Umsetzverfahren
Bei einer dynamischen Nachfrage mit zeitweise ausgeprägter Lastrichtung kann es für den Betreiber von Sharing-Systemen notwendig sein Fahrzeuge während des Betriebs umzusetzen, also von einer Station zu anderen zu transportieren. Bei der Optimierung der Anzahl umgesetzter Fahrzeuge stehen die bediente Nachfrage, die Kosten des Umsetzens und die Vermeidung von Überkapazitäten in Konkurrenz.
Durch Umsetzen der Fahrzeuge wird versucht die optimale Belegung der Stationen zu erreichen. Limitierend wirkt dabei die Umsetzrate [Fahrzeuge / Zeitintervall], nicht aber Fahrzeiten, Entfernungen oder sonstige Kosten. Der kontinuierliche Prozess des Umsetzens wirkt im Verfahren diskret am Ende jeder Zeitscheibe. Das Umsetzen erfolgt für alle Verkehrssysteme simultan.
Das Verfahren verschiebt Fahrzeuge von Stationen mit einem Überschuss an Fahrzeugen zu Station mit Fahrzeugbedarf. Hierbei werden zunächst die drängendsten Stationen ausgeglichen, das sind Stationen mit negativer Belegungen oder Belegungen oberhalb der Kapazität der Station. Das Verfahren teilt die Stationen in fünf Kategorien ein. Diese Kategorien basieren auf dem Bedarf an Fahrzeugen und der Bereitschaft Fahrzeuge abzugeben.
a) Stationen mit negativer Belegung
b) Stationen mit einer Belegung unterhalb der optimalen Belegung
c) Stationen mit optimaler Belegung / bzw. Stationen ohne vorgegebener optimaler Belegung
d) Stationen mit einer Belegung oberhalb der optimalen Belegung
e) Stationen mit einer Belegung oberhalb der Kapazität der Station
Das Verfahren versucht schrittweise Fahrzeuge von Stationen aus der Kategorie e in Stationen der Kategorie a zu verschieben, bis diese an die Obergrenze (Abgebende Fahrzeuge) bzw. Untergrenze (empfangene Fahrzeuge) der nächsten Kategorie kommen. Enthält eine Kategorie keine Stationen mehr, wird mit der folgenden (a->b / e->d) Kategorie fortgefahren. Das Verfahren endet, wenn mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
1. die Anzahl der maximal zulässigen Umsetzungen erreicht ist.
2. alle Stationen in der Kategorie c liegen
3. die Stationen in einer Kategorie liegen und eine gleiche Bewertung aufweisen (Fahrzeugmangel / Fahrzeugbedarf)
Das optional vorgehaltene Fahrzeuglager wird als Quelle oder Empfänger für Fahrzeuge verwendet, bevor Fahrzeuge von Stationen der optimalen Kategorie c verwendet werden.
Das hier beschriebene Verfahren ist ein vereinfachter Ansatz zum Umsetzen der Fahrzeuge. Beispielsweise wird eine Nachverfolgung des einzelnen Fahrzeugs nicht vorgenommen und damit entfällt die für den Betreiber notwendige Berechnung seiner Verkehrsleistung und damit verbunden die folgende Routenoptimierung beim Umsetzen.