Eine heuristische Methode zur Erhohung der Robustheit von Mehrdepot-Umlaufplanen im OPNV

Summary

Die Einsatzplanung für Busse, die sogenannte Umlaufplanung, ist eine Hauptaufgabe des operativen Planungsprozesses eines Verkehrsbetriebes im Öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV). In ihr werden Fahrzeuge einer vorgegebenen Menge von Servicefahrten zugewiesen, so dass die Kosten minimal sind. Die Kosten setzen sich zusammen aus Fixkosten pro eingesetztem Fahrzeug, variablen Kosten pro gefahrenem Kilometer und variablen Kosten pro Zeiteinheit, die ein Bus auβerhalb des Depots verbringt. Ein Umlaufplan ist genau dann zulässig, wenn jede Servicefahrt mindestens einem Fahrzeug zugewiesen ist, alle Servicefahrten nur Fahrzeugen zulässigen Typs zugewiesen sind und jeder Fahrzeugumlauf in einem zulässigen Depot startet und am Ende des Planungshorizontes in dieses wieder zurückkehrt. Für eine genauere Beschreibung des Umlaufplanungsproblems und der verschiedenen Lösungsmethoden siehe [1]. Die Umlaufpläne werden im ÖPNV traditionell mehrere Wochen vor dem Tag der Ausführung erstellt. Deshalb können in dieser Planung nicht die tatsächlichen Fahrtzeiten berücksichtigt werden. Stattdessen wird mit Erfahrungswerten für verschiedene Strecken und Tageszeiten geplant. Somit gehen die Störungen im Fahrbetrieb und die daraus resultierenden Verspätungen nicht in diese offine Umlaufplanung ein. In den letzten Jahren sind die Umlaufpläne durch den Einsatz spezialisierter Planungssoftware und Verbesserungen bei den verwendeten Methoden immer kostengünstiger geworden. Mit der Senkung der geplanten Kosten geht aber eine Erhöhung der Störanfälligkeit einher, da die Wartezeit der Busse verringert wird, die zum Auffan gen von Verspatungen zur Verfügung steht. Dies führt bei Auftreten von Störungen zu einem auβerplanmäβigen Mehreinsatz an Fahrzeugen und zu Strafzahlungen, die der Verkehrsbetrieb an die staatliche Verwaltung entrichten muss, wenn eine vertraglich vereinbarte minimale Servicefahrt-Pünktlichkeit unterschritten wird (siehe [2]). Deshalb steigen manchmal die tatsächlichen Kosten entgegen der ursprünglichen Zielsetzung an, obwohl die geplanten Kosten gesunken sind.