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Routenplanung mit Mathematik neu denken

Mit dem Routenplaner den schnellsten Weg zum Ziel finden - das kennen wir alle. Was wäre, wenn das System zugleich auch intermodale Routen anbietet, die neben dem CO₂-Fußabdruck noch weitere nachhaltige Kriterien berücksichtigen? An diesen Entscheidungsalternativen forschen die Mathematikprofessoren Dr. Stefan Ruzika und Dr. Sven O. Krumke zusammen mit dem Umweltökonom Professor Dr. Oliver Frör.

Dr. Melanie Ströbel, Professor Dr. Stefan Ruzika und Professor Dr. Sven O. Krumke. Foto: TUK/AG Optimierung
Dr. Melanie Ströbel, Professor Dr. Stefan Ruzika und Professor Dr. Sven O. Krumke. Foto: TUK/AG Optimierung

"Unser Ziel ist es, neben der Fahrtdauer auch Faktoren wie den CO₂-Fußabdruck, Fahrtkosten oder auch das Maß an körperlicher Aktivität in die Routenplanung einzubeziehen", sagt Ruzika. Hierfür entwickeln die Forschenden multikriterielle Algorithmen, die auf alle nötigen Inputs wie etwa Informationen zu den verschiedenen Verkehrsnetzen zugreifen und nach mehreren Kriterien gleichzeitig bestmögliche Entscheidungen treffen können.

Um beispielsweise von Hochspeyer nach Kaiserslautern zu gelangen, könnte man das Auto nehmen, das Fahrrad nutzen oder sich zu Fuß auf den Weg zum Bahnhof machen und dort in den Zug steigen. Die Wahl bzw. Kombination der Verkehrsmittel wirkt sich auf die Nachhaltigkeit aus, ist gleichzeitig aber auch Ergebnis individueller Präferenzen und Gegebenheiten. Dr. Melanie Ströbel, Postdoc in der Arbeitsgruppe von Frör, erläutert:,,Wir erstellen mithilfe einer Befragung Nutzerprofile. Uns interessiert insbesondere, wie wichtig einzelne Kriterien für die Befragten sind. Diese Angaben braucht der Algorithmus, um Routenoptionen sinnvoll zu sortieren." Mit den Erkenntnissen aus dem Projekt wollen die Forschenden weiteren Fragen nachgehen.,,Das können logistische Ansätze sein: Wo sind die besten Standorte für Carsharing-Stationen, welche Routen sind besonders robust", so Ruzika.,,Sprich, wir wollen die Ankerpunkte für die Routenplanung optimieren, um zum Gelingen der Verkehrswende beizutragen." Ströbel sieht weiteres Potenzial:,,Unsere Forschungsarbeit kann greifbar machen, welche zusätzlichen Vorteile eine klimafreundliche Mobilitätswahl hat."

Das Projekt ,,Mehrkriterielle intermodale Routing-Algorithmen als Beitrag zur Verkehrswende" wird, zusammen mit neun weiteren Vorhaben, im Rahmen eines mit zwei Mio. Euro dotierten Fonds gefördert, den die Carl-Zeiss-Stiftung 2021 in Kaiserslautern und Landau aufgelegt hat.