Das Verfahren Tourenplanung verknüpft die Nachfrage, also die gebildeten Fahrtwünsche, mit dem Angebot, also der Fahrzeugflotte und den Abhol- und Absetzpunkten.
Für die Lösung des Planungsproblems stehen zwei Verfahren zur Auswahl:
- Dispatcher
Der Dispatcher kennt die Fahrtwünsche erst zu dem Zeitpunkt ihres Entstehens und versucht diese mit den vorhandenen Fahrzeugen zu bedienen. Die Auswahl der Fahrzeuge hängt von der räumlichen Nähe, den Randbedingungen der bereits in den Fahrzeugen befindlichen Fahrgästen und den zu erwartenden Umwegen ab.
Der Dispatcher basiert auf dem routingfähigen Netz des Verkehrsmodells, also auf den geöffneten Strecken und Abbiegern seines IV-Referenz-Verkehrssystems.
Der Dispatcher berücksichtigt im Voraus reservierte Fahrtwünsche, wie beispielsweise Fahrtwünsche mit einer Vorausbuchungszeit von mehr als 30 min. Eine wiederholte Optimierung der Tourenpläne ist notwendig für die optimale Verknüpfung von kurzfristig und langfristig geplanten Fahrtwünschen. Diese Aufgabe übernimmt der Tourenplaner. Die Zuordnung von Fahrtwünschen zu Touren wird dadurch immer an die zu dem Zeitpunkt bekannten Informationen angepasst. Je öfter die Optimierung durchgeführt wird, desto besser kann das Ergebnis werden. Beachten Sie, dass sich durch viele Optimierungen die Laufzeit des Verfahrens verlängert.
- Tourenplaner
Die Fahrtwünsche sind der Tourenplanung nicht vollständig bekannt. Das würde eine zu optimistische Planungsgrundlage darstellen. Daher wird das Tourenplanungsproblem in Zeitscheiben unterteilt, die die Dynamik des Eintreffens der Fahrtwünsche abbilden. Der Tourenplaner verwendet für die Disposition der Fahrzeuge lediglich die Fahrtwünsche, die in der aktuellen Zeitscheibe bekannt sind. Die Fahrzeugpositionen werden aus der laufenden oder der zurückliegenden Zeitscheibe übernommen. Eine Neuverplanung der Fahrtwünsche zum Zeitscheibenwechsel geschieht entweder auf Basis des Startpunktes der laufenden Beförderungen (optimistisch) oder auf Basis der Ankünfte (pessimistisch).
Der Tourenplaner arbeitet auf Kenngrößenmatrizen, die vorher auf dem Verkehrsangebot des klassischen IV berechnet worden sind. Zur Optimierung der Touren werden die Fahrtweite und die Fahrtzeit herangezogen. Das Verfahren arbeitet auf der Grundlage der Verkehrsbezirke, korrigiert jedoch die wirklichen Reisezeiten und Reiseweiten durch den Abgleich ihrer räumlichen Lage mit dem Bezirksschwerpunkt.
Ziel der Optimierung ist eine Erfüllung möglichst vieler Fahrtwünsche, innerhalb ihrer zeitlichen und räumlichen Vorgaben, bei Verwendung eines Minimums an Fahrzeugen.
Der Dispatcher basiert auf dem routingfähigen Netz des Verkehrsmodells, also auf den geöffneten Strecken und Abbiegern seines IV-Referenz-Verkehrssystems.
Der Dispatcher berücksichtigt im Voraus reservierte Fahrtwünsche, wie beispielsweise Fahrtwünsche mit einer Vorausbuchungszeit von mehr als 30 min. Eine wiederholte Optimierung der Tourenpläne ist notwendig für die optimale Verknüpfung von kurzfristig und langfristig geplanten Fahrtwünschen. Diese Aufgabe übernimmt der Tourenplaner. Die Zuordnung von Fahrtwünschen zu Touren wird dadurch immer an die zu dem Zeitpunkt bekannten Informationen angepasst. Je öfter die Optimierung durchgeführt wird, desto besser kann das Ergebnis werden. Beachten Sie, dass sich durch viele Optimierungen die Laufzeit des Verfahrens verlängert.
Ergebnisse der Tourenplanung
Der berechnete Tourenplan wird in verschiedenen Aggregationsformen ins Verkehrsmodell übernommen.
Die Wege der Fahrgäste werden als ÖV-Wege gespeichert. Dabei enthält jeder Weg drei Teilwege: jeweils ein Zu- und Abweg, sowie den berechneten Teilweg, der mit dem bedarfsorientierten Verkehrssystem zurückgelegt worden ist. Dieser Teilweg stellt sowohl den möglichen Umweg, als auch die Wartezeit für Absetzen oder Aufnehmen anderer Fahrgäste dar. Aus der Menge dieser Wege werden analog zum klassischen ÖV Kenngrößen abgeleitet.
Bei benachbarten Zonen kann die zufällige Verteilung der Fahrwünsche auf Knotenebene dazu führen, dass Fahrtwünsche den gleichen Abhol- wie Absetzpunkt erhalten. Diese Sonderfälle werden dann durch einen ÖV-Weg repräsentiert, der sich lediglich aus Fußwegen zusammensetzt. Die Fahrgäste mit diesem Fahrtwunsch erreichen so ihr Ziel. Die Tourenplanung der Flotte jedoch bleibt von solchen reinen Fußwegen unberührt.
Aufgrund der stochastischen Disaggregation der Fahrtwünsche ist die Verwendung der Kenngrößen erst nach mehrfacher Berechnung der Tourenplanung unter Berücksichtigung verschiedener Startzufallszahlen in der Fahrtwunscherzeugung zu verwenden.
Darüber hinaus werden die Touren jedes einzelnen Fahrzeugs in einer definierten Wegemenge gespeichert und bilden die Grundlage für eine Abschätzung des betrieblichen Aufwandes. Die IV-Wege entstehen durch die sukzessive Bedienung der Abhol- und Absetzpunkte. Die Wege zwischen diesen Knoten werden durch eine Kurzwegsuche ermittelt. Die sich daraus ergebende Belastung kann als Streckenattribut gespeichert werden.
Die einzelnen Halte an Abhol- oder Absetzpunkten einer Tour können analog zum Vorgehen bei der Fahrtwunscherzeugung über eine Kurzwegsuche mit einem Bezirk verknüpft werden. Dies ermöglicht die Erstellung einer IV-Nachfragematrix, die sich aus den einzelnen Teilstücken der Tour speist. Die spätere Umlegung einer solchen Matrix auf das vorhandene Netz erzeugt ein besseres Bild der wirklichen Netzbelastung durch den bedarfsorientierten Verkehr.
