Tourenplanung für die Siedlungsabfallentsorgung: Modelle, Methoden und Lösungen zur Optimierung
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Dt. Univ.-Verl.
2002
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Gabler Edition Wissenschaft : Produktion und Logistik
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1 Einleitung 1
1.1 Gegenstand und Zielsetzung 1
1.2 Struktur der Arbeit 2
2 Das Anwendungsfeld 5
2.1 Die Entsorgungswirtschaft 5
2.1.1 Historische Entwicklung 5
2.1.2 Aktuelle Herausforderungen 6
2.1.3 Ökonomische Relevanz 7
2.2 Die Objekte der Entsorgung 9
2.2.1 Behälter, Behällertypen und Fraktionen 9
2.2.2 Fahrzeuge und Fahrzeugtypen 10
2.2.3 Fuhrparks und Entsorgungsanlagen 11
2.2.4 Entsorgungsgebiet, Siedlungsstrukturen und Sammelstrecken 12
2.3 Die Planung der Entsorgung 14
2.3.1 Der Entsorgungsprozess 14
2.3.2 Planungssituationen 16
2.3.3 Kosten 19
3 Mathematische Modellierung 23
3.1 Ein Kalkulationsmodell 23
3.2 Klassifizierung von Tourenplanungsproblemen 27
3.2.1 Kantenorientierte Tourenplanungsprobleme 28
3.2.2 Komplexitätstheorie 30
3.2.3 Erweiterte kantenorientierte Tourenplanungsprobleme 32
3.3 Ansätze für die Modellierung der Hausmüllentsorgung 34
3.3.1 Der Ansatz von Bodin und Kursh 35
3.3.2 Der Ansatz von Male, Liebman und Geppert 37
XI
3.3.3 Der Ansatz von Otten 38
3.4 Konsequenzen aus den bekannten Modellen 39
4 Ein Evolutionärer Algorithmus zur Routenplanung 41
4.1 Das Modell 41
4.2 Evolutionäre Algorithmen 43
4.2.1 Evolutionsstrategien, Genetische und Evolutionäre Algorithmen 43
4.2.2 Vor- und Nachteile von Evolutionären Algorithmen 46
4.2.3 Evolutionäre Algorithmen für das Travelling Salesman Problem 50
4.2.4 Evolutionäre Algorithmen und lokale Suche 54
4.3 Ein Evolutionärer Algorithmus für das Gemischte Rural Postman Problem mit
Abbiegevorschriften 57
4.3.1 Repräsentation 57
4.3.2 Kürzeste Wege mit Abbiegevorschriften *°
4.3.3 Operatoren und Populationsmanagement ^2
4.3.4 Konfiguration und Parametrisierung °°
4.4 Evaluierung des Verfahrens 71
4.4.1 Benchmarkprobleme ¦
4.4.2 Referenzverfahren
4.4.3 Ergebnisvergleich und Bewertung •*
5 Ein Lösungsverfahren zur Distriktplanung
5.1 Zielkonflikte 79
5.2 Distriktplanung in ungerichteten Graphen 5.2.1 Kompakte Subdistrikte 81
5.2.2 Distriktbildung 82
5.2.3 Validierung 82
5.3 Konzeptionelle Erweiterungen 5.3.1 Anwendung auf generalisierte Graphen R7
5.3.2 Ein Multi-Agenten-System zur flexiblen Distriktplanung xii
6 Umsetzung und praktische Anwendung 93
6.1 Geographische Informationssysteme 93
6.1.1 Funktionalitäten eines Geographischen Informationssystems 94
6.1.2 Objekte eines Geographischen Informationssystems 94
6.2 Praktische Grundlagen und Datenbeschaffung 95
6.2.1 Digitale Straßenkarten 95
6.2.2 Abfallaufkommen und Georeferenzierung 100
6.2.3 Schätzung der Behälterverteilung 103
6.3 Anwendung der Routenoptimierung 104
6.4 Prototypische Implementierung 109
7 Zusammenfassung und Ausblick 113
7.1 Zusammenfassung 113
7.2 Ausblick 114
Anhang 117
A Die Unified Modelling Language 117
B Benchmark-Ergebnisse für die Routenplanung 118
Literaturverzeichnis 123
xiii
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