Winterdienst: welches Räumfahrzeug welche Straße wann räumt
Welches Räumfahrzeug räumt und streut welche Straße in welcher Reihenfolge nach Schneefall in der Nacht, damit die Hauptstraßen um 06:00 frei sind?
Ziehen dreht, Ziehen mit rechter Maustaste oder mit Umschalttaste verschiebt die Karte, Scrollen oder Zwei-Finger-Geste zoomt. Weiße Straßen sind noch verschneit, dunkle sind geräumt und gestreut. Straßen und Balken zeigen Details beim Überfahren. Plan berechnet mit einem Timefold-Modell.
Die Planungsfrage
Um 03:30 beginnt es zu schneien, bis etwa 07:00 fallen insgesamt rund 4 cm. Die Fahrbahntemperatur sinkt von -1 °C auf -6 °C. Ein fiktiver Bauhof schickt drei Räumfahrzeuge mit Schneepflug und Streuer los. Zwei große Fahrzeuge mit je 2,5 t Streugut fahren um 04:15 ab. Ein kleines Fahrzeug mit 1,2 t fährt um 05:15 ab, weil sein Fahrer später alarmiert wird.
Das Netz sind 61 km echte Straßen rund um Windhagen aus OpenStreetMap, aufgeteilt in 184 Streckenabschnitte. Ein Streckenabschnitt ist ein Stück Straße zwischen Kreuzungen, höchstens etwa 1 km lang. Jeder Abschnitt hat eine Streckenklasse: Hauptstraßen und Busrouten (29 km) müssen um 06:00 frei sein, Schulwege und Sammelstraßen (10 km) um 07:00, Wohnstraßen (22 km) um 09:00. Straßen mit zwei Fahrstreifen werden zweimal befahren, hin und zurück.
Annahmen für dieses Beispiel: Räumen und Streuen mit 20 km/h auf Hauptstraßen, 15 km/h auf Schulwegen und 10 km/h in Wohnstraßen, Leerfahrten mit bis zu 40 km/h. Die Streudichte ist 10 g/m² bis -2 °C, 15 g/m² bis -5 °C und 20 g/m² darunter. Nachladen am Bauhof dauert 10 Minuten. Autobahn und Wirtschaftswege gehören nicht zum Netz.
So planen wir
Das Timefold-Modell plant jedes Fahrzeug als Liste von Streckenabschnitten. Bei jeder Änderung rechnet es die Tour durch: Das Fahrzeug fährt am näheren Ende in einen Abschnitt, räumt und streut ihn mit der Geschwindigkeit seiner Klasse und fährt vorher zum Bauhof, wenn das restliche Streugut für den nächsten Abschnitt nicht reicht. Das Streugut für einen Abschnitt richtet sich nach der vorhergesagten Fahrbahntemperatur zu dieser Zeit. Ein verspäteter Abschnitt zählt nach Minuten, Länge und Klasse (Hauptstraßen dreifach, Schulwege doppelt).
Verglichen wird mit einem festen Bezirksplan, berechnet mit demselben Code. Das Gebiet ist einmal in drei Bezirke geteilt. Den größten fährt Räumfahrzeug 1, den kleinsten das kleine Fahrzeug. Jedes Fahrzeug räumt zuerst die Hauptstraßen seines Bezirks, dann die übrigen Straßen in Straßenfolge, und lädt nach, wenn das Streugut aufgebraucht ist. Der Timefold-Plan startet mit diesen Touren und verbessert sie 5 Minuten lang.
Was der Plan zeigt
| Kennzahl | Optimierter Plan | Vergleich: feste Bezirkstouren |
|---|---|---|
| Haupt- und Schulwege rechtzeitig frei | 100 % +11,7 | 88,3 % |
| Leerkilometer | 73,1 km −14,3 | 87,4 km |
| Streugut verbraucht | 6,1 t −0,1 | 6,2 t |
Entscheidungen
- Räumfahrzeug je Streckenabschnitt
- Reihenfolge der Abschnitte je Fahrzeug
- wann jedes Fahrzeug zum Nachladen von Streugut zurückfährt
Randbedingungen
- Streckenklassen mit Fristen: Hauptstraßen und Busrouten bis 06:00, Schulwege bis 07:00, Wohnstraßen bis 09:00
- Streugut je Fahrzeug (2,5 t, kleines Fahrzeug 1,2 t), Nachladen am Bauhof in 10 Minuten
- Arbeitszeit der Fahrer: höchstens 6 Stunden ab Ankunft am Bauhof
Ziel
jede Straße bis zu ihrer Frist frei, dann wenige Leerkilometer, wenig Streugut und die Straßen früh frei
Fragen
Warum sind im Bezirksplan Straßen zu spät frei?
Das kleine Fahrzeug startet um 05:15. In seinem Bezirk werden die Hauptstraßen zweier Orte und mehrere Schulwege nach ihrer Frist geräumt, 12 % der Kilometer auf Hauptstraßen und Schulwegen. Der Plan gibt einen Teil seines Bezirks an die großen Fahrzeuge. So sind alle Hauptstraßen um 06:00 frei und alle Schulwege um 06:54.
Woher kommen die Leerkilometer?
Ein Fahrzeug fährt leer zwischen Abschnitten, zum Nachladen und zurück zum Bauhof. Eine Sackgasse kostet den Rückweg. Der Bezirksplan fährt 87 km leer, der Plan 73 km. Beide Pläne streuen dieselben 97 km Fahrstreifen und brauchen rund 6 t Streugut.
Kann der Plan in der Nacht einer neuen Vorhersage folgen?
Ja. Das Modell rechnet mit dem neuen Schneefall und der neuen Temperatur neu, oder ohne ein ausgefallenes Fahrzeug. Bereits geräumte Abschnitte bleiben fest, die offenen werden neu geplant.
Weitere Anwendungsfälle
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