Entwicklung und Analyse heuristischer Lösungsstrategien für Bin Packing Probleme zur Instandhaltungsplanung von Infrastrukturen

Die kombinatorische Optimierung hat zum Ziel, die bestmögliche Entscheidung unter allen möglichen Alternativen zu treffen. Viele praxisrelevante Problemstellungen sind im Allgemeinen sehr komplex, sodass aufgrund der beachtlichen Menge an möglichen Entscheidungen der Rechen- und Speicheraufwand für das Bestimmen einer optimalen Lösung zu groß werden. Um dennoch eine zulässige Lösung für Probleminstanzen dieser Art zu erhalten, werden sogenannte Heuristiken verwendet. Dies sind auf Erfahrung beruhende Vorgehensweisen, welche für bestimmte Planungsprobleme innerhalb kurzer Zeit und geringem Rechenaufwand eine zulässige Lösung generieren. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Planung von Gleisstopfarbeiten. Diese Instandhaltungsarbeiten sind dadurch charakterisiert, dass sie sowohl kostenintensiv als auch aufwendig zu planen sind (lange Gleissperrungen, hoher Sicherheitsaufwand, Bereitstellung der Stopfmaschinen). Daher ist es für die Infrastruktur Manager ein wichtiges Anliegen, alle notwendigen Instandhaltungsarbeiten zu erledigen, aber dennoch den Zeitraum für Gleissperrungen so klein wie möglich zu halten, um hohe Kosten zu vermeiden und Einschränkungen für den Schienenverkehr zu minimieren. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Algorithmus, welcher einen Zeitplan für die auftretenden Instandhaltungsarbeiten erstellt. Hierbei soll sowohl die Anzahl der verwendeten Zeitfenster minimiert als auch deren optimale Ausnutzung erreicht werden.