SINA

Effiziente Schichtplanerstellung

Worum geht es

Optimierter Mitarbeitereinsatz durch automatisierte Schichtplanerstellung für Zugbegleiter

Im Rahmen des SINA-Projektes, welches die GWT-TUD in Zusammenarbeit mit der DB Regio AG, der TU Dresden sowie dem Projektpartner LinoPro realisierte, wurde der Einfluss von Zugbegleitquoten auf die Schichtplanerstellung im Schienenpersonennahverkehr eingehend untersucht. Prof. Dr. Buscher (TUD, Lehrstuhl für BWL, insb. Industrielles Management) und sein Projektteam entwickelten einen neuen Algorithmus zur Planungsunterstützung. Zur Lösung des komplexen Planungsproblems kommen dabei mathematische Modellformulierungen und leistungsfähige Methoden des Operations Research zur Anwendung.

Schichtplanerstellung für Zugbegleiter

Hochkomplexe Planungsaufgabe

Da Personalkosten einen wesentlichen Bestandteil der gesamten Betriebskosten eines Nahverkehrsnetzes ausmachen, kommt insbesondere der Schichtplanerstellung für Fahrpersonal, d. h. Triebfahrzeugführer und Zugbegleiter, eine wesentliche Bedeutung zu. Dabei werden zunächst anonyme Schichten, d. h. keiner konkreten Person zugeordnete Folgen von Aufgaben gebildet, die den betrieblichen, arbeitsrechtlichen sowie tarifvertraglichen Anforderungen genügen müssen. Die Schichten beinhalten neben der Begleitung von Zügen unter anderem auch Vorbereitungs- und Abschlussdienste, Pausen, Gastfahrten sowie notwendige Fußwege, beispielsweise im Fall eines Fahrzeugwechsels.

Die Schichtplanerstellung für Zugbegleiter stellt eine hochkomplexe Herausforderung für Planer im Schienenpersonennahverkehr dar. Konventionelle Planungssysteme bilden unter anderem nicht ab, wenn lediglich ein Teil aller Züge mit Personal besetzt werden soll. Vorrangiges Ziel des SINA-Projektes ist es, eine effektive Personalplanung mit folgendem effizienten Personaleinsatz für Zugbegleiter im Nahverkehr zu erreichen. Europaweit schreiben Aufgabenträger Betriebsleistungen auf Eisenbahnstrecken bzw. -netzen aus, wovon eine Anforderung in den Ausschreibungsunterlagen an den Betreiber dabei die Einhaltung von Zugbegleitquoten ist. Diese sind vorgegebene Prozentsätze von Zügen, die mit Personal (Kundenbetreuern im Nahverkehr (KiN) oder Prüfern) besetzt werden müssen, und sind nicht mehr mit herkömmlichen Planungs- und IT-Systemen abbildbar. Die Schichtpläne verfolgen das Ziel, den notwendigen Personaleinsatz zu minimieren sowie den Anforderungen des Arbeitszeitgesetzes und der Tarifverträge zu genügen. Weiterhin müssen auf Basis des Fahrplans unter anderem die eingesetzten Fahrzeuge und Ortsdienste berücksichtigt werden.

Vorgehen & Weiterentwicklung

Softwarelösung SINA

Um eine praxisnahe Anwendung zu ermöglichen, wurde der entwickelte Algorithmus in einer Softwarelösung SINA implementiert. SINA ist als Client-Server-Architektur konzipiert, sodass die notwendigen Inputdaten vom einzelnen Planer lokal vorbereitet werden, während ein leistungsfähiger Berechnungsserver die eigentliche Schichtplanerstellung vornimmt. Durch den erfolgreichen Einsatz von SINA bei der DB Regio AG seit 2016 konnte die Anwendbarkeit und Leistungsfähigkeit des Lösungsalgorithmus für reale Planungsprobleme nachgewiesen werden.
SINA ermöglicht neben der angestrebten Kostenreduktion eine erhebliche Vereinfachung des komplexen Planungsprozesses. Die entworfene Software ist optimal geeignet, um die geforderten Quoten möglichst kostengünstig zu erbringen und eine Pönalisierung für nicht erfüllte Zugbegleitquoten zu vermeiden.

Zusätzlich übernahmen die Projektbeteiligten nach Beendigung des SINA Projektes den fortlaufenden Support und die Weiterentwicklung des Systems. Weiterhin ist SINA direkt für ähnliche Problemstellungen innerhalb der Personalplanung, wie zum Beispiel dem Sicherheits- oder Servicepersonal anwendbar.