kwb.raindrop · Optimierung
Der Bisektions-Optimierer gegen das 576er-Raster — verglichen an allen drei Standorten, allen sechs Überlaufzielen und beiden Speichertypen (36 Vergleichsfälle).
Beide Verfahren finden dieselben Optima — der Optimierer nur genauer. Wo das Raster bereits optimal war, reproduziert die Bisektion es exakt (Bad Aussee x = 0, Sickerbox: 0,0 % Differenz). Überall sonst liegt das kontinuierliche Optimum zwischen den Rasterzellen — im Median 9,5 % günstiger.
Das Raster kann die Muldenfläche nur in 25-m²-Schritten und die Speicherhöhe nur in festen Stufen setzen. Der Optimierer sucht dazwischen — mit denselben Simulationsläufen als Wahrheit. Zwei typische Fälle:
Die Fläche klemmt am Anschlag (200 m²) — das Raster musste auf die nächste Speicherstufe 1800 mm springen (57 400 €). Der Optimierer eskaliert den Schotterrigol stufenlos auf 1111 mm: 49 062 € — −14,5 %
Hier war die beste Rasterzelle (150 m², 300 mm, 2 Lagen Sickerbox) bereits das echte Optimum — die Bisektion landet auf exakt derselben Konfiguration: 54 600 € in beiden Verfahren — 0,0 % Differenz
Balken = Kostenersparnis des Optimierers gegenüber der besten zulässigen Rasterzelle, jeweils für den günstigeren Speichertyp (Schotterrigol); die Sickerbox-Werte stehen in der Detailtabelle (Abschnitt 6).
Eisenstadt 2005
Wien
Bad Aussee
Je strenger das Ziel, desto mehr lohnt der Optimierer — am oberen Ende (x = 0) trifft die grobe Rasterung am härtesten, weil dort Fläche und Speicher gleichzeitig knapp werden.
Eisenstadt 2005 [Tsd. EUR]
Wien [Tsd. EUR]
Bad Aussee [Tsd. EUR]
| Standort | Raster-Läufe | Optimierer-Läufe | Optimierer-Laufzeit | Anmerkung |
|---|---|---|---|---|
| Eisenstadt 2005 | 576 | 58 | 1,5 min | 1-Jahres-Serie, ~2 s je Lauf |
| Wien | 576 | 144 | 33 min | 15-Jahres-Serie, ~15 s je Lauf |
| Bad Aussee | 576 | 134 | 32 min | 15-Jahres-Serie, ~15 s je Lauf |
| Summe | 1 728 | 336 | ~67 min seq. | parallel (6 Tasks): ~15–20 min |
Parallelisiert wird über Standort × Speichertyp (6 unabhängige Tasks, gemessener Speedup 4–5,4×). Die Monte-Carlo-Robustheitsprüfung läuft zusätzlich als Pool aus 60 Tasks (3 Standorte × 2 Typen × 10 Suchpfade). Suchraum, Kostensätze und Laufzeitprotokoll dokumentiert die Workflow-Vignette workflow_optimisation.html (Quellcode).
5 112 Nachbarvergleiche im Raster belegen: „größer = nie mehr Überläufe“ (13 harmlose +1-Zählartefakte, Volumen ausnahmslos monoton) — die Voraussetzung der Bisektion. Zur Analyse
Runner-Smoke-Tests reproduzieren Rasterläufe exakt (Eisenstadt: n = 1, 70,29 mm, ET 11,92 %; Wien: n = 30, 9 499,41 mm, ET 6,4 %) — identische Zahlen wie in den Raster-CSVs.
10 zufällige Suchrouten je Fall (Teilungspunkte zufällig statt mittig, Eingaben fix): identische Speicherstufe, Flächen-Spanne ≤ 1,3 m², Kostenspanne ≤ 2 %. Das Optimum ist eine Eigenschaft des Problems, nicht des Wegs.
Alle 36 Kostenkurven fallen monoton mit lockererem Ziel, kein Fall schlechter als das Raster, keine Monotonie-Warnung des Volumen-Schiedsrichters in sämtlichen 336 Läufen.
