Scheduling von Schleusungsvorgängen: Algorithmen zur Verkehrsoptimierung am Beispiel des Nord-Ostsee-Kanals

1. Auflage 2018
ISBN: 978-3-96146-631-3
Verlag: Diplomica Verlag

Buch, Deutsch, 160 Seiten, Paperback, Format (B × H): 190 mm x 270 mm, Gewicht: 398 g

Die vorliegende Studie zeigt Möglichkeiten zur Verkehrsoptimierung im Schiffsverkehr. Am Beispiel des Nord-Ostsee-Kanals werden algorithmische Lösungsverfahren für die Planung von Schleusungsvorgängen aufgezeigt, die eine schnelle und effiziente Schleusung von ankommenden Schiffen ermöglichen. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Kombination aus Packing und Scheduling im Nord-Ostsee-Kanal, d.h. Schiffe beider Fahrtrichtungen werden Schleusenkammern zugeordnet und in Schleusungsvorgänge gruppiert, sodass die Schiffe einer Schleusung in die entsprechende Kammer passen.
Die Studie enthält auch eine ausführliche Literaturrecherche über bisherige Untersuchungen des Problems und das Schleusenmanagement bei anderen bekannten Wasserwegen. Die Komplexität des Problems an sich sowie die Laufzeiten der vorgestellten Algorithmen werden jeweils angegeben und bewiesen. Zusätzlich zu den statistischen Analysen werden Abschätzungen für die Qualitätsunterschiede von berechneten und optimalen Lösungen hergeleitet.
Dieses Werk ist eine Neuausgabe des 2011 veröffentlichten Buches "Algorithmen zum Scheduling von Schleusungsvorgängen".

Autoren/Hrsg.

Luy, Martin

Fachgebiete

• Mathematik | Informatik Mathematik Numerik und Wissenschaftliches Rechnen Optimierung
• Technische Wissenschaften Technik Allgemein Computeranwendungen in der Technik
• Mathematik | Informatik EDV | Informatik Angewandte Informatik Computeranwendungen in Wissenschaft & Technologie
• Technische Wissenschaften Bauingenieurwesen Verkehrsingenieurwesen, Verkehrsplanung
• Mathematik | Informatik EDV | Informatik Programmierung | Softwareentwicklung Algorithmen & Datenstrukturen
• Technische Wissenschaften Verkehrstechnik | Transportgewerbe Schiffbau, Seeverkehr

Leseproben

Textprobe:

Kapitel 2.2, Anwendungen des LSPs:

Das vorliegende Optimierungsproblem tritt nicht nur bei Schleusen auf. Wir geben nun eine Übersicht über mögliche Anwendungen des LSPs. Bei dieser Gelegenheit wiederholen wir noch einmal einige wichtige Voraussetzungen für die Anwendbarkeit auf die Planung von Schleusungsvorgängen.
Schiffsschleusen:

Das LSPs kann nur dann auf die Ablaufplanung von Schleusungen bei einer Schleuse angewandt werden, wenn folgenden Bedingungen erfüllt sind:

- Die Schleusenkammern sind parallel angeordnet.
- Die Schleusenkammern sind parallel angeordnet. ist die Verhinderung von Kollisionen nach Bemerkung 1.6.
- Die Füllzeit ist nur von der Schleusenkammer und nicht etwa von den Gezeiten abhängig.
- Die Schiffe können eigenständig fahren und werden nicht in mehrere physische Teile aufgeteilt.
- Die Daten aller Schiffe sind im Voraus bekannt. Interaktionen der Schleusungsvorgänge an verschiedenen Schleusen-Standorten müssen von einem übergeordneten Algorithmus behandelt werden. Beim NOK geschieht dies, wie in der Einleitung beschrieben, durch aufeinanderfolgende überlappende Zeithorizonte.
Gütertransport z.B. bei Autofähren:

Ein Anwendungsbeispiel, das überraschenderweise ebenfalls mit Schifffahrt zu tun hat, liegt bei Autofähren vor: Voneinander unabhängige Fähren, die den Schleusenkammern entsprechen, transportieren Fahrzeuge verschiedener Größen zwischen zwei Ufern hin und her. Die Fahrzeuge kommen an den Ufern wie die Schiffe an den beiden Seiten einer Schleuse zu zufälligen Zeitpunkten an und sollen jeweils mit möglichst kurzer Wartezeit überführt werden. Ähnliche Anwendungen findet man bei Güterzügen und Lastenaufzügen, sofern sie ebenfalls Güter zwischen zwei Stationen hin- und hertransportieren.
Verladestationen:

Auch auf Verladestationen wäre das Problem anwendbar, wenn z.B. Container von Kränen zwischen zwei Terminals umgeladen werden. Auf die Verwandtschaft des LSPs mit dem Truck-Scheduling-Problem (TrSP), das bei Verladehäfen angewandt wird, werden wir in Kapitel 3.3 näher einge