Städtischer Güterverkehr ist ein wichtiger Bestandteil von Städten. Doch im Vergleich zu anderen Verkehrsträgern trägt der städtische Güterverkehr unverhältnismäßig stark zu den negativen Auswirkungen des Verkehrs bei. Infolgedessen ist der städtische Güterverkehr eng mit sozialen, ökologischen und wirtschaftlichen Herausforderungen verbunden. Das Management des städtischen Güterverkehrs stellt nicht nur lokale Stadtverwaltungen, sondern auch Unternehmen wie beispielsweise Logistikdienstleister vor Herausforderungen. Zahlreiche politische Maßnahmen und unternehmensgetriebene Initiativen zielen auf die Bewältigung dieser Herausforderungen im städtischen Güterverkehr ab. Ein zentraler Ansatz ist die unternehmensübergreifende Konsolidierung von städtischen Gütertransporten. Diese Dissertation konzentriert sich auf städtische Konsolidierungszentren (Urban Consolidation Centers (UCC)), die eine weithin untersuchte und angewandte Maßnahme im städtischen Güterverkehr darstellen. Der Grundgedanke von UCCs besteht darin, den Güterverkehr unternehmensübergreifend in Logistikeinrichtungen in der Nähe eines Stadtgebiets zu konsolidieren, um so die Effizienz der in das Stadtgebiet einfahrenden Lieferfahrzeuge zu erhöhen. Obwohl das Konzept seit mehreren Jahrzehnten erforscht und erprobt wird und gezeigt wurde, dass es die negativen externen Effekte des Güterverkehrs in Städten verringern kann, kämpfen in der Praxis viele UCCs mit mangelnder Beteiligung von Unternehmen und finanziellen Schwierigkeiten. Diese Dissertation konzentriert sich in erster Linie auf die Kosten und möglichen Einsparungen, die mit der Nutzung von UCCs aus der Perspektive von Logistikdienstleistern verbunden sind. Die Kosteneffizienz der Nutzung von UCCs, die auch als Kostenattraktivität bezeichnet wird, kann als eine maßgebliche Voraussetzung für das Interesse von Logistikdienstleistern an der Nutzung von UCC-Konzepten gesehen werden.

Die vorliegende Dissertation verfolgt zwei übergeordnete Ziele. Erstens sollen Modelle entwickelt werden, die als Entscheidungsunterstützung für die Bewertung der Kosteneffizienz von UCCs dienen. Zweitens sollen die Auswirkungen von städtischen Güterverkehrsvorschriften und operativen Aspekten auf die Kosteneffizienz der Nutzung von UCCs analysiert werden. In diesem Zusammenhang wird dabei zwischen UCCs unterschieden, die gemeinsam von einer Gruppe von Logistikdienstleistern kooperativ betrieben werden, und UCCs, die von Dritten betrieben werden, die den Transport von Gütern in Städte gegen eine Gebühr anbieten. Der Hauptteil dieser Dissertation stützt sich auf drei Forschungsbeiträge. Der erste Beitrag konzentriert sich auf kooperativ-betriebene UCCs, die von einer Gruppe von kooperierenden Logistikdienstleistern betrieben werden. Hierfür wird ein Simulationsmodell zur Analyse der finanziellen Auswirkungen auf einzelne Logistikdienstleister vorgestellt. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf städtischen Güterverkehrsvorschriften. Anhand einer Fallstudie wird ein kooperativ-betriebenes UCC für verschiedene Szenarien mit unterschiedlichen Güterverkehrsvorschriften analysiert. Der zweite und dritte Beitrag verfolgen eine andere Sichtweise auf UCCs, indem sie sich auf von Dritten betriebene UCCs konzentrieren. Im Gegensatz zum ersten Beitrag wird im zweiten und dritten Beitrag ein Bewertungsansatz vorgestellt, bei dem die Entscheidung über die Nutzung von UCCs in die Tourenplanung von Logistikdienstleistern integriert wird. Neben der grundlegenden Version dieses integrierten Tourenplanungsproblems, das als Vehicle Routing Problem With Transshipment Facilities (VRPTF) bekannt ist, werden im zweiten Beitrag Problemerweiterungen vorgestellt, die Zeitfenster, Entscheidungen über Flottengröße und deren Zusammensetzung sowie neue Zielfunktionen beinhalten. Um das Grundproblem und die neuen Problemvarianten heuristisch zu lösen, wird ein Adaptive Large Neighbourhood Search (ALNS) mit eingebetteter lokaler Suche und einem Mengenzerlegungsproblem zur Rekombination der Touren vorgestellt. Außerdem werden verschiedene Faktoren, wie beispielsweise Zeitfenster und UCC-Nutzungsgebühren, welche die Kostenattraktivität von UCCs beeinflussen, anhand einer Fallstudie analysiert. Der dritte Beitrag erweitert den Ansatz des zweiten Beitrags um eine tagesbasierte und einfahrtsbasierte City-Maut und ermöglicht es mehrere Touren pro Fahrzeug und Tag zu planen. Für das resultierende Problem wird ein gemischt-ganzzahliges lineares Optimierungsproblem formuliert und eine ALNS Meta-Heuristik präsentiert. Zudem werden anhand einer Fallstudie mit drei europäischen Städten die Auswirkungen der beiden Stadtmauten in verschiedenen operativen Situationen analysiert.