Benutzt haben ihn vermutlich alle schon mal – egal ob mit dem Boot, dem Auto oder zu Fuß. Routenplaner sind super nützlich und sorgen nicht nur dafür, dass man den schnellsten oder kürzesten Weg zum Ziel findet, sondern auch dafür, dass man Staus umfährt oder in seiner Umgebung Tankstellen oder Supermärkte findet.

Erklärungen erfolgen wenig technisch / vereinfacht

Die Technik dahinter mag auf den ersten Blick einfach erscheinen, schließlich finden viele Menschen ja auch ohne technische Begleiter den Weg von A nach B; zumindest grob und in ungefährer Richtung. Was sollte an einer Software also kompliziert ablaufen? Das Hauptproblem ist dabei: Software denkt nicht intuitiv, sondern nur so, wie man sie programmiert hat. Eine Software hat kein Gespür, sie berechnet. Als Mensch wird man relativ schnell feststellen, dass man von Nürnberg nach Dresden erst mal Richtung Norden und alsbald Richtung Osten fahren muss. Eine Software wird ebenfalls errechnen können, dass sich Dresden Nordöstlich von Nürnberg befindet. Und recht schnell ermittelt man auch die Distanz, es sind 270km.

Bleiben wir beim Beispiel Nürnberg – Dresden. Luftlinie ist recht einfach, das bekommt eine Software ohne großen Rechenaufwand hin und auch jeder selbst mit einer ausgedruckten Karte, einem Stift und einem Geodreieck. Blickt man dann auf die Luftlinie, kann man auf den ersten Blick fast schon die ideale Strecke ablesen: A9 – A72 – A4. Die Autobahnen befinden sich nahe an der Luftlinie, sind für gewöhnlich besser und schneller befahrbar, als eventuelle Landstraßen, die noch idealer liegen würden. Mit 316km liegt man sogar recht nah an den 270km Luftlinie.

Hinter allem steckt ein Algorithmus

Wie arbeitet Software hier? Software schaut ja nicht auf die Karte und erkennt direkt den besten Weg. Hier wird meistens mit dem (Achtung, technischer Begriff) A-Stern-Algorithmus gearbeitet, der Stück für Stück die Straßendaten einliest und feststellt, ob man sich vom Ziel entfernt, oder näher rankommt. Wenn man sich entfernt, wird die Berechnung zugunsten der anderen Strecken abgebrochen, kommt man näher, wird die Strecke den potentiell möglichen Fahrwegen hinzugefügt. Das Straßennetz in Europa ist sehr dicht, daher werden die allermeisten Strecken dieser Länge sich an der Luftlinie ausrichten und wenig davon abweichen.

Schauen wir uns aber mal die ideale Strecke über Wasserwege an, erkennt man sofort, dass das nicht mehr viel mit der Luftlinie zu tun hat.

1.477 Kilometer misst die Strecke nun. Das System des A-Stern-Algorithmus kann dennoch zum Einsatz kommen, jedoch muss man einige Dinge beachten. Es kommt nämlich sehr oft vor, dass man sich vom Ziel entfernen muss, im Beispiel von Nürnberg erst nach Norden, dann jedoch nach Westen, nach Süden, wieder nach Westen, usw. fahren muss, um anschließend wieder nach Norden und dann letztendlich in den Osten zu kommen. Hier arbeitet man mit sogenannten „Heuristiken“, hinter diesem technischen Begriff versteckt sich eine Verhaltensregel, bzw. eine Vorhersage. Die meisten Skipper der Region werden wissen, dass man von Nürnberg auf zwei Wege nach Dresden kommt. Zum einen kann man dem Main-Donau-Kanal Richtung Main folgen, dann via Rhein, Rhein-Herne-Kanal und Mittellandkanal in die Elbe, die dann nach Dresden führt. Aber man kann auch in die andere Richtung fahren und über Donau, schwarzes Meer, Mittelmeer und Nordsee letztenendes in Dresden ankommen. Dass letztere Möglichkeit nichts mehr mit der kürzesten Strecke zu tun hat, leuchtet jedem Skipper ein. Genauso funktionieren Heuristiken. Es handelt sich um Regeln, wie man von einer Wasserstraße in eine andere kommt. Die Software bekommt angelernt, dass man vom Main-Donau-Kanal über den Main / Rhein schneller zur Elbe kommt, als über die Donau und Mittelmeer.

Alternativen werden auf Basis der Gefahrenlage ermittelt

Auch werden Sperrungen via ELWIS abgerufen und entsprechend berücksichtigt. Auch das muss eine Software leisten können. Angenommen im Beispiel Nürnberg – Dresden: Bingen ist gesperrt aufgrund einer Havarie. Jetzt ist nicht mehr so direkt erkennbar, welcher Weg der schnellste wäre. Der Algorithmus, der in NavShip zum Einsatz kommt, würde jetzt automatisch eine Route über Frankreich in Erwägung ziehen, vorausgesetzt, dass das Fahrgebiet aktiviert ist.

NavShip verfügt über einen großen Regelsatz an Heuristiken und kann daher schnell auf Sperrungen und Alternativen reagieren. Eine Routenberechnung dauert somit auch bei längeren Strecken nur wenige Sekunden.