TY - GEN A1 - Borndörfer, Ralf A1 - Neumann, Marika A1 - Pfetsch, Marc T1 - Angebotsplanung im öffentlichen Nahverkehr T1 - Service Design in Public Transport N2 - Die Angebotsplanung im öffentlichen Nahverkehr umfasst die Aufgaben der Netz-, Linien-,Fahr- und Preisplanung. Wir stellen zwei mathematische Optimierungsmodelle zur Linien- und Preisplanung vor. Wir zeigen anhand von Berechnungen für die Verkehrsbetriebe in Potsdam(ViP), dass sich damit komplexe Zusammenhänge quantitativ analysieren lassen. Auf diese Weise untersuchen wir die Auswirkungen von Freiheitsgraden auf die Konstruktion von Linien und die Wahl von Reisewegen der Passagiere, Abhängigkeiten zwischen Kosten und Reisezeiten sowie den Einfluss verschiedener Preissysteme auf Nachfrage und Kostendeckung. T3 - ZIB-Report - 08-04 KW - Preisplanung KW - Linienplanung KW - Optimierung Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-10555 SN - 1438-0064 ER - TY - GEN A1 - Borndörfer, Ralf A1 - Löbel, Andreas A1 - Strubbe, Uwe A1 - Völker, Manfred T1 - Zielorientierte Dienstplanoptimierung N2 - Dieser Artikel behandelt einen Ansatz zur zielorientierten Optimierung der Dienstplanung im ÖPNV. Der Ansatz zielt auf die vollständige Ausnutzung aller planerischen Freiheitsgrade unter korrekter Berücksichtigung von gesetzlichen, tariflichen, technischen und betrieblichen Rahmenbedingungen. Er basiert auf mathematischen Optimierungstechniken, die wir gegenwärtig in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung ({\tt bmb+f}) geförderten Verbundprojekt in einer Kooperation zwischen der HanseCom GmbH, der IVU GmbH und dem Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin entwickeln. Es ist geplant, das Verfahren in die Softwareprodukte HOT II, MICROBUS II und OPUS zu integrieren. Verhandlungen mit den Berliner Verkehrsbetrieben über eine Projektbeteiligung und Integration unserer Software in BERTA sind zur Zeit im Gang. Wir beschreiben die Methodik des Ansatzes, diskutieren Aspekte seiner praktischen Verwendung, und wir berichten über den Stand der Entwicklung. T3 - ZIB-Report - SC-98-41 KW - Dienstplanung KW - Optimierung KW - Zielorientierte Planung Y1 - 1998 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-3847 ER - TY - GEN A1 - Grötschel, Martin T1 - Verkehrsplanung: Bessere Lösungen mit Mathematik N2 - Anwendungen der Mathematik in der Verkehrs- und Transporttechnologie haben eine große und bedeutende Tradition. Natürlich wurden die ersten Fahrzeuge mit der ingenieurmäßigen Methode von Versuch, Irrtum und Verbesserung entworfen. Aber schon sehr bald kamen mathematische Berechnungen hinzu, mit denen mechanische Eigenschaften von Fahrzeugteilen ermittelt und zum Teil optimiert wurden. Die hierzu erforderliche Mathematik wurde in diesem Jahrhundert zu einem mächtigen Werkzeugkasten ausgebaut. Mit diesem kann man heute z.B. hocheffiziente Motoren mit geringem Schadstoffausstoß entwerfen, aerodynamisch günstige Fahrzeugprofile ermitteln und Flugzeugflügel berechnen, die die gewünschte Last sicher und mit geringem Treibstoffaufwand tragen. Die Mathematik unterstützt die Technologie des Verkehrs beginnend bei globalen Designfragen bis hin zur Spezifizierung von Materialeigenschaften kleinster Bauteile; sie berechnet mit hoher Präzision energieoptimale Bahnen von Raumflugkörpern oder zeitoptimale Trajektorien für Flugzeuge, steuert automatische Roboteranlagen oder innerbetriebliche Transportsysteme. T3 - ZIB-Report - SC-99-54 KW - transportation planning KW - applications of integer programming KW - public transportation Y1 - 2000 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-4439 ER - TY - GEN A1 - Krumke, Sven A1 - Rambau, Jörg T1 - Online Optimierung N2 - Wie soll man einen Aufzug steuern, wenn man keine Informationen über zukünftige Fahraufträge besitzt? Soll man eine Bahncard kaufen, wenn die nächsten Bahnreisen noch unbekannt sind? In der klassischen kombinatorischen Optimierung geht man davon aus, daß die Daten jeder Probleminstanz vollständig gegeben sind. In vielen Fällen modelliert diese \emph{Offline-Optimierung} jedoch die Situationen aus