Economic Analysis of Infrastructure-Decisions

Der Ansatz des Infrastruktur-Netzwerkes bietet eine Möglichkeit, das Entstehen von Netzwerken und die Abhängigkeit von bestimmten Einflüssen auf die Struktur nachzuvollziehen. Trotz der komplexen Struktur scheinen dezentrale Ansätze ihre Berechtigung zu haben. Das deutlich schlechtere Abschneiden des statischen Ansatzes zeigt, wie wichtig Kommunikation zwischen den Akteuren ist. Da die umfangreiche Kommunikation trotz des recht einfachen Entscheidungsverhaltens gute Ergebnisse erzielt, wäre zu untersuchen, wie weit man bei Einschränkung der Kommunikation durch bessere Entscheidungsregeln ähnlich gute Ergebnisse erzielen kann. Die Frage, wie gut ein statischer Ansatz sein kann, ist sicher nicht endgültig beantwortet. Ob jedoch rein statische Ansätze ein realistisches Szenario darstellen und untersucht werden sollten, ist eine Frage, die hier nicht beantwortet werden kann. Das sehr gute Abschneiden von reinen Verbesserungsverfahren lässt auf eine relativ homogene Nachbarschaftsstruktur schließen. Des weiteren war zu beobachten, dass in größeren Netzen der relative Verlust durch Fehlentscheidungen tendenziell geringer ausfällt. Ein Ursache könnte sein, dass die zunehmende Dichte von Netzwerken zu Bündelungseffekten bezüglich der Transportleistungen führen. In einem nächsten Schritt wäre es interessant, intelligentere Entscheidungsregeln von Agenten in einem solchen Umfeld zu testen. Durch geeigneten Einsatz dieser ’internen Intelligenz’ bei eingeschränkter Kommunikation, ist es vielleicht möglich, zu schnelleren und effizienteren Lösungen zu finden, als es mit diesem Ansatz möglich war

Privatisierung von Netzwerkindustrien

Netzwerkindustrien sind als Teile der materiellen Infrastruktur Schlüsselsektoren einer jeden Volkswirtschaft. Sie sind an die Nutzung einer Netzinfrastruktur angewiesen. Aufgrund von Netzeffekten, hoher irreversibler Kosten, Unteilbarkeiten und Größen- bzw. Verbundvorteilen galten sie in der Vergangenheit lange Zeit als natürliche Monopole. Durch die Aufspaltung der Netzsektoren in einzelne Netzebenen kann man mithilfe der Theorie des monopolistischen Bottlenecks das Marktversagen jedoch auf die Netzinfrastrukturbereiche eingrenzen. Privatisierungen von Netzsektoren können in unterschiedlicher Form durchgeführt werden. Die zentrale Einteilung erfolgt in formelle bzw. materielle Privatisierungen. Da sich das Marktversagen überwiegend auf eine Ebene beschränkt, stellt sich die Frage, ob man ein vertikal integriertes Unternehmen als Ganzes privatisieren soll, oder ob man die Ebenen trennt und separat privatisiert, mit besonderem Augenmerk auf die monopolistischen Engpassbereiche. Um zu beurteilen, welchen Ansatz man bei den diversen Netzwerkindustrien verfolgen soll, und ob es Unterschiede zwischen den Sektoren gibt, wird die Fachliteratur zu Privatisierungen der wichtigsten Netzsektoren analysiert. Dies sind die Bereiche Eisenbahn und Luftfahrt aus dem Verkehrssektor, der Energieversorgungssektor mit den Bereichen Strom- bzw. Gasversorgung und der Telekommunikationssektor. Ein Vergleich der jeweils zu favorisierenden Privatisierungsstrategien zeigt, dass es zwar Unterschiede dabei gibt zwischen den verschiedenen Sektoren. Es ist jedoch offensichtlich, dass die Wahl des richtigen Privatisierungsansatzes nicht alleine aufgrund des Typs einer Netzwerkindustrie getroffen werden kann. Dafür sind noch diverse andere Einflussfaktoren entscheidend (z.B. Marktstruktur, Form der Regulierung usw.)Network industries are key sectors of every national economy. They depend on the use of a network infrastructure. On account of network externalities, high irreversible costs, indivisibilities and the presence of economies of scale and scope, they were long time classified as natural monopolies. By disintegration of the respective network sectors in single network levels and by using the theory of the monopolistic bottlenecks the market-failure can be localized in the level of network infrastructure. Privatizations of network industries can be carried out in different ways. The central classification divides privatizations into "formelle" and "materielle Privatisierung". Because the market-failure can be observed predominantly in one level, the question is important, whether a vertically integrated company should be privatized as a whole or whether the separated network levels should be privatized after a fragmentation with special attention to the monopolistic bottleneck areas. To judge, which form of privatization should be preferred in the various network industries, and whether there are differences between the sectors, the literature regarding to privatizations of the most important network industries has been analyzed. As there are: railway and aviation from the transport-sector, electricity and gas from the energy-supply-sector and the telecommunications-sector. A comparison of the favored privatization strategies shows, that there are differences between the several sectors. Nevertheless, it is evident, that the choice of the right privatization strategy is not only depending on the type of the network industry. Therefore, there are various other factors influencing the decision (i.e. market-structure, form of regulation etc.

