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Wegoptimierung

Wegoptimierung bezeichnet die Planung von Routen, um eine Zielgröße wie Reisezeit, Distanz, Kosten oder Umweltbelastung zu minimieren, unter Berücksichtigung von Randbedingungen. In der Praxis wird ein Straßennetz als Graph modelliert: Knoten sind Standorte, Kanten Straßenabschnitte mit Gewichten wie Distanz oder Fahrtzeit. Ziel ist es, aus dem Netz optimale oder gute Routen für eine oder mehrere Fahrzeuge zu bestimmen.

Zentrale Probleme sind der kürzeste Weg, das Vehicle Routing Problem (VRP) und Varianten wie VRP mit Zeitfenstern

Zu den Methoden gehören exakte Verfahren wie ganzzahlige Optimierung (Branch-and-Bound) für kleinere Modelle, sowie Heuristiken und

Daten und Anwendungen: Wegoptimierung nutzt Straßennetzwerke und Bewegungsdaten, darunter Netzgraphen, Verkehrsinformationen, Zeitfenster, Servicezeiten, Fahrzeugkapazitäten und Auftragsdaten.

Ausgabe und Bewertung: Die Lösung liefert Routenvorschläge, Einsatzpläne und Zeitfenster-Compliance. Leistungskennzahlen umfassen Gesamtdistanz, Gesamtzeit, Kraftstoffverbrauch, Emissionen,

oder
Kapazitätsbeschränkungen
sowie
der
Traveling
Salesman
Problem
(TSP).
Viele
dieser
Probleme
sind
NP-schwer,
weshalb
häufig
heuristische
oder
metaheuristische
Verfahren
eingesetzt
werden,
besonders
bei
großen
Netzwerken.
Metaheuristiken
wie
Clarke-Wright-Savings,
Nearest-Neighbor
oder
Sweep-Algorithmen
sowie
genetische
Algorithmen,
Tabu-Suche,
Simulated
Annealing
oder
Ant
Colony
Optimization
für
größere
Probleme.
Oft
werden
Teilrouten
erstellt
und
durch
lokales
Refinement
verbessert,
um
praktikable
Pläne
in
vertretbarer
Zeit
zu
liefern.
Typische
Anwendungen
sind
Liefer-
und
Distributionsrouten,
Flottenplanung,
öffentlicher
Nahverkehr
und
Notfallroutinen.
Herausforderungen
sind
Skalierbarkeit,
Unsicherheit
durch
Verkehr,
dynamische
Anpassungen
in
Echtzeit
sowie
die
Integration
mit
GIS,
ERP-
oder
Telematiksystemen.
Servicegrad,
Pünktlichkeit
und
Fahrzeugauslastung.