Local Branching und Branching-Strategien für Umlauf- und Dienstplanung im Regionalverkehr mit unregelmäßigen Fahrplänen

Fahrplane regionaler Busunternehmen bestehen aus vielen Fahrten, die jeden Tag durchgefuhrt werden, und Ausnahmen, die sich nicht taglich wiederholen, wie z.B. Schul- oder Baderfahrten. Mit traditionellen Optimierungsansatzen fur die Umlauf- und Dienstplanung entstehen dabei in der Praxis unerwunschte unregelmasige Dienstplane fur Busfahrer. Fur partiell integrierte Umlauf- und Dienstplanungsprobleme im Regionalverkehr schlagen wir zur Erzeugung kostenminimaler und regelmasiger Dienstplane ein zweistufiges Verfahren vor. In der ersten Phase wird mit einem Column Generation Verfahren die LP-Relaxation einer Set Partitioning Formulierung gelost. Wir stellen dabei algorithmische Aspekte des Column Generation Verfahrens wie die Verwendung des Volume Algorithmus zur schnellen, approximativen Losung linearer Programme und Beschleunigungsverfahren dar. Weiterhin beschreiben wir neuartige Spaltenmanagementtechniken auf Basis der primalen/dualen Informationen des Volume- Algorithmus. In der zweiten Phase erzeugen wir ganzzahlige Losungen durch eine neuartige Kombination von Local Branching Cuts und verschiedener Branching-Strategien. Die durchgefuhrten Tests mit kunstlichen und realen Instanzen zeigen, dass deutlich regelmasigere Dienstplane bei geringfugiger Erhohung der operativen Gesamtkosten effizient generiert werden konnen.