NS gaat een nieuwe methode met kunstmatige intelligentie gebruiken om de planning van treinen op rangeerterreinen te verbeteren. Dankzij deze technologie kan het spoorbedrijf sneller inspelen op onverwachte veranderingen of verstoringen in de dienstregeling.

De nieuwe aanpak moet uiteindelijk bijdragen aan een betere treinreis, met schonere treinen en een grotere kans op een zitplaats voor reizigers. Het algoritme is ontwikkeld op basis van onderzoek van promovendus Roel van den Broek van de Universiteit Utrecht. Al eerder maakte NS bekend dat ze ook een 'slimme onderhoudsplanning' in de werkplaatsen toepassen wat eveneens moet gaan zorgen voor meer zitplaatsen.

Planning

Dagelijks rijden er bij NS honderden treinstellen. Buiten de dienstregeling moeten deze treinen worden geparkeerd, schoongemaakt, geïnspecteerd en soms gekoppeld voordat ze weer worden ingezet. Dat gebeurt op rangeer- en opstelterreinen, waar de beschikbare ruimte vaak beperkt is. Daardoor is het plannen van alle bewegingen complex. Momenteel wordt die planning grotendeels handmatig uitgevoerd door ongeveer 120 planners, die de schema’s ruim een maand van tevoren maken op basis van de informatie die dan beschikbaar is. Wanneer er in de laatste weken nog wijzigingen plaatsvinden, bijvoorbeeld door schade aan het spoor, moet een groot deel van die planning opnieuw worden gemaakt.

Algoritme

Het nieuwe algoritme kan het plannen aanzienlijk versnellen. Voor kleinere stations kan het systeem binnen enkele minuten honderden mogelijke plannen genereren, waarbij rekening wordt gehouden met dezelfde factoren als bij menselijke planners: beschikbare sporen en personeel, servicetaken en veiligheidsregels bij het rangeren. Joris Snijders, bij NS verantwoordelijk voor de implementatie van de software, licht toe: "Het algoritme werkt onder andere met een local search-methode: het genereert honderden mogelijke plannen, waar de beste van gekozen wordt. Daarop maakt het algoritme vervolgens honderden varianten, met kleine aanpassingen op het origineel. Daar wordt weer de beste uit gekozen, die weer verder aangepast wordt. Het beste plan van het algoritme polijsten de planners vervolgens tot een definitieve planning."

Volgens Snijders maakt de zogenoemde Hybride Integrale Planmethode (HIP) NS logistiek flexibeler. "Door de behaalde tijdswinst gaan we van weken vooruitplannen naar dagen. Dat stelt ons in staat om de veranderingen op een later moment te verwerken. Ook ontstaat er meer ruimte voor de planning van de reizigersdienst. Uiteindelijk draagt de planmethode zo bij aan de kwaliteit van de treinreis voor de klant: schonere treinen en hogere kans op zitplaatsen."

Het systeem wordt voorlopig ingezet op kleinere knooppunten zoals Enkhuizen, Leeuwarden en Vlissingen, maar de ambitie is om het later ook op grote stations zoals Amsterdam en Utrecht te gebruiken. Snijders zegt daarover: "Uiteindelijk willen we de treinbewegingen op alle 32 opstelterreinen op deze manier plannen; binnen een Europees subsidieproject werken we eraan om dat verder te ontwikkelen." Tegelijk benadrukt hij dat de technologie planners niet zal vervangen. "De mens houdt de controle, AI is een hulpmiddel."

Internationale belangstelling

De nieuwe planmethode trekt inmiddels ook internationale belangstelling. "In Nederland hebben we een unieke situatie, met veel reizigers op een drukbezet spoor, en rangeerterreinen aan de rand van de stad. Die combinatie van factoren is nu typisch voor de Nederlandse situatie. Maar dat kan in de toekomst goed veranderen: vanuit het buitenland is er al interesse getoond in onze planmethode." Volgens Snijders laat het project bovendien zien wat samenwerking tussen wetenschap en praktijk kan opleveren. "Dit algoritme bewijst dat fundamenteel onderzoek zijn weg kan vinden naar de praktijk. Het is niet te onderschatten welke impact het gebruik van deze slimme software gaat hebben op onze planning; het algoritme zal steeds belangrijker worden in het planproces."

Ook universitair hoofddocent Han Hoogeveen van de Universiteit Utrecht is enthousiast. "Roel van den Broek heeft vervolgens op schitterende wijze aangetoond dat deze aanpak inderdaad werkte en dat heeft de NS-directie ervan overtuigd erin te investeren. Wat mij betreft een prachtig voorbeeld voor de mogelijkheden die een dergelijke samenwerking kan bieden. Het laat ook zien dat de universiteit niet alleen maar een ivoren toren is."