TU Braunschweig

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Fay, A.:
Wissensbasierte Entscheidungsunterstützung für die Disposition im Schienenverkehr.
Dissertation, TU Braunschweig, VDI-Verlag, Düsseldorf, 1999.

Kurzfassung:

Die Regelung komplexer technischer Systeme stellt aufgrund der großen Zahl zu berücksichtigender Prozessparameter, der Vielfalt möglicherweise eintretender Situationen , der kurzen zur Verfügung stehenden Reaktionszeit und der sich widersprechenden Regelziele eine schwierige Aufgabe für den Prozeßbediener dar. Durch die Nutzung von meschlichem Erfahrungswissen über das System können die Möglichkeiten zur Regelung derartiger Systeme signifikant verbessert werden. Dafür wird im Rahmen dieser Arbeit eine Struktur eines wissensbasierten Entscheidungsunterstützungssystem entwickelt, das auf der Basis von gespeichertem Expertenwissen Vorschläge für situatuinsangepasste Prozesseingriffe erarbeitet, überprüft und dem Prozessbediener unterbreitet und damit allgemein für die Unterstützung des Störfallmanagements in technischen Systemen geeignet ist. So kann mit relativ geringem Aufwand Entscheidern im betrieblichen Umfeld ein Eintscheidungsunterstützungssystem bereitgestellt werden, das in kurzer Zeit geeignete Vorschläge zur Problemlösung generiert. In einem derartigen wissensbasierten Entscheidungsunterstützungssystem können Fuzzy-Konzepte erfolgreich angewandt werden, um in Form von unscharfen Regeln beschriebenes Expertenwissen für die Problemlösung nutzbar zu machen. Mit Hilfe graphischer Beschreibungsmittel können auch größere Wissensbasen übersichtlich dargestellt ewrden. Daher wird in dieser Arbeit ein neues Konzept der Fuzzy-Petrinetze entwickelt, das die Anschaulichkeit und mathematische Fundierung der Petrinetze mit den realitätsnahen Modellierungsmöglichkeiten der Fuzzy-Theorie verbindet. Der entwickelte Prototyp eines Fuzzy-Petrinetz-Werkzeuges zeigt, dass damit Fuzzy-Expertensysteme einfach und anschaulich erstellt, genutzt und gewartet werden können. Damit steht ein anwendungsneutrales Beschreibungsmittel zur Verfügung, das in vielen Bereichen zur Modellierung und Auswertung von Regeln genutzt werden kann. Am konkreten Beispiel wird gezeigt, wie mit einer Integration dieser Konzepte ein Entscheidungsunterstützungssystem zur erfolgreichen Behandlung von Störfaällen im Schienenverkehr erstellt werden kann. Anhand einer Untersuchung der Aufgaben der Dispostition und der dafür verfügbaren Werkzeuge wird zunächst aufgezeigt, wie wichtig die Entwicklung eines geeigneten Unterstützungssystems für die Bewältigung der Dispositionsaufgaben ist. Aufbauend auf der entwickelten Struktur eines wissensbasierten Entscheidungsunterstützungssystems und unter Verwendung der Fuzzy-Petrinetze entsteht eine neuartige Dispositionsunterstützung, die auch unscharfe Dispositionsregeln berücksichtigen kann und die Ermittlung geeigneter Dispositionsmaßnahmen transparent und nachvollziehbar graphisch darstellt. Anhand der Implementierung der wesentlichen Komponenten und der Untersuchung einiger Beispielfälle wird die Machbarkeit und der damit verbundene Nutzen dieses Konzepts einer Dispositionsunterstützung demonstriert. Damit ist es möglich, den Disponenten im Störungsfall sofort geeignete Maßnahmen mit ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen vorzuschlagen. Auf diese Weise kann dieses Dispositionsunterstützungssystem zu einer Verbesserung der betrieblichen Abläufe, der Pünktlichkeit und der Kundenzufriedenheit beitragen.


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