Anwendungen nur ungenügend. Zahlreiche Problemstellungen in der Praxis sind in natürlicher Weise \emph{online}: Sie erfordern Entscheidungen, die unmittelbar und ohne Wissen zukünftiger Ereignisse getroffen werden müssen. Als ein Standardmittel zur Beurteilung von Online-Algorithmen hat sich die \emph{kompetitive Analyse} durchgesetzt. Dabei vergleicht man den Zielfunktionswert einer vom Online-Algorithmus generierten Lösung mit dem Wert einer optimalen Offline-Lösung. Mit Hilfe der kompetitiven Analyse werden im Skript Algorithmen zum Caching, Netzwerk-Routing, Scheduling und zu Transportaufgaben untersucht. Auch die Schwächen der kompetitiven Analyse werden aufgezeigt und alternative Analysekonzepte vorgestellt. Neben der theoretischen Seite werden auch die Anwendungen der Online-Optimierung in der Praxis, vor allem bei Problemen der innerbetrieblichen Logistik, beleuchtet. Bei der Steuerung automatischer Transportsysteme tritt eine Fülle von Online-Problemen auf. Hierbei werden an die Algorithmen oftmals weitere Anforderungen gestellt. So müssen Entscheidungen unter strikten Zeitbeschränkungen gefällt werden (Echtzeit-Anforderungen). Dieses Skript ist aus dem Online-Teil der Vorlesung -Ausgewählte Kapitel aus der ganzzahligen Optimierung- (Wintersemester~1999/2000) und der Vorlesung -Online Optimierung- (Sommersemester~2000) an der Technischen Universität Berlin entstanden. T3 - ZIB-Report - 00-55 KW - Kompetitive Analyse KW - Online Optimierung KW - Online Algorithmen Y1 - 2000 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-6238 ER - TY - GEN A1 - Borndörfer, Ralf A1 - Friedow, Isabel A1 - Karbstein, Marika T1 - Optimierung des Linienplans 2010 in Potsdam N2 - Im Zuge der Übernahme von 6 Linien der Havelbus Verkehrsgesellschaft mbH durch die ViP Verkehr in Potsdam GmbH ergab sich 2009 die Notwendigkeit der Entwicklung eines neuen Linien- und Taktplans für das Jahr 2010. Das Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin (ZIB) entwickelt in einem Projekt des DFG-Forschungszentrums Matheon ein Verfahren zur mathematischen Linienoptimierung. Dieses Tool wurde bei der Optimierung des ViP Linienplans 2010 in einer projektbegleitenden Studie eingesetzt, um Alternativen bei verschiedenen Planungs- und Zielvorgaben auszuloten. In dem Artikel wird eine Auswertung der Ergebnisse mit dem Verkehrsanalysesystem Visum der PTV AG beschrieben. Die Auswertungen bestätigen, dass mit Hilfe von mathematischer Optimierung eine weitere Verkürzung der Reisezeit um 1%, eine als um 6% verkürzt empfundene Reisezeit, 10% weniger Fahrzeit im Fahrzeug und eine gleichzeitige Kostenreduktion um 5% möglich sind. T3 - ZIB-Report - 12-04 KW - Fallstudie KW - Linienplan KW - Optimierung Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-14486 SN - 1438-0064 ER - TY - GEN A1 - Borndörfer, Ralf A1 - Neumann, Marika T1 - Linienoptimierung - reif für die Praxis? N2 - Wir stellen in dieser Arbeit ein mathematisches Optimierungsmodell zur Bestimmung eines optimalen Linienplans vor, das sowohl die Fahrzeiten und die Anzahl der Umstiege berücksichtigt als auch die Kosten des Liniennetzes. Dieses Modell deckt wichtige praktische Anforderungen ab, die in einem gemeinsamen Projekt mit den Verkehrsbetrieben in Potsdam (ViP) formuliert wurden. In diesem Projekt wurde der Linienplan 2010 für Potsdam entwickelt. Unsere Berechnungen zeigen, dass die mathematische Optimierung in nichts einer "Handplanung" des Liniennetzes nachsteht. Im Gegenteil, mit Hilfe des Optimierungsprogramms ist es möglich, durch Veränderung der Parameter mehrere verschiedene Szenarien zu berechnen, miteinander zu vergleichen und Aussagen über minimale Kosten und Fahrzeiten zu machen. T3 - ZIB-Report - 10-20 KW - Linienplanung KW - Optimierung Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-11832 SN - 1438-0064 ER - TY - GEN A1 - Grötschel, Martin A1 - Borndörfer, Ralf T1 - Mathematik im Verkehr N2 - Nach einem kurzen Abriss über die Bedeutung des Verkehrssektors als eine wichtige Schlüsseltechnologie im gesamten Verlauf der Menschheitsgeschichte skizzieren wir die Rolle der Mathematik für