Die integrierte Behandlung von Planungsproblemen die bislang getrennt und sequentiell
betrachtet werden wird schon seit Längerem untersucht da im erweiterten Entscheidungsraum
eines integrierten Problems bessere Lösungen gefunden werden können. In dieser Arbeit wird das
integrierte Lokomotivplanungs- und Lokführerzuweisungsproblem im Schienengüterverkehr
untersucht. Wir betrachten auch die Verallgemeinerung dieses Problems das wir Problem der
2-Listen-Färbung von Graphen mit Kompatibilitätsnebenbedingungen nennen. Diese Arbeit ist in
zwei Teile gegliedert. Teil I befasst sich mit der Modellierung und Lösung des integrierten
Lokomotivplanungs- und Lokführerzuweisungsproblems im Schienengüterverkehr. Nach einem
Literaturüberblick stellen wir ein neuartiges Optimierungsmodell für das vorliegende Problem
und einen Ansatz zur Verbesserung seiner Formulierung vor. Anschließend leiten wir einen
dekompositionsbasierten Lösungsansatz für das Problem her. Um die globale Zulässigkeit der
Lösungen für die dekomponierten Teilprobleme zu gewährleisten präsentieren wir vier Klassen
von gültigen Ungleichungen. Außerdem entwickeln wir eine Presolve-Heuristik. Anschließend
testen wir unseren Algorithmus anhand zweier Sätze von Benchmark-Instanzen. Im Allgemeinen
ermöglichten die vorgestellten Methoden eine Erstellung von Lokomotivfahrplänen und
Lokführerzuweisungen in weniger als zwei Stunden. In Teil II untersuchen wir eine
Verallgemeinerung des integrierten Lokomotivplanungs- und Lokführerzuweisungsproblems das wir
als Problem der 2-Listen-Färbung von Graphen mit Kompatibilitätsnebenbedingungen (G2LC-CC)
bezeichnen. Wir beginnen unsere Überlegungen mit der Definition des untersuchten Problems und
stellen es in den Kontext anderer bekannterer kombinatorischer Probleme. Anschließend stellen
wir zwei Formulierungen für das Problem vor und erörtern wie sie verbessert werden können. Wir
untersuchen auch einen Fall für den eine vollständige polyedrische Beschreibung gegeben werden
kann. Anschließend stellen wir einen dekompositionsbasierten Lösungsansatz vor der eine
Anpassung des in Teil I vorgestellten Algorithmus darstellt. Anschließend testen wir die
Leistungsfähigkeit unserer Methode anhand einer Reihe von Standardinstanzen aus der Literatur
die entsprechend modifiziert wurden. Insgesamt ist unsere Arbeit ein praktischer Beitrag zur
Lösbarkeit des integrierten Lokomotivfahrplanungs- und Lokführerzuordnungsproblems. Wir zeigen
auch wie die von uns entwickelte Methode für einen erfolgreichen Einsatz in allgemeineren
graphentheoretischen Kontexten erweitert werden kann.
