OPUSS: Optimierung von städtischen synchromodalen Systemen

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Irnich
• Fachliche Zuordnung: Verkehrs- und Transportsysteme, Intelligenter und automatisierter Verkehr
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 391066679

Viele City-Logistik-Projekte haben gezeigt, dass innerstädtische Distributionsnetzwerke verschiedene Stufen und Transportmodi nutzen sollten, um Warensendungen von Konsolidierungszentren zu Geschäften und Endverbrauchern zu liefern. Im Fernverkehr ist dies als Synchromodalität bekannt. Das Konzept der Synchromodalität umfasst die globale Optimierung von Netzwerken mittels Synchronisation aller möglichen Transportmodi einschließlich der Nutzung von flexiblen Fahrzeugen und Fahrzeugen des Linienverkehrs. Bei synchromodalem Transport können Logistikdienstleiter und Kunden jeweils unabhängig voneinander einen besten Transportmodus unter Berücksichtigung der operativen Gegebenheiten und Kundenbedürfnisse wählen. Synchromodalität wurde mit dem Ziel eingeführt, Kosten zu senken, die Resilienz zu steigern und multimodale Netzwerke nachhaltig zu betreiben. Wachstumsraten im e-Commerce stellen insbesondere für die letzte Meile der Zustellung eine Herausforderung dar. Nachhaltiges Management ist notwendig, um Umweltverschmutzung und Verkehrsbelastung zu reduzieren. Mit innovativen Transportmodi (Elektrofahrzeuge, Lastenfahrräder, Mitbenutzung öffentlichen Verkehrs) und Wahlmöglichkeiten für die Zustellung (nach Hause, zur Packstation oder in ein Geschäft) wird experimentiert, aber ein Überdenken des Transportsystems als Ganzes bleibt eine Herausforderung.Das Ziel des Projekts OPUSS ist die Entwicklung neuer Optimierungsalgorithmen zur Planung synchromodaler städtischer Distributionsnetzwerke. Es erweitert Synchromodalität um moderne Transportmodi und Wahlmöglichkeiten bei der Zustellung. Entsprechend dieser Zielsetzung sollen grundlegende Fortschritte bei den zwei größten Aufgaben synchromodaler städtischer Distributionssysteme erreicht werden, den Wahlmöglichkeiten für die Zustellung und der zeitlichen Abstimmung der verschiedenen Transportstufen.Im OPUSS-Projekt werden die erfolgreichsten Prinzipien und Bausteine der exakten und heuristischen Optimierung kombiniert. Insbesondere soll die Anwendung sog. Matheuristics untersucht werden. Das Konsortium besteht aus zwei Gruppen von Forschern, die einerseits im Bereich der exakten Optimierung und andererseits der Entwicklung von Metaheuristiken ausgewiesen sind. Zusammen planen wir algorithmische Fragen bezüglich vorteilhafter Repräsentation von Lösungen, effizienter Zulässigkeitsprüfungen zur Steuerung der Lösungssuche und des Einsatzes heuristischer Komponenten zur Lösung von Teilproblemen zu untersuchen.Drei Arten von Forschungsergebnissen sind zu erwarten: (1) Einsichten in die Struktur der Optimierungsprobleme im Bereich synchromodaler Systeme, die grundlegende mathematische Eigenschaften aufzeigen. (2) Diese sollen die Entwicklung effizienter Algorithmen ermöglichen. (3) Das letztliche Ziel von OPUSS ist die Integration aller algorithmischen Bausteine, um einen Algorithmus zur Planung von Distributionssytemen zu erhalten, der einfach anzupassen und allgemein anwendbar ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Christian Tilk
• Kooperationspartner: Professor Fabien Lehuédé, Ph.D.