Schlüssel:
Attribut
01
02
03
04
05
06
07
08
09
12
15
19
Streckenklasse
D4
D3
D2
CM4
CM3
CM2
CE
C4
C3
B2
B1
A
Beispiel:
*L RFBU1 100010033 100010884
*A 01 100010033 100010884 000127
100010033 Hmb-Who HHLA-BukaiCt
100010884 Hamburg-Waltershof
0830
0600
%
%
%
%
RFBU1
RFBU1 1
RFBU1 0600
RFBU1 0822
Die Strecke, auf der der Zug RFBU1 verkehrt, hat die Streckenklasse D4.
15
Projektdokumentation „Portal C“
3.4
Anpassung des Suchalgorithmus‘
In den vorhergehenden Abschnitten wurde bereits auf das Problem der Leitungswege, die im
Güterverkehr benutzt werden müssen, hingewiesen. Da HAFAS bei einer Verbindungssuche
immer alle zur Verfügung stehenden Strecken berücksichtigt, bedeutet die Einschränkung
auf Leitungswege einen wesentlichen Einschnitt im Suchalgorithmus, der über die bestehenden Rohdaten und Plandaten nicht abgebildet werden kann. Deshalb war es erforderlich,
hierfür neue Dateien mit den benötigten Informationen zu erzeugen. Die Dateien sind in den
Abschnitten 3.4.1, 3.4.3 und 3.4.1 beschrieben.
Eine weitere spezielle Anforderung des Güterverkehrs besteht in der Benutzung des ersten
abfahrenden Zuges auf dem Leitungsweg. Dies verursachte bei der Umsetzung in HAFAS
speziell am Anfang einer Verbindung Probleme, mit denen sich Abschnitt 3.4.4 beschäftigt.
3.4.1 Nahbereich
In der Datei „Nahbereich“ sind alle Bahnhöfe (Dienststellen) aufgeführt. Jeder Dienststelle ist
eine Richtzahl für den Versand und eine Richtzahl für den Empfang von Gütern zugewiesen.
Über diese Richtzahlen wird mittels der Zugbildung der korrekte Leitungsweg für das Frachtgut bestimmt.
Beispiel:
100010033;033-10;033-10
Die Dienststelle 010033 („Hmb-Who HHLA-BukaiCt“) hat im Empfang und im Versand die
Richtzahl 033-10.
3.4.2 Richtzahlen
Es gibt zwei Klassen von Dienststellen: Leitungswegbahnhöfe und Bahnhöfe, die über eine
Nahbereichsanbindung bedient werden. Alle Leitungswegbahnhöfe sind in der Datei „Richtzahlen“ aufgeführt. Bei der Nahbereichsanbindung kann mittels der Empfangs- oder Versandrichtzahl der nächste Halt im Leitungsweg über die Datei „Richtzahlen“ mittels Suche
nach der Richtzahl bestimmt werden.
Beispiel:
010-00;100011759
Die Dienststelle 011759 („Maschen Rbf“) ist ein Leitungswegbahnhof mit der Richtzahl 01000.
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Projektdokumentation „Portal C“
3.4.3 Zugbildung (Leitungswege)
Aus der Zugbildung kann sukzessive der Leitungsweg von Leitungswegbahnhof zu Leitungswegbahnhof aufgebaut werden. Dazu muss die Empfangsrichtzahl des Ziels der Verbindung bekannt sein.
Beispiel:
F;;100135400;010-00;157-39;100135624;101135616;300135087
Von Bahnhof 100135400 („Lehrte“) muss Fracht mit einem Ziel, dessen Empfangsrichtzahl
zwischen 010-00 und 157-39 liegt (z.B. „Maschen Rbf“ mit der Empfangsrichtzahl 010-00)
als nächstes nach 100135624 („Seelze O/W“), zur Ausnahme 101135616 („Seelze“) oder per
Gruppe über 300135087 („Hannover-Linden“) weiterbefördert werden.
3.4.4 Suche nach dem ersten abfahrenden Zug
Ein Problem tritt immer dann auf, wenn für eine Verbindungsanfrage zwei oder mehr Verbindungen mit gleicher Ankunftszeit, aber unterschiedlichen Abfahrtszeiten in Frage kommen.
HAFAS findet in diesem Fall immer die Verbindung mit der spätesten Abfahrtszeit, da diese
unter den in Frage kommende Verbindung diejenige ist, die in kürzester Zeit zwischen Start
zum Ziel verkehrt.
Lösung: Wird eine Verbindung in HAFAS gefunden, deren erster Zug ZV1 nicht der erste
Zug Z1 ist, der auf dem Leitungsweg benutzt werden darf, wird der erste Zug ZV1 der Verbindung für die Verbindungssuche gesperrt und die Verbindungssuche wiederholt. Dies wird
solange durchgeführt, bis eine Verbindung mit dem ersten auf dem Leitungsweg fahrenden
Zug Z1 gefunden wird. Alle auf diese Weise gefundenen Verbindungen werden ausgegeben
(weil alle je nach Abfahrtszeit zulässig sind).
Dieses Problem steht exemplarisch für eine Reihe weiterer, ähnlich gearteter Probleme, die
bei der Anpassung des HAFAS-Algorithmus‘ an die Anforderungen des Güterverkehrs gelöst
werden mussten.
3.5
Mögliche Verbesserungen zum Suchalgorithmus
Ein Punkt, der bei der Entwicklung von HAFAS-Cargo besonders aufgefallen ist, betrifft den
Zwang, an einem Zwischenhalt immer den ersten auf dem Leitungsweg abfahrenden Zug zu
benutzen (im Gegensatz zum Personenverkehr). Es ließen sich eine Reihe von Beispielen
konstruieren, bei denen man durch eine längere Wartezeit an einem Zwischenhalt eine insgesamt kürzere Transportzeit benötigt hätte.
