Strategische Netzplanung von Seehafenhinterlandverkehren unter Nutzung von Gateways zur Konsolidierung von LCL-Sendungen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In Folge der Globalisierung ist ein stark wachsendes Güteraufkommen nicht nur im Kontinentalverkehr, sondern gerade auch auf interkontinentalen Transportrouten zu beobachten. Transportdienstleister im Seefrachtgeschäft stehen im Zuge dieser Entwicklung vor der Herausforderung, in effizienten Netzstrukturen den Transport von Seefrachtcontainern zu organisieren. Ein Fokus liegt dabei auf der Verbesserung der selbstorganisierten Netzstruktur im kostenintensiven Seehafenhinterlandverkehr. Da eine unabhängige Planung der einzelnen Relationen mögliche Konsolidierungseffekte vernachlässigt und dadurch zu einer schlechten Auslastung der Ladeeinheiten führen kann, ist die Betrachtung der gesamten Netzstruktur von zentraler Bedeutung. Dies beinhaltet sowohl die Entscheidung, welche Starthäfen für welche Relationen verwendet werden, als auch die Planung des Hinterlandverkehrs mit Gateways zur effizienten Konsolidierung der Transportvolumina verschiedener Relationen. Ein zentrales Ergebnis des Projekts, das in enger Zusammenarbeit mit dem Projektpartner DB Schenker erreicht werden konnte, ist eine realitätsnahe Beschreibung und mathematische Modellierung eines solchen integrierten Netzplanungsproblems. Dies bildet die Grundlage für die Entwicklung von Lösungsverfahren, die das Zusammenspiel aller Aspekte in der strategischen Planung möglichst gut berücksichtigen. Es wurden zwei Verfahren entwickelt, die jeweils optimale Lösungen für das Planungsproblem liefern können und in Tests vielversprechende Ergebnisse für Realdaten von DB Schenker liefern. Zudem wurde ein heuristisches Verfahren entwickelt, das sehr schnell Lösungen produzieren kann. Eine wichtige Eigenschaft des vorliegenden Netzplanungsproblems sind die containerabhängigen Kosten, die auf geschickte Weise in den Optimierungsverfahren abgebildet werden konnten. Insbesondere der auf einer Lagrange-Dekomposition beruhende Lösungsansatz, der sich durch seine Allgemeinheit auch auf viele andere Probleme übertragen lässt, kann sehr gut mit dieser speziellen Kostenstruktur umgehen. Eine weitere Herausforderung ist die Integration der im zeitlichen Verlauf stark schwankenden Transportvolumina in die Optimierungsverfahren. Zum Umgang damit wurden mehrstufige stochastische Modelle aufgebaut und entsprechende Erweiterungen der vorgestellten Lösungsverfahren auf diese Modelle untersucht. Das Projekt lieferte somit zum einen algorithmisch und mathematisch neue Erkenntnisse im Hinblick auf die Lösung von Planungsproblemen mit stufenförmigen Kosten sowie die Berücksichtigung von Unsicherheit in solchen Problemen. Zum anderen leistete es einen – mit dem Kooperationspartner bereits praktisch erprobten – Beitrag zur Lösung anwendungsnaher Transportplanungsprobleme.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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An approximation algorithm for multi allocation hub location problems, Technical report.
Jost, Ammouriova
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Approximation Algorithms for p-Hub Center Problems. Lecture Notes in Logistics, 241-256. Springer International Publishing.
Jost, Niklas & Clausen, Uwe
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Partitioned vs. Integrated Planning of Hinterland Networks for LCL Transportation. Lecture Notes in Logistics, 257-273. Springer International Publishing.
Jost, Niklas; Henke, Dorothee; Hedtke, Ivo; Bredtmann, Oliver; Weise, Joachim; Buchheim, Christoph & Clausen, Uwe
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Solving the Multi-Allocation p-Hub Median Problem with Stochastic Travel Times: A Simheuristic Approach. 2023 Winter Simulation Conference (WSC), 1854-1863. IEEE.
Jost, Niklas; Grochala, Aleksandra; Schumacher, Christin; Ammouriova, Majsa & Juan, Angel A.