Und wozu bleibt das Raster gut? Es liefert die Karte, die der Optimierer nicht liefert: Design-Space- und Main-Effects-Plots, die Monotonie-Validierung selbst — und den Warmstart, der die Bisektion beschleunigt. Die beiden Verfahren ergänzen sich; für neue Standorte genügt künftig ein deutlich gröberes Screening plus Optimierer.
| Standort | x | Typ | Optimierer | Raster | Ersparnis |
|---|---|---|---|---|---|
| Eisenstadt | 0 | Rigol | 12 301 | 15 975 | 23,0 % |
| Eisenstadt | 0 | Box | 12 968 | 17 325 | 25,1 % |
| Eisenstadt | 1 | Rigol | 9 969 | 11 000 | 9,4 % |
| Eisenstadt | 1 | Box | 10 745 | 11 900 | 9,7 % |
| Eisenstadt | 2 | Rigol | 9 949 | 11 000 | 9,6 % |
| Eisenstadt | 2 | Box | 10 745 | 11 900 | 9,7 % |
| Eisenstadt | 3 | Rigol | 9 949 | 10 650 | 6,6 % |
| Eisenstadt | 3 | Box | 10 412 | 11 550 | 9,8 % |
| Eisenstadt | 4 | Rigol | 9 929 | 10 300 | 3,6 % |
| Eisenstadt | 4 | Box | 10 393 | 11 200 | 7,2 % |
| Eisenstadt | 5 | Rigol | 9 012 | 10 300 | 12,5 % |
| Eisenstadt | 5 | Box | 9 800 | 11 200 | 12,5 % |
| Wien | 0 | Rigol | 49 062 | 57 400 | 14,5 % |
| Wien | 0 | Box | 58 511 | 62 475 | 6,3 % |
| Wien | 1 | Rigol | 29 219 | 32 800 | 10,9 % |
| Wien | 1 | Box | 30 695 | 35 700 | 14,0 % |
| Wien | 2 | Rigol | 24 701 | 27 500 | 10,2 % |
| Wien | 2 | Box | 26 031 | 29 750 | 12,5 % |
| Wien | 3 | Rigol | 22 344 | 26 625 | 16,1 % |
| Wien | 3 | Box | 23 756 | 23 800 | 0,2 % |
| Wien | 4 | Rigol | 20 969 | 22 000 | 4,7 % |
| Wien | 4 | Box | 22 684 | 23 800 | 4,7 % |
| Wien | 5 | Rigol | 20 885 | 22 000 | 5,1 % |
| Wien | 5 | Box | 22 230 | 23 800 | 6,6 % |
| Bad Aussee | 0 | Rigol | 47 038 | 54 400 | 13,5 % |
| Bad Aussee | 0 | Box | 54 600 | 54 600 | 0,0 % |
| Bad Aussee | 1 | Rigol | 32 656 | 33 000 | 1,0 % |
| Bad Aussee | 1 | Box | 34 892 | 35 700 | 2,3 % |
| Bad Aussee | 2 | Rigol | 31 281 | 33 000 | 5,2 % |
| Bad Aussee | 2 | Box | 33 407 | 35 700 | 6,4 % |
| Bad Aussee | 3 | Rigol | 30 250 | 33 000 | 8,3 % |
| Bad Aussee | 3 | Box | 31 981 | 35 700 | 10,4 % |
| Bad Aussee | 4 | Rigol | 28 875 | 31 950 | 9,6 % |
| Bad Aussee | 4 | Box | 30 494 | 34 650 | 12,0 % |
| Bad Aussee | 5 | Rigol | 26 153 | 27 500 | 4,9 % |
| Bad Aussee | 5 | Box | 28 213 | 29 750 | 5,2 % |
Raster = günstigste zulässige Zelle bei kf = 360; Optimierer mit Toleranzen 2 m² / 10 mm, Kostensätze nach Leimgruber (Aushub 70 €/m³ · Profilierung 10 €/m² · Filter 200 €/m³ · Sickerbox 350 €/m³ · Schotterrigol 50 €/m³, inkl. Einbau). Vollständige Optimierer-Ergebnisse inklusive Überlaufvolumen, Verdunstung, Kostenaufschlüsselung und Laufzahlen: optimisation_results_all_sites.csv.