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Warum klassische Tourenansätze im Shuttle-Betrieb zu kurz greifen

Die Tourenplanungsliteratur ist Jahrzehnte alt und bietet ein solides Fundament. Doch dieses Fundament trifft eine Reihe von Annahmen, um das Problem handhabbar zu machen. Im Labor sind sie harmlos; im Feld bestimmen sie genau, wo der Plan bricht. Dieser Beitrag sieht sich an, wofür jede von ihnen in einem realen Shuttle-Betrieb steht.

Annahme 1: Die Fahrgastliste ist fest

Klassische Modelle nehmen die Fahrgastmenge bei der Problemdefinition als fest an. In einem realen Betrieb ändert sich die Liste wöchentlich, manchmal täglich: Zugänge und Abgänge, Schichtwechsel, Urlaub, Versetzungen.

Für sich genommen wirkt die Annahme harmlos. Ihre Folge ist: Der Plan muss bei jeder Änderung neu gebaut werden. Bei einem Handplan dauert das Stunden, also wird er meist nicht aktualisiert — er bleibt in veralteter Form im Einsatz, und die Auslastung sinkt still.

Annahme 2: Fahrzeiten sind konstant

Die meisten Modelle behandeln die Zeit zwischen zwei Punkten als eine einzige Zahl. Innerorts schwankt diese Zahl deutlich nach Stunde; dieselbe Route kann um 07:30 ein Vielfaches der Zeit von 10:00 brauchen.

Ein auf einer Fahrzeit gebauter Plan ist auf dem Papier stimmig. Im Feld steht das Fahrzeug, das die Schicht erreichen muss, in einem Verkehr, den der Plan nie eingeplant hat. Das Problem ist nicht der Algorithmus, sondern die ihm übergebene Annahme.

Annahme 3: Das Problem wird einmal gelöst

Der übliche Aufbau in der Literatur lautet: Eingabe wird gegeben, die beste Lösung gesucht, die Lösung zurückgegeben. Der Betrieb funktioniert nicht so. Der Plan wird ausgeführt, das Feld geschieht, die Abweichung tritt zutage — und diese Abweichung ist die wertvollste Eingabe des nächsten Plans.

Ein Einmal-Lösen-Rahmen kann diese Rückkopplung nicht nutzen. Jede manuelle Korrektur des Planers ist eine Korrektur, die im nächsten Plan erneut gemacht werden muss. Derselbe Fehler wird jede Woche neu behoben.

Annahme 4: Randbedingungen sind unabhängig

Kapazität, Fahrzeit, Fußweg und Schichtzeit werden im klassischen Aufbau als getrennte Randbedingungen aufgezählt und meist nacheinander behandelt: erst gruppieren, dann ordnen, dann prüfen.

Tatsächlich sind diese vier eine einzige Entscheidungsmenge. Die Fußweggrenze zu ändern ändert die Haltestellenzahl, diese die Fahrzeit, diese die Fahrzeuganzahl, diese die Kapazität. Ein sequenzielles Verfahren kann seine erste Entscheidung im Licht der späteren nicht mehr revidieren.

Was funktioniert dann?

Die Annahmen zu kritisieren heißt nicht, die Literatur zu verwerfen; es heißt zu wissen, welche Methode unter welchen Bedingungen trägt. In einem kleinen, stabilen Betrieb genügt der klassische Ansatz vollauf.

Wächst der Maßstab und steigt die Schwankung, braucht es anderes: einen Ansatz, der die Randbedingungen gemeinsam abwägt, auf dem realen Straßennetz mit zeitabhängigen Verkehrsdaten arbeitet und aus jedem ausgeführten Plan und jeder manuellen Korrektur lernt. Genau dafür wurde die Routing-Engine von vitaRoute im Rahmen eines TÜBİTAK-geförderten F&E-Projekts entwickelt.

Bei der Beurteilung eines Tourenverfahrens lautet die Frage nicht „welches Problem löst es“, sondern „welche Annahmen trifft es“. Passen die Annahmen nicht zu Ihrem Betrieb, bricht der Plan im Feld, so leistungsfähig das Verfahren auch sein mag.

Das ganze Thema

Die Seite, auf der wir erklären, wie Randbedingungen gemeinsam abgewogen werden und was ein lernender Ansatz beiträgt: