Das Projekt "NRVP 2020: Lastenraddepot BuVIIL - Bürger*innen- und Verkehrsgerechte Implementierung von Innenstadtdepots für Lastenfahrräder" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Institut für Logistik und Materialflusstechnik durchgeführt. Aufgabenbeschreibung: Lastenräder haben das Potenzial zur Substitution von 25% der innerstädtischen Lieferfahrten und können so einen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz sowie zu höherer Lebensqualität in Städten leisten. Innenstadtdepots für Lastenräder ermöglichen die Lagerung und den Umschlag von Waren für die anschließende Verteilung per Lastenrad in der Stadt. In unserem Vorhaben untersuchen wir mit einem interdisziplinären, nicht-investiven Forschungsdesign, wie Innenstadtdepots entsprechend logistischer Anforderungen, mit optimaler Kapazitätsanpassung für den Verkehrsfluss und hoher Akzeptanz durch die Bürger*innen implementiert werden können. Hierfür wird der Verkehrsraum um Innenstadtdepots modelliert, simuliert und mittels qualitativer und quantitativer Befragung evaluiert. Die Erkenntnisse werden in einem modellhaften Handlungsleitfaden für Praxisakteure (z.B. Kommunen) veröffentlicht.
gepl. Ergebnisverwertung: Die Ergebnisse des Vorhabens werden in einem Implementierungsleitfaden als Druck- und Webversion primär für Planer*innen, Wissenschaftler*innen, Logistiker*innen und Kommunen in Kooperation mit dem BMVI und dem UBA veröffentlicht. Darin sind die Praxisempfehlungen für eine bürger*innengerechte Implementierung des Lastenraddepots und geeignete Verkehrsraummodelle unter ihren Eintrittsparametern dargestellt. Zudem ist angedacht, die entwickelten 3D-Modelle der Straßenkonfigurationen mit weiterführenden Daten, Betrachtungsvarianten und Informationen sowie die empirisch erhobenen Lastenradparameter online für weitere Simulationen zur Verfügung zu stellen. Die aktive Verbreitung der Ergebnisse erfolgt u.a. über die Mitglieder des Projektbeirats als Multiplikator*innen und der Vorstellung der Ergebnisse auf Konferenzen und in Fachbeiträgen. Des Weiteren ist angedacht, dass die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse in individuelle Promotionsvorhaben der Mitarbeiter*innen einfließen.
Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) aus Mitteln zur Umsetzung des Nationalen Radverkehrsplans 2020.
Das Projekt "Teilvorhaben: Endanwendung, Szenarienplanung, Ausbildung und Training" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt Technisches Hilfswerk durchgeführt. Ziel ist es, die zivile Sicherheit in fällen großer Inlands-Überschwemmungen oder Überflutungen durch neue verbesserte Methoden und Technologien auf internationaler Ebene, insbesondere in Bezug auf die Fähigkeiten einer optimierten Vorhersage, Vorbereitung der Öffentlichkeit, Regierungen und Verwaltungen vor Ort, sowie der Erst- und Katastrophenhelfer zu gewährleisten. Ziel ist es, einen Demonstrator zu entwickeln, der die Bewältigung von Hochwasserereignissen optimiert und gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Gesamtschaden minimieren hilft. Das THW wird Szenarienbeschreibungen erstellen und ein Lastenheft erarbeiten durch die Analyse vergangener Großschadensereignisse und daraus gewonnener Erfahrungen. Das THW wird die Verbundpartner hinsichtlich Einsatzvorbereitung und Einsatztaktik bei Überschwemmungen beraten. Das THW wird die gewonnenen Erkenntnisse laufend überprüfen und evaluieren, durch Einsatzkräfte im Rahmen von Übungen als ständiges Korrektiv durch Simulierung von Schadenslagen. Das THW beabsichtigt durch dieses Vorhaben eine Erhöhung und Verbesserung der Sicherheit der Einsatzkräfte zu erzielen, sowie eine Verbesserung von Taktik, Technik und Ausbildung im THW. Insgesamt soll es dadurch mittelfristig zu einer erheblichen Verbesserung der Abwicklung von Hochwasserereignissen kommen und dadurch zu weniger Menschen- und Sachschäden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Robuste Evakuierung und Zivile Sicherheitsplanung (RobEZiS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Arbeitsgruppe Optimierung durchgeführt. Die wesentlichen Ziele von RobEZiS sind die Herleitung robuster Optimierungsmodelle für die Evakuierungsplanung, die Erarbeitung allgemeiner Robustheitsansätze, die auf die Bedürfnisse und Möglichkeiten bei Inlandsfluten zugeschnitten sind, die Erarbeitung heuristischer Lösungsverfahren, die Analyse der Auswirkungen vereinfachter, aggregierter Daten im Modellierungsprozess, und der Aufbau eines Demonstrators, mit dessen Hilfe die relevanten geographischen Daten visualisiert werden können. Der methodologische Ansatz basiert auf Verfahren der mathematischen Optimierung, wobei der deutliche Schwerpunkt auf der Weiterentwicklung von Modellen und Algorithmen der Robusten Optimierung liegt. Dieser Ansatz macht es möglich, Optimierungsprobleme zu betrachten, bei denen nicht alle Daten exakt bekannt sind. Da die entstehenden Probleme häufig zu komplex sind, um sie mit gängiger Software in praktikabler Zeit zu lösen, wird zu diesem Zweck einerseits untersucht, wie Daten aggregiert werden können, ohne qualitative Lösungsmerkmale zu verlieren, andererseits werden heuristische Lösungsansätze untersucht. Die so berechneten Lösungen werden durch die Entwicklung einer Demonstrator-Software anschließend für den Laien verständlich visualisiert. Der gesamte Arbeitsablauf wird durch 9 Arbeitspaketen umgesetzt.
Das Projekt "Robuste Energiespitzenminimierung im Betriebsplanentwurf. Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Wirtschaftsmathematik durchgeführt. Das Forschungsprojekt E-MOTION hat das Ziel, die Mobilität im motorisierten Personen- und Güterverkehr in Deutschland energieeffizienter zu gestalten. Wir betrachten exemplarisch die beiden Transportwege Luft- und Schienenverkehr. Mathematische Analyse und Optimierung maßgeblicher Planungsschritte liefern die Werkzeuge, um die Energieeffizienz der beiden Verkehrsträger zu untersuchen und vor allem innerhalb eines Verkehrsträgers, aber auch in der Vernetzung mit anderen Verkehrsträgern, Potenziale zu erkennen und auszuschöpfen. E-MOTION zielt auf eine optimierte Flugroutenwahl zur Minimierung von Treibstoffverbrauch und Emissionen im Luftverkehr und ein optimales Energiemanagement im Schienenverkehr. Für letzteren wird durch optimiertes Routing und eine optimierte Betriebsplanung eine deutliche Reduktion von Energieverbrauch und -kosten ermöglicht. Zudem untersuchen wir den optimalen Ausbau der Umschlagkapazitäten von Gütern auf die Schiene. Im Teilprojekt 'Robuste Energiespitzenminimierung im Betriebsplanentwurf' werden die zeitlichen Freiheitsgrade bei der Betriebsplanung dazu genutzt, Spitzenenergielasten in den elektrischen Teilnetzen zu minimieren. Dies erlaubt eine deutliche Reduktion der notwendigen Reserveenergie, die für einen großen Teil der Energiekosten verantwortlich ist, und führt zu einer Stabilisierung der elektrischen Energieversorgung. Beginnend mit einer Anforderungsanalyse bei den beteiligten Industriepartnern werden Modelle und Lösungsalgorithmen für im Verbund auftretenden komplexen Probleme entwickelt. Im besonderen Fokus steht die gemeinsame Entwicklung von adaptiven Aggregationstechniken für die untersuchten Optimierungsmodelle. Dies ermöglicht bessere Lösungen innerhalb kürzerer Zeit, da die Problemkomplexität deutlich reduziert wird. Die extrem hochdimensionale Betriebsplanung profitiert hier vor allem von einer Aggregation der zeitlichen Dimension. Dies wird verbunden mit neuen Konzepten der Robusten Optimierung im Energiekontext.
Das Projekt "EMOB-FREE: FReizeit- und Eventverkehre mit intermodal buchbaren Elektrofahrzeugen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Institut für Verkehrswesen, Fachgebiet Verkehrsplanung und Verkehrssysteme durchgeführt. Im Projekt FREE werden integrierte, auf Elektro-Fahrzeugen basierte Mobilitätsangebote für Besucher von Freizeitzielen und Veranstaltungen entwickelt, umgesetzt und evaluiert. Die Integration bezieht sich einerseits auf die Verkehrsmittel E-Pkw, E-Bus, Pedelec, Tram und Bus inkl. Ladeinfrastruktur und andererseits auf dem gesamten Mobilitätsprozess von der Information und Buchung bis zur realisierten Ortsveränderung. Im Detail sollen folgende Ziele erreicht werden: - Entwicklung eines umfassenden Informations- und Buchungssystems für touristische Leistungen von mit voll integrierten Mobilitätsbausteinen, v.a. für Anreise/Abreise, ÖPNV vor Ort sowie Angeboten für E-Mobilität; - Integration der E-Mobilitätsangebote in die vorhandenen Verkehrs- und Tourismussysteme in Nordhessen (Information- und Buchungssystem, Verkehrsangebot, Tarifangebot, Vertriebsmedien); - Standardisierung und Vereinheitlichung des Zugangs zur Elektro-Mobilität, u.a. an der Ladeinfrastruktur, bei der Buchung der Angebote, um eine durchgängige, gebrauchstaugliche Nutzungsmöglichkeit zu gewährleisten. A. Projektmanagement, B. Anforderung und Bestandsaufnahme, C. Konzept Integrierte Mobilität, D. Aufbau Infrastruktur/ E-Fahrzeuge, E. Umsetzung Integrierte Mobilität, F. Betrieb Integrierte Mobilität, G. Wissenschaftliche Begleitung, H. Bewertung und Übertragbarkeit.
Das Projekt "Flugroutenoptimierung unter Freeflight-Bedingungen. Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Professur für Angewandte Mathematik durchgeführt. Derzeit fliegen die großen Passagier-und Frachtflugzeuge nicht völlig frei durch den dreidimensionalen Raum. Die Routen folgen einem rund um den Globus liegenden imaginären Luftstraßennetz (air travel network, ATN). Das Abfliegen von ATN-Routen hat den Nachteil, dass manchmal von der best-möglichen Route abgewichen werden muss, was zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führt. Eine recht neue Idee, die dadurch entstehenden Kosten und Umweltbelastungen zu reduzieren, ist die Wahl von Freeflight-Routen, die sich nicht an vorgegebenen ATN-Routen orientieren. Allerdings sind die kürzesten (Großkreis-) Verbindungen nicht unbedingt die besten. Die Haupthindernisse sind gesperrte Lufträume, Witterungsbedingungen (Wind, Temperatur), pro Nation variierende Überflugkosten und weitere Sicherheitsvorschriften (ETOPS). Um eine unter diesen Randbedingungen optimale Flugbahn zu berechnen, formulieren wir das Problem als diskret-kontinuierliches Optimierungsproblem. Wir diskretisieren die Newton'schen Bewegungsgleichungen und suchen mit Hilfe von gemischt-ganzzahligen linearen Löser nach optimalen Trajektorien.
