Revierplanung
Revierplanung ist ein Begriff aus der Abfall- und Wertstoffsammlung bei Entsorgungsbetrieben. Dabei handelt es sich um die Planung von Sammelrevieren und -touren.
Planungsprobleme der Revierplanung in der Entsorgungslogistik
Dieses komplexe Planungs- und Optimierungsproblem erfordert in der Regel einen sehr hohen Planungsaufwand. Dieses Problem gliedert sich in drei jeweils NP-Schwere Teilprobleme:
- Strategische Planung: Festlegen der Anzahl Fahrzeuge und der Besetzung als leistungserbringende Einheiten (sog. Kolonnen) und Zuweisung von einer Menge von Strassenabchnitten (= Revier) zu diesen Kolonnen (eigentliche Revierplanung: Bestimmung des Servicegebiets einer Kolonne)
- Taktische Planung: Verteilen der nachgefragten Behälterrhythmen an den Straßenabschnitten eines Reviers zu Wochentagen(sog. Tagesreviere pro Wochentag im PLanungshorizont)
- Operative Planung: Erstellen von Sammeltouren je Wochentag und Fahrzeug. Je nach Nachfragedichte wird hier ein VRP[1] oder CARP[2] genutzt. VRP-Verfahren sind bei längeren Reisestrecken (z.b. bei Sammelinseln) der Fahrzeuge nützlicher, andenfalls wenden ganze Straßenabschitte (als "Kanten") in einem kantenbasierten Tourenplanungsverfahren (CARP) geplant, um diese zusammengängend zu bedienen.
Dabei geht es auf strategischer Ebene darum, große Planungsgebiete (z. B. eine Stadt) so zu zerteilen, dass Sammelreviere entstehen, die von Sammelfahrzeug und deren Besetzung in einem Planungshorizont bedient werden können, unter Berücksichtigung der Nebenbedingungen wie Arbeitszeit und Fahrzeugzuladungskapazität. (Sammel-)Reviere bestehen aus einer Menge von Straßenabschnitten und den daran stehenden Behältern. Der Aufwand, der in einem Planungsgebiet bzw. Revier steckt, berechnet sich großteils aus der Menge der Behälter und deren Erschwernissen, die an den zugehörigen Straßenabschnitten stehen. Jeder haushaltsnahe Behälter kann unterschiedliche Abfuhrrhythmen haben, z. B. „einmal leeren in zwei Wochen“ (1:2). Dieses haushaltsnahe Sammelverfahren ist auch unter dem Begriff der Holsammlung bekannt. Alternativ dazu gibt es die Bringsammlung, bei der die Behälter nicht haushaltsnah stehen, sondern dabei ist die Fraktion zu einer sogenannten Sammelinsel (Glascontainer, Papiercontainer) zu bringen.
Das führt zu der zweiten aufwändigen, komplexen strategischen Problematik bei der haushaltsnahen Sammlung:
Diese Abfuhrrhythmen sollen auf Wochentage verteilt werden, um den Bürgern an den Straßenabschnitten einen Abfuhrkalender (oder auch Müllkalender) zur Verfügung zu stellen, aus dem hervorgeht, wann ein Behälter mit Abfuhrrhythmus entsprechend geleert wird[3].
In der operativen Revierplanung geht es nun darum, die eigentliche Tages-Sammeltourenplanung für jedes Fahrzeug zu erstellen. Das muss so geschehen, dass für jedes Fahrzeug mit Besetzung für jeden Tag im Planungshorizont eine zulässige Tagessammeltour entsteht (z. B. sind für den Planungshorizont von zwei Wochen und fünf Arbeitstagen pro Woche zehn Tagessammeltouren zu erstellen).
Tagessammeltour
Eine Tagessammeltour besteht aus folgenden Phasen:
- Startet i. A. auf einem Betriebshof (Depot), Bereitstellung des Fahrzeugs: Rüstzeit
- Regiefahrt vom Depot zur ersten Servicestelle
- Servicefahrt (Leerung der Behälter)
- Leerfahrten zwischen Servicefahrten
- Regiefahrten von der letzten Servicefahrt zur Anlagen (Entsorgungsanlage,…) zur Leerung des Fahrzeugs und Freigabe der Sammelkapazität des Fahrzeugs
- Regiefahrt, sofern Arbeitszeit vorhanden zur nächsten Sammelfahrt oder Regiefahrt zurück zum Depot
Problemklasse
Bei der Untersuchung des Problems stellen sich zwei konkrete kombinatorische Probleme: 1. Die Zuweisung der Abholrhythmen der Behälter und damit der zu bedienenden Straßenabschnitte auf Tage (Problem der Periodizität) und 2. die Bestimmung einer Bedienreihenfolge der Behälter an den Straßenabschnitten (Routing Problem). Bei der gleichzeitigen Lösung dieser beiden Probleme spricht man von einem einstufigen Verfahren. Die Problemklasse der periodischen kantenbasierten Tourenplanung mit Berücksichtigung der Anlagenfahrten wird in der Problemklasse P-MCARP-IF (Periodic Mixed Capacitated Arc Routing Problem with Intermediate Facilities) definiert.
Literatur
- [1] Volker Engels Effiziente und akzeptable Lösungen der Tourenplanung für die haushaltsnahen Sammlung. ESV-Verlag, Berlin 2013, https://doi.org/10.37307/j.1863-9763.2013.10.09. (PDF s.https://www.researchgate.net/publication/334536930_Effiziente_und_akzeptable_Losungen_der_Tourenplanung_fur_die_haushaltsnahen_Sammlung_Efficient_and_acceptable_tour_planning_solutions_for_waste_collection_near_households)
- [2] V. Engels: Planungsheuristiken für periodische, kantenbasierte Sammelprobleme der Entsorgungslogistik. Dr. Hut Verlag, München 2013. ISBN 978-3-8439-0848-1
- [3] Uta Deffke: Intelligent gesammelt. In: Recycling Magazin, Nr. 10, 2011, S. 28 ff.
Weblinks
- 10 Jahre alte Revierplanungsverfahren aktualisert auf neuem Stand 2023 (Planungsschritte 2023)
- Revier- und Tourenplanung mit dynamischen IoT-Container-Füllständen (Folien-Übersicht 2023)
- Revierplanung: Planungsheuristiken für haushaltsnahe Sammlung der Entsorgungslogistik (Wissenschaftliches Buch 2013)
- Revierplanungsverfahren von 2013 (Planungsschritte 2013)
- Fraunhofer Revierplanung (Planungsschritte 2013, PDF; 732 kB)
- Vortragsfolien V. Engels Revierplanung EURO Konferenz 2013 in Rom (PDF)