Wegplanung

Wegplanung ist der Prozess der Ermittlung einer geeigneten Route zwischen zwei oder mehreren Standorten unter Berücksichtigung verschiedener Kriterien wie Reisezeit, Distanz, Kosten, Kraftstoffverbrauch, Sicherheit oder Zuverlässigkeit. In der Praxis wird Wegplanung häufig durch Graphmodelle eines Straßennetzes umgesetzt, wobei Knoten Orte und Kanten Straßenabschnitte repräsentieren. Static routing arbeitet mit festgelegten Netzdaten, während Dynamic Routing reale Zeitdaten wie Verkehrslage, Unfälle oder Sperrungen berücksichtigt.

Anwendungsbereiche umfassen die Fahrzeugnavigation in PKW und Mobilgeräten, Logistik und Lieferkettenmanagement, öffentliche Verkehrssysteme, Robotik und autonome Systeme sowie planerische Aufgaben in Infrastruktur.

Methoden basieren auf Algorithmen der Graphentheorie. Kürzeste-Wege-Methoden wie Dijkstra oder Bellman-Ford liefern optimale Pfade in Netzwerken ohne bzw. mit bestimmten Beschränkungen. Der A-Algorithmus nutzt Heuristiken, um die Suche effizienter zu gestalten. Für große Netze kommen beschleunigte Techniken wie Bidirektionale Suche, Contraction Hierarchies oder Landmark-Heuristiken zum Einsatz. Bei Mehrziel- oder Ressourcen-basierten Problemen (z. B. Vehicle Routing Problem, VRP) werden Optimierungsverfahren, heuristische Ansätze oder Metaheuristiken verwendet. In der Praxis wird oft eine Offline-Planung mit Online-Re-Planung kombiniert.

Datenquellen sind digitale Kartenwerke, OpenStreetMap sowie kommerzielle Karten- und Verkehrsdatenanbieter. Realzeitdaten wie Baustellen, Unfälle oder Verkehrsstaus fließen in dynamische Routenanpassungen ein.

Herausforderungen schließen Skalierbarkeit, Genauigkeit der Verkehrsdaten, Mehrkriterialität und zeitliche Rahmenbedingungen ein. Zukünftige Entwicklungen betreffen KI-gesteuerte Vorhersagen, maschinelles Lernen und verbesserte Reaktionsfähigkeit für autonome Fahrzeuge und urbane Logistik.