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Cziferszky Andreas

Automatisches Generieren von Wanderrouten


Viele derzeit bestehende Routenplanungs-Systeme sind auf den motorisierten Endbenutzer beziehungsweise auf wirtschaftliche und logistische Spezialanwendungen ausgerichtet. Im Freizeitbereich, und hier speziell bei Wander- und Bergtouren, finden sich zur Zeit allerdings kaum Systeme, die die bekannten Methoden der Routenoptimierung für Erholungssuchende adaptieren.

Ein Szenario

In Freizeit- und Bergregionen, in denen eine Vielzahl von Wanderwegen, Forststraßen und Steigen vorhanden sind, trifft der ortsunkundige Erholungssuchende immer wieder auf das Problem, eine ihm hinsichtlich Ausgangspunkt, Dauer, Schwierigkeit und ähnlicher Parameter passende Wanderroute zu finden. Folgendes Szenario wäre denkbar:

Eine naturliebende Angestellte einer international tätigen Organisation wird für die Dauer von drei Monaten von ihrem eigentlichen Arbeitsort in Spanien nach Wien versetzt. Für die Freizeitgestaltung wäre das Naherholungsgebiet des Wienerwaldes und der Wiener Hausberge mit dem umfangreichen und vielseitigen Wegenetz ein idealer Ort der Erholung. Nach dem Studium mehrerer Zeitschriften und Wanderführer stellt sie allerdings fest, dass Routen mit ihren Anforderungen sowie aktuell gehaltene Zusatzinformationen, wie Öffnungszeiten von Hütten, öffentliche Verkehrsmittel usw., sehr rar sind, beziehungsweise sich diese Zusatzinformationen ohne großen Zeitaufwand gar nicht beschaffen lassen.

Für diese Angestellte wäre es nun wünschenswert, einen Routenplaner in Händen zu halten, der zumindest einen Großteil des Wegenetzes des Erholungsgebietes enthält, das sie besuchen möchte. Dieser soll nach ihren spezifischen Wünschen Routenvorschläge generieren und außerdem aktuell gehaltene Zusatzinformationen (etwa Öffnungszeiten von Schutzhütten) zentral bereitstellen, die ansonsten nur zeitaufwendig zu beschaffen wären.

Ein solches Planungssystem könnte allen Erholungssuchenden in der freien Natur zur Verfügung gestellt werden, sei es in Form einer Internetseite, eines im jeweiligen Gebiet aufgestellten, allgemein benutzbaren Touristeninformationssystems oder mittels eines mobilen elektronischen Endgerätes.

Motivation

Die Herausforderung bei der Erstellung eines solchen Systems ist zum einen das Erstellen einer Liste von möglichen Kandidaten von Routen für eine wunschgemäße Wanderroute. Ein einfacher Weg wäre, bestehende Routenvorschläge aus Wanderführern und –Zeitschriften zu sammeln und diese als eine komplette Menge an möglichen Routen anzusehen. Tatsächlich soll aber mit dieser Arbeit ein System entwickelt werden, das nicht auf bereits bestehenden Routen aufbaut. Stattdessen sollen  sämtliche in Frage kommenden Routen betrachtet werden. Es ist also notwendig, mit entsprechenden Algorithmen das gesamte, als Graph repräsentierte Wegenetz abzusuchen. Es lässt sich bereits hier vermuten, dass ein entsprechender Ansatz in seiner computerunterstützten Implementierung hohe Anforderungen an Rechen- und Speicherbedarf stellt.

Bei der Auswahl der Routen sind nicht nur triviale Eigenschaften wie das Vorhandensein einer Hütte zu betrachten, sondern auch topologische Bedingungen, denen die Routen genügen müssen. Zu vermeiden ist hier etwa das oftmalige Besuchen ein und desselben Wegpunktes.

Eine weitere Herausforderung an die Routenerstellung ist die Entscheidung, ob und in welcher Form Wegpunkte öfters durchlaufen werden dürfen. Auf den ersten  Blick scheint vielleicht das mehrmalige Besuchen eines Wegpunktes nicht gewünscht zu sein. Man denke sich dann allerdings etwa Routen in Achter-Form oder Berggipfel, zu denen nur ein Weg führt (in diesem Fall muss der gleiche Weg auch wieder zurück gegangen werden).

Hypothese

Die Hypothese dieser Arbeit besteht darin, dass Algorithmen für die Suche nach optimalen Pfaden - unter der Berücksichtigung mehrerer Optimalitätskriterien - als eine Unterstützung für Wanderer einsetzbar sind, sodass Wanderrouten für ein bestimmtes Gebiet berechnet werden können, welche Ortskundige als plausibel erklären würden.

Ziele

Die Ziele, die mit dieser Arbeit erreicht werden sollen, sind folgende:
bullet   

  • Aufstellen eines mathematischen Modells für die Routenplanung von Wanderungen unter
  • Berücksichtigung aller für die Wanderer interessanten Parameter und
  • der idealen Kombination dieser Parameter zum Finden von optimalen Routen.
  • Entwicklung eines Prototyps und
  • die Datenerfassung eines eingeschränkten Wandergebietes für den Test des Prototyps

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