Verkehr und Transport. Wir spekulieren dann über zukünftige Entwicklungen, insbesondere im Bereich des öffentlichen Personenverkehrs, und begründen, dass die in diesem Bereich anstehenden Herausforderungen nur mit dem Einsatz mathematischer Methoden angemessen bewältigt werden können. Die demographischen Prozesse, die in verschiedenen Teilen der Welt unterschiedlich verlaufen, wie z.B. Überalterung in Europa oder dynamische Trends zu Megastädten in Entwicklungsländern, sich ändernde Lebens- und Produktionsverhältnisse, stark wachsender Bedarf nach Mobilität und enormes Anwachsen der Komplexität der Verkehrsplanung und -durchführung, machen einen verstärkten Zugriff auf mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung notwendig. Diese Entwicklung stellt sowohl große Herausforderungen an die Mathematik, wo vielfach noch keine geeigneten Methoden vorhanden sind, als auch an die Praktiker im Bereich von Verkehr und Transport, die sich mit neuen Planungs- und Steuerungstechnologien befassen und diese effizient einsetzen müssen. Hier wird intensive Kooperation zwischen vielen beteiligten Akteuren gefragt sein. T3 - ZIB-Report - 14-03 KW - Optimierung KW - öffentlicher Verkehr Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-50287 SN - 1438-0064 ER - TY - GEN A1 - Borndörfer, Ralf A1 - Hoppmann, Heide A1 - Karbstein, Marika T1 - Umsteigen ohne Warten N2 - Wir stellen einen mathematischen Optimierungsansatz zur Berechnung von periodischen Taktfahrplänen vor, bei dem die Umsteigezeiten unter Berücksichtigung des Passagierverhaltens minimiert werden. Wir untersuchen damit den Einfluss wichtiger Systemparameter und Verhaltensmuster auf die Beförderungsqualität. T3 - ZIB-Report - 17-05 Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-62006 SN - 1438-0064 ER - TY - GEN A1 - Borndörfer, Ralf A1 - Karbstein, Marika T1 - Neue Planungsinstrumente nutzen: Das Verkehrsangebot verbessern und Kosten sparen N2 - Wir illustrieren anhand des Liniennetzes der Stadt Potsdam das Potenzial mathematischer Methoden der Angebotsplanung. Wir zeigen, dass das "bestmögliche" Verkehrsangebot stark von planerischen Vorgaben beeinflusst wird, mit denen man die Erreichung unterschiedlicher und teilweise gegenläufiger Ziele steuern kann. Die Komplexität des Systems führt zum Auftreten von Rückkoppelungseffekten, die man nicht mit Hilfe von Daumenregeln beherrschen kann. Vielmehr ist der Einsatz moderner Planungsverfahren in einer interdisziplinären Zusammenarbeit von politischen Entscheidungsträgern, Verkehrsingenieuren und Mathematikern notwendig, um die aktuellen Herausforderungen in der Verkehrsplanung zu meistern. Der Artikel dokumentiert einen Beitrag zum 7. ÖPNV Innovationskongress des Ministeriums für Verkehr und Infrastruktur des Landes Baden-Württemberg, der vom 9.-11. März 2015 in Freiburg stattfand. T3 - ZIB-Report - 15-33 KW - Linienplan KW - Optimierung Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-55439 SN - 1438-0064 ER - TY - GEN A1 - Krumke, Sven A1 - Rambau, Jörg T1 - Probieren geht über Studieren? Entscheidungshilfen für kombinatorische Online-Optimierungsprobleme in der innerbetrieblichen Logistik N2 - Die Automatisierung von innerbetrieblicher Logistik erfordert -- über die physikalische Steuerung von Geräten hinaus -- auch eine effiziente Organisation der Transporte: ein Aufgabenfeld der kombinatorischen Optimierung. Dieser Artikel illustriert anhand von konkreten Aufgabenstellungen die Online-Problematik (unvollständiges Wissen) sowie die Echtzeit-Problematik (beschränkte Rechenzeit), auf die man in der innerbetrieblichen Logistik trifft. Der Text gibt einen Überblick über allgemeine Konstruktionsprinzipien für Online-Algorithmen und Bewertungsmethoden, die bei der Entscheidung helfen, welche Algorithmen für eine vorliegende Problemstellung geeignet sind. T3 - ZIB-Report - 02-05 KW - Logistik KW - Hochregallagerbediengeräte KW - Kommissioniermobile KW - Aufzüge KW - Online-Optimierung KW - Echtzeit-Optimierung KW - Simulation KW - kompetitive Analyse Y1 - 2002 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-6723 ER -