Denkbare Erklärungen für die Benutzung des ersten Zuges sind:
17
Projektdokumentation „Portal C“
1. Es besteht nicht die Möglichkeit Güterwaggons an einem Bahnhof unbegrenzt lange stehen zu lassen. Wird ein Zug aufgelöst, müssen seine Waggons, je nachdem in welche
Richtung sie weitertransportiert werden sollen, auf bestimmte Bereitstellungsgleise verschoben werden. Auf diesen Gleisen werden schnellstmöglich neue Züge gebildet, die
dann in die entsprechende Richtung weiterfahren.
2. Die Benutzung des ersten Zugs ergibt sich daraus, dass eine Verbindung mittels einer
Vorschrift (gedrucktes Güterkursbuch) sukzessive ermittelt werden können soll. Damit
diese Vorschrift eindeutig ist, muss zwangsläufig immer der erste verfügbare Zug benutzt
werden.
Sollte die „Zwischenlagerung“ von Waggons an Bahnhöfen kein Problem darstellen und die
Vorschrift zur Benutzung des ersten Zuges für den Weitertransport nur aus Fall 2 resultieren,
könnte der Suchalgorithmus in HAFAS leicht entsprechend angepasst werden. Auf diese
Weise wäre es möglich, eine Reihe von Verbindungen mit kürzeren Transportzeiten als bisher zu finden.
Selbst falls im Allgemeinen Fall 1 berücksichtigt werden muss, kann es im Einzelfall vorkommen, dass die Benutzung eines späteren als des ersten Zuges zulässig ist. Solche Fälle
könnten in HAFAS speziell behandelt und innerhalb der Verbindungssuche zum Finden von
„schnellen“ Verbindungen berücksichtigt werden. Dazu müsste geklärt werden, an welchen
Bahnhöfen und unter welchen Voraussetzungen Ausnahmen von der Regel („benutze den
ersten Zug“) erlaubt sind.
4
Ergebnisse
Die aktuelle Version von HAFAS-Cargo kann im Internet bislang in 2 Varianten benutzt werden:
4.1
Fahrplanauskunft Güterverkehr im DB-Design
Abbildung 5 zeigt das Stinnes-Portal für die Fahrplanauskunft Güterverkehr. Von dort aus
kann die Startseite der unter http://gueterfahrplan.hacon.de verfügbaren Fahrplanauskunft
(Abbildung 6) aufgerufen werden.
18
Projektdokumentation „Portal C“
Abbildung 5: Stinnes-Portal für die Fahrplanauskunft Güterverkehr
Der Ablauf einer kompletten Anfrage ist in Abbildung 7, Abbildung 8 und Abbildung 9 zu sehen. Zunächst wurden als Startbahnhof „Seddin“ und als Zielbahnhof „München“ eingegeben. HAFAS ermittelt im ersten Schritt die Bahnhofsnamen, die am besten zu diesen Eingaben passen. Aus der Menge der verfügbaren Bahnhöfe werden diejenigen ausgewählt, deren Schreibweise dem eingegebenen Namen am besten entspricht. Die dem Benutzer zur
Auswahl präsentierte Liste ist nicht alphabetisch sortiert, sondern nach dem Grad der Übereinstimmung mit der eingegebenen Zeichenfolge, so dass die am besten passenden Namen
ganz oben in der Liste stehen (Abbildung 7).
Abbildung 8 zeigt die Ergebnisse der zugehörigen Verbindungssuche in der Übersichtsdarstellung. Hier werden nur Start- und Zielzeit sowie Start- und Zielbahnhof der Verbindung
angezeigt. Ausführlichere Informationen, wie Zwischenhalte, benutzte Züge, Bildungs- und
Auflösungs- sowie Ankunfts- und Abfahrtszeiten der einzelnen Züge liefert die in Abbildung 9
dargestellte Detaildarstellung. Mittels des Links „Umgebungsplan“ aus der Verbindungsübersicht kann eine Umgebungskarte eines Bahnhofs dargestellt werden (Abbildung 10).
Ein weiteres Feature der HAFAS-Cargo Version sind die Ankunfts- und Abfahrtstafeln der
einzelnen Bahnhöfe (siehe Beispiel in Abbildung 11).
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Projektdokumentation „Portal C“
Abbildung 6: Startseite der Fahrplanauskunft Güterverkehr im DB-Design
Abbildung 7: Auswahl aus den Ergebnissen der Bahnhofssuche
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Projektdokumentation „Portal C“
Abbildung 8: Ergebnisse einer Verbindungssuche
Abbildung 9: Verbindung in der Detailansicht
21
Projektdokumentation „Portal C“
Abbildung 10: Umgebungsplan eines Bahnhofs
Abbildung 11: Alle abfahrenden Züge am Bahnhof Seddin
4.2
Fahrplanauskunft Güterverkehr im OHE-Design
Analog zu den Seiten der Fahrplanauskunft im DB-Design sind alle oben genannten Funktionalitäten auch im Design der Osthannoverschen Eisenbahnen (OHE) verfügbar.
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Projektdokumentation „Portal C“
Dieses Design ist in Abbildung 12 (Startseite) und Abbildung 13 (Auswahlseite für die Ankunfts- und Abfahrtstafeln) beispielhaft dargestellt.
Abbildung 12: Startseite der Fahrplanauskunft Güterverkehr im OHE-Design
Abbildung 13: Auswahlseite für die Ankunfts-/Abfahrtstafeln im OHE-Design
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