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Wir beschreiben einen Ansatz zur integrierten Umlauf- und Dienstplanung im öffentlichen Nahverkehr. Der Ansatz zielt auf die Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades dieser beiden Planungsschritte und auf die besondere Planungsproblematik im Regionalverkehr. Wir entwickeln dazu mathematische Optimierungstechniken für den Einsatz in den Planungssystemen MICROBUS II und DIVA.
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.
Millionen von Menschen werden allein in Deutschland täglich von Bussen, Bahnen und Flugzeugen transportiert. Der öffentliche Personenverkehr (ÖV) ist von großer Bedeutung für die Lebensqualität einzelner aber auch für die Leistungsfähigkeit ganzer Regionen. Qualität und Effizienz von ÖV-Systemen hängen ab von politischen Rahmenbedingungen (staatlich geplant, wettbewerblich organisiert) und der Eignung der Infrastruktur (Schienensysteme, Flughafenstandorte), vom vorhandenen Verkehrsangebot (Fahr- und Flugplan), von der Verwendung angemessener Technologien (Informations-, Kontroll- und Buchungssysteme) und dem bestmöglichen Einsatz der Betriebsmittel (Energie, Fahrzeuge und Personal). Die hierbei auftretenden Entscheidungs-, Planungs- und Optimierungsprobleme sind z.T. gigantisch und "schreien" aufgrund ihrer hohen Komplexität nach Unterstützung durch Mathematik. Dieser Artikel skizziert den Stand und die Bedeutung des Einsatzes von Mathematik bei der Planung und Durchführung von öffentlichem Personenverkehr, beschreibt die bestehenden Herausforderungen und regt zukunftsweisende Maßnahmen an.
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.
Der Schnellste Weg zum Ziel
(1999)
"`Telebus"' ist der soziale Behindertenfahrdienst im Land Berlin. Das Telebus-Forschungsprojekt des Konrad-Zuse-Zentrums für Informationstechnik (ZIB) hat das Ziel, den Fahrdienst (insbesondere die Disposition der Telebusse) zu verbessern, d.h. kundenfreundlicher zu gestalten und gleichzeitig billiger zu machen. In diesem Bericht werden die bisherigen Ergebnisse dargestellt und weitere Möglichkeiten zur Verbesserung des Service und zur Reduzierung der Kosten skizziert. \originalTeX
In diesem Artikel geben wir einen Überblick über das Telebus-Projekt am Konrad-Zuse-Zentrum, Berlin, durch das der Behindertenfahrdienst in Berlin reorganisiert und optimiert wurde. Wir berichten kurz über die mathematischen Probleme und, etwas ausführlicher, über die nicht-mathematischen Schwierigkeiten, die bei der Durchführung dieses Projektes auftraten.
Müssen Etatkürzungen bei staatlichen Dienstleistungseinrichtungen notwendig zu Leistungseinschränkungen oder Gebührenerhöhungen führen? Wir zeigen am Beispiel des Berliner Behindertenfahrdienstes {\em Telebus}, da\ss{} Sparzwang auch als Chance zur Verbesserung der eigenen Verwaltungs- und Arbeitsabläufe genutzt werden kann. Durch stärkere Dienstleistungsorientierung, Vereinfachung der Arbeitsabläufe und durch den Einsatz von moderner EDV und von mathematischen Optimierungsmethoden zur Fahrzeugeinsatzplanung werden bei Telebus heute staatliche Leistungen trotz geringeren Etats besser erbracht als vorher.
Steigendes Mobilitätsbedürfnis der Behinderten bei angespannter Haushaltslage --- diese Situation ergab vor drei Jahren beim Berliner Behindertenfahrdienst {\em Telebus\/} Handlungsbedarf. Gleichzeitig stie\ss{} die verwendete manuelle (Fahrzeug-)Tourenplanung mit damals etwa 1.000 Fahrtwünschen pro Tag an ihre Grenzen. Zur Lösung dieser Probleme war der effiziente Einsatz von Computern und von {\em mathematischen Optimierungsverfahren\/} erforderlich. Ergebnis des daraufhin gestarteten {\em Telebus-Projektes\/} ist die Entwicklung eines neuen, alle Arbeitsabläufe unterstützenden Computersystems, das seit über einem Jahr im Einsatz ist. Herzstück dieses Systems ist ein auf mathematischen Methoden der ganzzahligen Optimierung basierendes Verfahren zur Tourenplanung. Ziel dieses Artikels ist die Beschreibung dieses Verfahrens und seiner Verwendung bei der Behindertenbeförderung. Das Beispiel Telebus zeigt, da\ss{} der Einsatz mathematischer Optimierungstechniken neue Möglichkeiten für Kosteneinsparungen bei gleichzeitiger Serviceverbesserung auch in anderen Bereichen des ÖPNV eröffnet.
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.