Evolutionäre Entwicklung von Fahrplänen mit mehreren Bewertungsfunktionen
Das Institut für Mathematik der TU Clausthal, Arbeitsgruppe "Stochastische Optimierung", Professor Dr. Michael Kolonko stellt auf der Hannover Messe 1999 in der Halle 24, am Gemeinschaftsstand Mobilität 21, Stand B 01, das Projekt "Evolutionäre Entwicklung von Fahrplänen mit mehreren Bewertungsfunktionen" aus.
Die Qualität von Fahrplänen für ein Liniennetz stellt sich aus Kunden- und Betreibersicht u.U. sehr unterschiedlich dar. Die Fahrgäste sind vor allem an geringen Reise- und Umsteigewartezeiten interessiert, während der Betreiber eher die Wirtschaftlichkeit im Auge hat und z.B. die Anzahl der benötigten Fahrzeuge und die Streckeninvestitionen niedrig halten möchte.
Bewertungen mit mehreren, z.T. zuwiderlaufenden Kriterien wie hier erlauben i.a. keine beste Lösung. Stattdessen sind Kosten-Nutzen-Analysen gefragt, die z.B. erlauben, folgende Fragen zu beantworten :
* Wieviel Wartezeit kann eingespart werden, wenn die Summe x in das Netz investiert wird ?
* Wie teuer ist der integrale Taktfahrplan (mit Umsteigewartezeit ~ 0) ?
* Wie stark steigt die Umsteigewartezeit, wenn ein Fahrzeug eingespart wird ?
Als Exponat wird der Prototyp eines Programmsystems HiTT gezeigt, das zu einem Netz getakteter Linien Fahrpläne in bezug auf mehrere Kriterien optimiert (derzeit Umsteigewartezeit, Bauinvestitionen ins Netz und Fahrzeuganzahl). Es werden die näherungsweise pareto-optimalen Fahrpläne errechnet, d.h. solche Fahrpläne, die nicht in allen Kriterien zugleich unterboten werden können. Diese Werte bilden in einer graphischen Benutzeroberfläche die Kosten-Nutzen-Kurven, auf denen der Betreiber oder Planer geeignete Fahrpläne auswählen und in bezug auf die verschiedenen Bewertungskriterien hin untersuchen kann.
Mit herkömmlichen Optimierungsmethoden ist Problemen dieser Art kaum beizukomen. Es werden daher neuartige, sogenannte evolutionäre Verfahren oder genetische Algorithmen eingesetzt. Dabei wird in Analogie zur natürlichen Evolution eine 'Population' von Fahrplänen auf dem Rechner gezüchtet, die unter dem 'Selektionsdruck' der Bewertungskriterien langsam die Kosten-Nutzen-Kurve annähert.
Weitere Informationen:
Professor Dr. M. Kolonko , O. Engelhardt-Funke
Institut für Mathematik
TU Clausthal
Erzstr. 1 , 38678 Clausthal-Zellerfeld
Telefon : 05323/72-2410, -2419
email : kolonko@math.tu-clausthal.de
