Para resolução do item 1 ao 5, criei um algoritmo de busca próprio, não houve necessidade de algo mais complexo.

Para resolução dos itens 6, 7 e 10, testei alguns algoritmos de de detecção de ciclos e também alguns de componentes fortemente conectados, mas não atendiam a necessidade, então após analisar bem, imaginei o grafo proposto como uma árvore n-ária infinita, com isso pude aplicar uma busca em largura, usando um limitador de niveis de aprofundamento.
Optei por criar uma classe para item proposto, para não criar complexidade ciclomática e facilitar a leitura do código, entretanto ambas as classes tem um mesmo contrato.

Para resolução dos itens 8 e 9 apliquei o algoritmo de Djikstra com algumas pequenas customizações para tratar o cenário onde a rota de saída e chegada são os mesmos.

Apliquei uma Arquitetura Exagonal para permitir a evolução do dominio independentemente das bordas do projeto, baseando no conceito de portas são as interfaces e adaptadores são a implementações.
Efetuei tratamento de erro usando exceptions e adicionei uma classe básica de log para lançar outputs no stdout.
Os testes unitários usei abordagem TDD.
E o design da arquitetura usei idéias propostas pelo DDD.

Fazer esse desafio foi uma experiência enriquecedora e de muito aprendizado, pois pensei na solução pensando nos requisitos não funcionais propostos:

• design da solução

• legibilidade

• facilidade de evolução e manutenção da aplicação

• testes automatizados / uso de boas práticas de agilidade

• operacionalidade

• arquitetura da aplicação

Para executar a aplicação acessar o diretório Trains.Console execute dotnet run e o input proposto.
Ex: dotnet run "AB5, BC4, CD8, DC8, DE6, AD5, CE2, EB3, AE7"