Prinzipien der Wahl von Fahrzeugkombinationen

Die Wahl von Fahrzeugkombinationen aus der pro Fahrplanfahrtabschnitt vorgegebenen Menge der einsetzbaren Fahrzeugkombinationen ist die zentrale Komponente des Verfahrens. Als Suchverfahren besteht die Herausforderung darin, möglichst viele unterschiedliche Wahlen zu produzieren und dabei solche Wahlen, die zu schlechten Lösungen führen, zu vermeiden. Diese Aufgabenstellung ist mit der Verbindungssuche per Branch&Bound im Rahmen der fahrplanfeinen Umlegung vergleichbar.

Im initialen Schritt des Verfahrens gibt es noch keine Lösungen. Hier spielen heuristische Vorgehensweisen eine größere Rolle bei der Wahl. In allen weiteren Iterationen erfolgt die Wahl stets auf Basis einer Lösung aus der vorhergehenden Iteration, sodass diese Lösung weiterentwickelt wird, aber auch hier werden Teile der Lösung verworfen und neu aufgebaut. Die Wahl erfolgt initial, also zur Erzeugung der Startlösungen für die erste Iteration, nach folgenden Kriterien:

  • Für ein einzelnes Vorkommen eines Fahrplanfahrtabschnitts erfolgt die Wahl
  • zufällig,
  • passend bezüglich Belastung der Fahrplanfahrt und Kapazität der Fahrzeugkombination - also eine Wahl, die wahrscheinlich zu einer guten Abdeckung der Nachfrage führt,
  • passend zur vorgegebenen Anzahl Fahrzeuge unter Berücksichtigung der bereits durch Kanten ohne Wahl oder durch bereits gewählte Kanten verbrauchte Fahrzeuge - also eine Wahl, die wahrscheinlich zu einer gleichmäßigen Auslastung führt,
  • passend zu benachbarten Fahrplanfahrten ohne Wahl - also eine Wahl, die wahrscheinlich zu für sich genommen produktiven Umläufen führt.
  • Ausgehend von einzelnen Vorkommen von Fahrplanfahrtabschnitten, für die eine Wahl bereits getroffen wurde, werden soweit möglich analoge Wahlen getroffen
  • für alle Fahrplanfahrten einer Linie,
  • für alle anderen Vorkommen des gleichen Fahrplanfahrtabschnitts,
  • für einzelne Nachbarn oder ganze untereinander benachbarte Ketten,
  • für zur Einhaltung der Flussbedingung besonders günstige Vorkommen von Fahrplanfahrtabschnitten.
  • Die Wahl kann alternativ für alle Fahrplanfahrtabschnitte aus den Angaben für die Umlaufbildung ohne Fahrzeugaustausch, also aus dem Attribut Fahrzeugkombinations-Nummer des Fahrplanfahrtabschnitts, übernommen werden, wenn die dort angegebene Fahrzeugkombination im zulässigen Fahrzeugkombinations-Set enthalten ist. Dadurch wird die Lösung der Umlaufbildung ohne Fahrzeugaustausch zu einer der Startlösungen.
  • Ist eine Vergleichslösung angegeben und die Nähe zu dieser gefordert, kann die Wahl initial aus dieser Vergleichslösung übernommen werden.

In allen späteren Iterationen entsteht jede Lösung aus einer bestehenden Lösung. Dazu werden die relativ ineffizienten Bestandteile der Lösung bestimmt, deren Wahlen verworfen und ausgehend von den Beibehaltenen neue, analoge Wahlen getroffen nach den gleichen Kriterien wie in der initialen Phase. Zusätzlich stehen die folgenden Prinzipien zur Veränderung der Lösung zur Verfügung:

  • Ersetze Leerfahrten einer Fahrzeugkombination dadurch, dass diese Fahrzeugkombination für eine zeitlich und örtlich passende Fahrplanfahrt gewählt wird, für die bisher eine andere Fahrzeugkombination gewählt ist.
  • Ändere die Wahl simultan für ganze Umläufe so, dass die Konfiguration bezüglich der Kosten günstig ist.
  • Ändere die Wahl simultan für ganze Umläufe so, dass die Konfiguration bezüglich der Abdeckung der Nachfrage günstig ist.
  • Ändere die Wahl simultan für ganze Umläufe so, dass die Konfiguration bezüglich der Einhaltung der verfügbaren Anzahl der Fahrzeuge günstig ist.