Semi-Präemptives Transportieren

Das Problem, einen Roboter (oder ein Fahrzeug) so zwischen n Stationen zu steuern, daß m Objekte von ihrem Ausgangspunkt zu ihrem Ziel transportiert werden können und dabei die zurückgelegte Fahrstrecke minimiert wird, bezeichnet man als Pickup--And--Delivery--Problem. Diese Aufgabenstellung ist in der Vergangenheit gut untersucht worden, sogar wenn die Stationen auf eine besondere Weise angeordnet sind, z.B. in einer Reihe oder im Kreis. Üblicherweise darf der Roboter entweder jede oder keine Station als Umladestation benutzen. Man spricht in diesen Fällen von einem präemptiven bzw. nicht--präemptiven Transport. Wir werden diese Konzepte verallgemeinern, indem nur ein Teil der Stationen für das Umladen benutzt werden darf. In Anlehnung an die beiden anderen Versionen soll diese Fragestellung semi--präemptiv heißen. Dabei differenzieren wir zwischen einer exogenen und einer endogenen Variante. In der ersten darf der Roboter nur an gekennzeichneten Stationen umladen. In der zweiten teilen wir ihm eine Zahl k mit, und es ist Teil der Aufgabenstellung zu entscheiden, an welchen k Stationen umgeladen wird. Wir zeigen, daß sowohl die exogene als auch die endogene Version auf einem Pfad und auf einem Kreis effizient lösbar ist und geben jeweils dynamische Lösungverfahren an. Beide Varianten sind auf Bäumen NP--vollständig. Für den exogenen Fall geben wir einen Approximationsalgorithmus mit einer Güte von 4/3 an. Für die endogene Aufgabenstellung präsentieren wir eine (4/3+c)--Approximation für beliebiges c > 0. Schließlich nutzen ein bekanntes Resultat, um eine Approximation für das exogene und endogene Transportproblem auf metrisch gewichteten Graphen angeben zu können. Aus der angewandten Problemstellung ergibt sich ein graphentheoretisches Teilproblem, das wir näher untersuchen. In einem gerichteten Graphen G=(V,E^r\dot\cup E^b) mit einer rot/blau--partitionierten Kantenmenge soll zu gegebener Kostenfunktion eine kostenminimale und aufspannende Arboreszenz bestimmt werden, die höchstens d blaue Kanten benutzt. Wir geben ein voll polynomielles Approximationsschema an. Dieses nutzen wir, um das endogene Transportproblem auf Bäumen zu approximieren