Das Projekt "ATN-Flugroutenplanung. Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin (ZIB), Bereich Diskrete Mathematik, Abteilung Optimierung durchgeführt. Das Forschungsprojekt E-MOTION hat das Ziel, die Mobilität im motorisierten Personen- und Güterverkehr in Deutschland energieeffizienter zu gestalten. Wir betrachten exemplarisch die beiden Transportwege Luft- und Schienenverkehr. Mathematische Analyse und Optimierung maßgeblicher Planungsschritte liefern die Werkzeuge, um die Energieeffizienz der beiden Verkehrsträger zu untersuchen und vor allem innerhalb eines Verkehrsträgers, aber auch in der Vernetzung mit anderen Verkehrsträgern, Potenziale zu erkennen und auszuschöpfen. E-MOTION zielt auf eine optimierte Flugroutenwahl zur Minimierung von Treibstoffverbrauch und Emissionen im Luftverkehr und ein optimales Energiemanagement im Schienenverkehr. Für den Luftverkehr wird durch die Optimierung der Flugtrajektorien eine deutliche Reduktion von Energieverbrauch in Form von Treibstoff ermöglicht. Beginnend mit einer Anforderungsanalyse bei den beteiligten Industriepartnern werden Modelle und Lösungsalgorithmen für im Verbund auftretenden komplexen Probleme entwickelt. Im besonderen Fokus steht die gemeinsame Entwicklung von adaptiven Aggregationstechniken für die untersuchten Optimierungsmodelle. Dies ermöglicht bessere Lösungen innerhalb kürzerer Zeit, da die Problemkomplexität deutlich reduziert wird. In diesem Projekt soll ein integriertes Routenplanungsverfahren entwickelt werden, das in der Lage ist, innerhalb der geforderten Antwortzeiten wenn nicht optimale, dann aber zumindest qualitativ hochwertige Lösungen unter Berücksichtigung aller Nebenbedingungen zu finden. Dazu werden wir Methoden zur hierarchischen und adaptiven Behandlung entwickeln.
Das Projekt "Reihenfolgeoptimierung für energieeffiziente Betriebspläne. Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Chemnitz, Fakultät für Mathematik, Professur Algorithmische und Diskrete Mathematik durchgeführt. Das Forschungsprojekt E-MOTION hat das Ziel, die Mobilität im motorisierten Personen- und Güterverkehr in Deutschland energieeffizienter zu gestalten. Das Teilprojekt 'Reihenfolgeoptimierung für energieeffiziente Betriebspläne' entwickelt in Zusammenarbeit mit Deutsche Bahn AG algorithmische Verfahren, um deutschlandweit die Reihenfolgen von Personen- und Güterzügen mit gegebenen Fahrtstrecken innerhalb grober zeitlicher Vorgaben auf einen möglichst energieeffizienten Betriebsplan hin auszurichten. Ziele sind die Vermeidung rein konfliktbedingter Haltepunkte (damit zusätzlicher Beschleunigungsvorgänge) und eine grobe Lastbalancierung auf elektrischen Teilnetzen zur Reduktion vorzuhaltender Energiereserven. Auf diesen Lösungen aufbauend werden im Teilprojekt der Universität Erlangen-Nürnberg detaillierte Abfahrts- und Ankunftszeiten zur weiteren Spitzenenergiebedarfskontrolle und zur Steigerung der Robustheit bestimmt. Ausgehend von der Anforderungsanalyse mit der Deutsche Bahn AG (DB) ist der mathematische Ansatz wie folgt. Die einzelnen Zugfahrten werden über zeitexpandierte Netzwerke dargestellt, die mit nichtlinearen Second Order Cone Modellen zur Abbildung der unsicheren energetischen Spitzenlastdaten sowie mit linearen Nebenbedingungen zur Berücksichtigung der Mindestzugfolgezeiten und Bahnhofskapazitäten gekoppelt sind. In Hinblick auf die enorme Problemgröße gilt es, für Dekompositionsverfahren über konvexe Relaxationen adaptive Diskretisierungs- und Aggregationstechniken in Abstimmung mit dem eingesetzten Optimierungswerkzeug, dem Bündelverfahren, auch hinsichtlich nichtlinearer Schnittmodelle und asynchroner Parallelisierungsmöglichkeiten zu entwickeln.
