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2023 | Buch

Einführung Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

Aktives Ausgleichen von Bike-Sharing-Systemen

verfasst von: Jan Brinkmann

Verlag: Springer International Publishing

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Dieses Buch berichtet über einen Betriebsmanagementansatz zur Verbesserung von Bike-Sharing-Systemen durch den Ausgleich von Nachfrageschwankungen. Ziel ist es, die Fahrräder innerhalb des Systems umzuverteilen und so ein "aktives" Gleichgewicht herzustellen. Das Buch beschreibt ein mathematisches Modell sowie datengesteuerte und simulationsbasierte Ansätze. Außerdem wird gezeigt, wie diese Elemente in einem System zur Entscheidungsunterstützung für Dienstleistungsanbieter kombiniert werden können. Abschließend wird die entwickelte Methode anhand von realen Daten evaluiert und gezeigt, dass sie erfolgreich Nachfrageänderungen vorhersehen kann und somit eine effiziente Planung von Transportfahrzeugen für die manuelle Verlagerung von Fahrrädern zwischen Stationen unterstützt.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Einführung
Zusammenfassung
Die zunehmende Verstädterung und der Mobilitätsbedarf führen zu einem hohen Verkehrsaufkommen in städtischen Gebieten. Da die Verkehrsinfrastruktur begrenzt ist, führt zu viel Verkehr zu Staus, Lärm und Luftverschmutzung. Die Stadtverwaltungen konzentrieren sich auf eine Verringerung des Individualverkehrs, um diese Unannehmlichkeiten zu bekämpfen. Daher werden kollektive Verkehrsträger, d. h. öffentliche Verkehrssysteme (PTS), eingeführt oder ausgebaut. Konventionelle Verkehrsmittel sind Busse und Straßenbahnen. Einerseits kann der PTS den städtischen Verkehr reduzieren. Auf der anderen Seite wird aber auch der Komfort gemindert. Erstens liegen die tatsächlichen Ausgangs- und Zielorte der Nutzer nicht unbedingt in fußläufiger Entfernung zu einer Bus- oder Straßenbahnhaltestelle. Zweitens sind Busse und Straßenbahnen oft verspätet oder überfüllt.
Jan Brinkmann

Vorbemerkungen

Frontmatter
2. Bike-Sharing-Systeme
Zusammenfassung
In diesem Kapitel stellen wir das Konzept der FVS vor und weisen auf die damit verbundenen Herausforderungen hin. In Abschn. 2.1 gehen wir auf die urbane Mobilität ein und zeigen, wie BSS integriert werden. In Abschn. 2.2 beschreiben wir die Vorteile, die BSS bieten. Die Funktionalitäten von BSS werden in Abschn. 2.3 vorgestellt. Typische Anfragemuster und daraus resultierende Herausforderungen werden in Abschn. 2.4 diskutiert. Abschn. 2.5 befasst sich mit dem Management von BSS.
Jan Brinkmann
3. Optimierungsprobleme
Zusammenfassung
In diesem Kapitel befassen wir uns mit der Literatur, die sich mit dem Ausgleich von BSS durch manuelle Verlagerung befasst. In Abschn. 3.1 werden verschiedene Arten von Fahrzeugroutingproblemen für unterschiedliche Anwendungen vorgestellt. Abschn. 3.2 konzentriert sich auf Probleme des Ausgleichend von BSS und bietet eine umfassende Klassifizierung der Literatur.
Jan Brinkmann
4. Dynamische Entscheidungsfindung
Zusammenfassung
In diesem Kapitel definieren wir die grundlegenden Konzepte der dynamischen Entscheidungsfindung. Zunächst wird das Konzept des dynamischen Entscheidungsprozesses (DDP) vorgestellt. In Abschn. 4.1 definieren wir den Markov-Entscheidungsprozess als einen Spezialfall von DDPs und als Modellierungstechnik. In Abschn. 4.2 führen wir die approximative dynamische Programmierung als eine Sammlung von Strategien zur Lösung von MDPs ein.
Jan Brinkmann

