Logistical Planning Problems in Disaster Relief: Simultaneous Operational Planning for Road Clearance Operations and Relief Distribution
Final Report Abstract
In diesem Projekt wurden mathematische Modelle und Lösungsverfahren entwickelt, die in der Literatur zur simultanen Planung unberücksichtigte Praxisaspekte integrieren. In einem ersten Schritt wurde das elementare Problem der simultanen Planung von Straßenräumungsarbeiten und Hilfsgüterdistribution und dessen Struktur untersucht. Ein gemischt-ganzzahliges Programm (MIP) wurde aufgestellt, welches das elementare Problem der simultanen Planung abbildet. Darüber hinaus wurde neben Aussagen zur Komplexität ein auf dem Branch&Bound (B&B) Prinzip basierendes exaktes Lösungsverfahren für das elementare Problem entwickelt. In einem weiteren Schritt wurde das elementare Problem um komplexe Aspekte der Straßenräumung erweitert. So sind u.a. mehrere Räumungsmannschaften in der Lage, blockierte Straßen kooperativ zu räumen, sodass die Räumungsdauer geringer ist als bei einer einzelnen Mannschaft. Dabei wird berücksichtigt, dass die Räumungsmannschaften zu unterschiedlichen Zeitpunkten an einer blockierten Straße eintreffen können und dass die Räumungsdauer u.a. von der Anzahl der an der Kante arbeitenden Mannschaften abhängt. Auf Basis des MIP des elementaren Problems wurde ein um die Aspekte der Straßenräumung erweitertes MIP erstellt. Als exaktes Lösungsverfahren wurde ein weiteres B&B Verfahren entwickelt, welchem eine alternative Grundidee als dem B&B Verfahren aus dem ersten Schritt zu Grunde liegt. Zur heuristischen Lösung werden verschiedene aus dem B&B Verfahren abgeleitete Truncated B&B Verfahren genutzt. In einem abschließenden Schritt wurde untersucht, wie verschiedene weitere Aspekte der Hilfsgüterdistribution in das Problem integriert werden können. Neben mehreren Hilfsgütertypen mit unterschiedlicher zeitlicher und räumlicher Verfügbarkeit wurde u.a. eine heterogene Fahrzeugflotte für die Hilfsgüterdistribution berücksichtigt. Bei der Modellierung und Entwicklung von Lösungsverfahren wurde auf das im Rahmen des vorherigen Schritts aufgestellte MIP und die erarbeiteten Lösungsverfahren zurückgegriffen. Es erfolgte eine Anpassung von Modell und Verfahren, sodass neben einem MIP ein exaktes B&B Verfahren sowie verschiedene Truncated B&B Heuristiken für das um komplexe Aspekte sowohl der Straßenräumung als auch der Hilfsgüterdistribution erweiterte Problem der simultanen Planung zur Verfügung stehen.
Publications
- (2018), Simultaneous Planning for Disaster Road Clearance and Distribution of Relief Goods: A basic model and an exact solution method, Jahrestagung der Gesellschaft für Operations Research (GOR), Brüssel
Olschok, D.
- (2019), A Row Generation Method for the Unrestricted Block Relocation Problem, 30th European Conference on Operational Research, Dublin
Wilschewski, F.
- (2019), Optimally Solving the Unrestricted Block Relocation Problem, Jahrestagung der Gesellschaft für Operations Research (GOR), Dresden
Wilschewski, F.
- (2019), Simultaneous Planning for Disaster Road Clearance and Distribution of Relief Goods: A basic model and an exact solution method, 30th European Conference on Operational Research, Dublin
Olschok, D.
- (2019), Simultaneous Planning for Disaster Road Clearance and Distribution of Relief Goods: A branch-and-bound based solution method and a computational study, Jahrestagung der Gesellschaft für Operations Research (GOR), Dresden
Olschok, D.
- (2020), Simultaneous planning for disaster road clearance and distribution of relief goods: a basic model and an exact solution method, OR Spectrum, 42, 591-619
Briskorn, D., Kimms, A., Olschok, D.
(See online at https://doi.org/10.1007/s00291-020-00589-7)