Das Projekt "Optimierung energieeffizienter Güterzugfahrlagen bei Eisenbahnverkehrsunternehmen. Teilprojekt 55" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Mathematische Optimierung durchgeführt. Das Forschungsprojekt E-MOTION hat das Ziel, die Mobilität im motorisierten Personen- und Güterverkehr in Deutschland energieeffizienter zu gestalten. Wir betrachten exemplarisch die beiden Transportwege Luft- und Schienenverkehr. Mathematische Analyse und Optimierung maßgeblicher Planungsschritte liefern die Werkzeuge, um die Energieeffizienz der beiden Verkehrsträger zu untersuchen und vor allem innerhalb eines Verkehrsträgers, aber auch in der Vernetzung mit anderen Verkehrsträgern, Potenziale zu erkennen und auszuschöpfen. E-MOTION zielt auf eine optimierte Flugroutenwahl zur Minimierung von Treibstoffverbrauch und Emissionen im Luftverkehr und ein optimales Energiemanagement im Schienenverkehr. Für letzteren wird durch optimiertes Routing und eine optimierte Betriebsplanung eine deutliche Reduktion von Energieverbrauch und -kosten ermöglicht. Zudem untersuchen wir den optimalen Ausbau der Umschlagkapazitäten von Gütern auf die Schiene. Teilprojekt 'Optimierung energieeffizienter Güterzugfahrlagen bei Eisenbahnverkehrsunternehmen' soll ein Eisenbahnverkehrsunternehmen wesentlich darin unterstützen, qualifiziert zu entscheiden, auf welchen Strecken, zu welchen Zeiten, mit welcher Fahrtdauer Güterzüge eingesetzt werden. Ziel ist dabei ein energieeffizienter Transport der Güter unter Berücksichtigung von Wirtschaftlichkeit und Termintreue. Beginnend mit einer Anforderungsanalyse bei den beteiligten Industriepartnern werden Modelle und Lösungsalgorithmen für im Verbund auftretenden komplexen Probleme entwickelt. Im besonderen Fokus steht die gemeinsame Entwicklung von adaptiven Aggregations- sowie Diskretisierungstechniken für die untersuchten Optimierungsmodelle. Dies ermöglicht bessere Lösungen innerhalb kürzerer Zeit, da die Problemkomplexität deutlich reduziert wird. Dies wird verbunden mit neuen Konzepten der Robusten Optimierung im Energiekontext.
Das Projekt "Teilvorhaben: eFlotten- und Ladesäulenmanagement für den Personenverkehr" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ametras rentconcept GmbH, Niederlassung Ettlingen durchgeführt. Vorhabenziel: Ziel des Teilvorhabens ist die Erforschung, Konzipierung und testweise Umsetzung von Verfahren und Systemen zum Management von hybriden Fahrzeugflotten für den Personenverkehr, die aus Diesel-/Benzinfahrzeugen und aus E-Fahrzeug besteht. Weiter soll dabei die dazugehörige Ladeinfrastruktur eingebunden und eine Schnittstelle für eine Echtzeitverarbeitung von Informationen aus dem eFahrzeug erarbeitet werden. Schwerpunkte sind dabei die strategische Flottenplanung und die automatische, optimierte Fahrzeug- und Ladesäulenverplanung - jeweils für hybriden Flotten. Arbeitsplanung Zuerst wird die Systemkonzept/-architektur und die Anwendungsszenarien für das Gesamtvorhaben zusammen mit allen Projektbeteiligten erarbeiten. In diesem Zuge erfolgt die Ausarbeitung der Schnittstellen zwischen den Teilvorhaben und die Definition der Anforderung an die Schnittstellen. Danach erfolgt die Erarbeitung der Anforderungen, Einflussfaktoren und Eingangsparameter für die einzelnen Arbeitspakete zusammen mit den Projektbeteiligten. Weiter erfolgt die Ausarbeitung und Bewertung verschiedener Modelle/Szenarien für AP2 und AP3, die zur Zielerreichung möglich sind. Dann die Festlegung des optimalen Modells für AP2/AP3. In Anschluss die Ausarbeitung des Modells für AP2 und AP3. Auf dessen Basis erfolgt dann die Erstellung eines Demonstrators für AP2 und AP3. In Anschluss die Erstellung des Konzepts und Festlegung der Methode zur Validierung der Ergebnisse. Ergebnisvalidierung für AP2 und AP3 mit dem Demonstrator.