Anwendung

Frontmatter
5. Das stochastisch-dynamische Multi-Vehicle Inventory-Routing-Problem für Bike-Sharing-Systeme
Zusammenfassung
In diesem Kapitel stellen wir das von Brinkmann et al. (2019b) erstmals vorgestellte stochastisch-dynamische Multi-Vehicle Inventory-Routing-Problem für Bike-Sharing-Systeme (IRPBSS) vor.
Jan Brinkmann
6. Vorausschauende Politiken
Zusammenfassung
In diesem Kapitel stellen wir die ursprünglich von Brinkmann et al. (2019a, b) vorgestellten Vorausschau-Politiken zur Lösung des IRPBSS vor. Die LAs basieren auf dem in Abschn. 4.​2.​2 vorgestellten Entwurf, sind aber stark an die Anforderungen des angepasst IRPBSS.
Jan Brinkmann
7. Dynamische Vorausschauhorizonte
Zusammenfassung
Wie Ghiani et al. (2009), Voccia et al. (2017) festgestellt haben, hat die Länge eines Vorausschauhorizonts einen erheblichen Einfluss auf die Qualität einer Lösung eines stochastisch-dynamischen Optimierungsproblems. Daher darf der Vorausschauhorizont weder zu kurz noch zu lang sein. Genauer gesagt muss der Vorausschauhorizont mit dem Anfragemuster übereinstimmen. In BSS haben wir es mit raum-zeitlichen Anfragesmustern zu tun (Abschn. 2.​4). Daher befassen wir uns in diesem Kapitel mit Vorausschauhorizonten für LAs, die sich im Laufe des Tages ändern. Wir definieren eine dynamische LA (DLA) als eine LA mit individuell für bestimmte Zeiträume des Zeithorizonts ausgewählten Vorausschauhorizonten. Zu diesem Zweck verwenden wir ein Verfahren, das ursprünglich von Brinkmann et al. (2019a) eingeführt wurde.
Jan Brinkmann
8. Fallstudien
Zusammenfassung
In diesem Kapitel stellen wir die Fallstudien vor, um die im vorherigen Kapitel vorgestellten Strategien zu bewerten. Wenn nicht anders angegeben, werden die Berechnungen auf einem Intel Core i5-3470 mit 3,2 GHz und 32 GB RAM durchgeführt. Unsere Ansätze sind in Java 8.0u121 implementiert. In Abschn. 8.1 beschreiben wir die von uns verwendeten realen Datensätze. Abschn. 8.2 befasst sich mit der eigentlichen Generierung von Instanzen. Die Implementierung von Transitionen, d. h. die Behandlung von Verlagerungen und Anfragen, wird in Abschn. 8.3 beschrieben. Benchmark-Politiken werden in Abschn. 8.4 definiert. In Abschn. 8.5 stellen wir die Parametrisierung unserer politiken sowie die Benchmark-Politiken vor. Die Ergebnisse werden in Abschn. 8.6 vorgestellt. In Abschn. 8.7 werden die Strukturen der Lösungen analysiert.
Jan Brinkmann

Schlussfolgerungen

Frontmatter
9. Implikationen für das Management
Zusammenfassung
In diesem Kapitel fassen wir die Ergebnisse der vorangegangenen Kapitel zusammen, um die Implikationen für das Management hervorzuheben.
Jan Brinkmann
10. Zukünftige Forschung
Zusammenfassung
In diesem Kapitel weisen wir auf zukünftige Forschungsarbeiten hin. In Abschn. 10.1 schlagen wir mögliche Erweiterungen des Modells vor, um den Herausforderungen in der Praxis Rechnung zu tragen. Mögliche Erweiterungen der Methode zur Erzielung einer höheren Lösungsqualität werden in Abschn. 10.2 vorgeschlagen.
Jan Brinkmann
Backmatter
Metadaten
Titel
Aktives Ausgleichen von Bike-Sharing-Systemen
verfasst von
Jan Brinkmann
Copyright-Jahr
2023
Electronic ISBN
978-3-031-16536-8
Print ISBN
978-3-031-16535-1
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-031-16536-8

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