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Informatikwettbewerb im Land Brandenburg

Beispielaufgabe für die Gruppenarbeit

Anhand einer "offenen Problemstellung" soll den Teilnehmern des Informatikwettbewerbs die Möglichkeit gegeben werden, in Teamarbeit ihre Fähigkeiten bei der Lösung typischer informatischer Probleme unter Beweis zu stellen. Hierbei ist weniger eine detaillierte Lösung des Problems gefragt (oder möglich), sondern vielmehr die angemessene Diskussion von Teilproblemen erwünscht, die für die Lösung der Problemstellung notwendig sind.

Eine Problemstellung könnte wie folgt aussehen¹:

Eine der zentralen unternehmerischen Entscheidungen bei Fluggesellschaften besteht in der Erstellung eines Flugplans, der letztendlich zu einem möglichst großen Profit führt. Im Gegensatz zu den bekannten Optimierungsproblemen, die in Informatikbüchern untersucht werden (z.B. Problem des Handlungsreisenden oder Traveling Salesman Problem) ist bei diesem komplexen Problem die Modellierung und Formalisierung des Problems Teil (und sogar ein zentraler Teil) des Problems.

1. Es seien die Flugpläne aller Fluggesellschaften bekannt.

• Nach welchen Kriterien bewerten Sie den "eigenen" Flugplan, also den der Lufthansa?
• Wie kann der Profit der Lufthansa im voraus liegenden Jahr geschätzt werden?
• Welche Daten brauchen Sie, um rechnergestützt einen guten Flugplan zu erstellen?
• Flugpläne müssen Passagiere animieren, mit der Lufthansa zu fliegen. Nach welchen Kriterien entscheiden sich Passagiere? Wie modellieren Sie das Verhalten der Passagiere?

2. Wir nehmen nun an, dass der Flugplan der Lufthansa feststeht, für alle Flüge sind die erwarteten Passagierzahlen bekannt. Die Flugzeugflotte der Luftahnsa ist zumindest kurzfristig nicht abänderbar, wir kennen die Flugzeuggrößen und das jeweils benötigte Personal.

• Wie kann entschieden werden, ob der Flugplan mit der vorhandenen Flugzeugflotte "fliegbar", d.h. realisierbar ist? Wie sollten im positiven Fall die Flugzeuge auf die Routen verteilt werden?
• Wie viel Personal (gegeben sind die Wochenarbeitszeiten, Höchstflugzeiten, Mindestruhzeiten, Urlaubszeit und durchschnittliche Krankheitsquote) ist nötig, um den Flugplan reibungslos abzuwickeln?

¹ Entnommen aus Wegener, Ingo: Bundeswettbewerb Informatik. Die Aufgaben der Endrunden 1996 und 1997. In: LOG IN 17 (1997) H.6. S. 29-34. LOG IN Verlag Berlin.

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