Hub and Spoke

hubandspoke.png Der Begriff Hub and Spoke wird in verschiedenen Zusammenhängen benutzt. Gemeint ist damit in allen Fällen, dass die Verbindung zwischen zwei Endknoten A und B nicht direkt, sondern über einen Zentralknoten Z, den Hub (englisch: Nabe), geführt wird. Die Verbindungen der Endknoten A, B zum Knoten Z bezeichnet man hierbei als Spokes (englisch: Speichen). Dabei führt ein Weg von einem Knoten A im Bereich des Hubs Z1 zu einem Knoten B im Bereich des Hubs Z2 von A nach Z1 nach Z2 und dann nach B auch wenn die Verbindung A nach B kürzer und technisch machbar wäre.

Hub and Spoke im Transportwesen

Überblick

Unter Hub and Spoke versteht man im Transportwesen eine sternförmige Anordnung von Transportwegen, wobei diese alle auf einen beziehungsweise von einem zentralen Knotenpunkt in alle Himmelsrichtungen verlaufen, um die Fläche bedienen zu können (Sterntopologie).

Anwendung fand dieses System Ende der 1970er-Jahre im kommerziellen Luftfrachtverkehr innerhalb der USA. Grund dafür war und ist die Bündelungen von Verkehrsströmen und der entsprechenden Nachfrage, so dass es zur Optimierung von Auslastung der eingesetzten Transportfahrzeuge kommt, indem Leerfahrten oder Leerflüge vermieden werden. Durch das System wird das Gesetz der Fixkostendegression genutzt, somit Kosteneinsparung im Gegensatz zur Anwendung von Point-to-Point-Verkehren (Direktverbindungen). Ein Nachteil dieses Systems ist, dass sich der Transportweg im Gegensatz zu einem Direktverkehr von Punkt A nach Punkt B verlängert.

Von Bedeutung ist dieses System bei fast allen Verkehrsmitteln:

Seeverkehr, wobei es dort indirekt angewendet wird bei Feederverkehren
Luftfrachtverkehr, z.B. bei den großen Kurier-Express-Paket-Dienste (KEP-Dienste) wie UPS oder der Deutschen Post. Bei der Deutschen Post wird Frankfurt am Main als ein Hub für den Luftfrachtverkehr eingesetzt.
Eisenbahn personenverkehr: hauptsächlich im Fernverkehr Konzentration auf die Verbindungen zwischen den Flughafenstandorten und damit verbundener Stilllegung kürzerer direkter Fernverbindungen (Beispiel: Hagen – Frankfurt am Main über Köln statt bisher Siegen – Gießen) und daher Abkoppelung auch solcher größeren Städte vom Eisenbahnfernverkehr bei auf den direkten Strecken verbleibendem Nahverkehr mit kürzeren Laufwegen und zusätzlichen Halten der einzelnen Züge mit daher zusätzlich notwendigem Umsteigen sowie Fahrpreisberechnung ausschließlich über den Hub auch bei Benützung der kürzeren direkten Strecke; außerdem Stilllegung von kürzeren, in der Nähe von Hubs, aber quer zu diesen liegenden Strecken;
Eisenbahn güterverkehr: sowohl im Einzelwagenladungsverkehr mit Konzentration auf sehr wenige Rangierbahnhöfe als Hubs als auch bei Containerverkehren im Kombinierten Verkehr.
Straßengüterverkehr, bei allen Sammelgutspeditionunternehmen, um in Deutschland einen 24h- Transport und europaweit einen 48h- Transport anbieten zu können.
Ein weiteres Anwendungsgebiet stellen Paketdienstleister dar. Hierbei werden die im Nebenlauf in den Depots eingesammelten Pakete im sogenannten Hauptlauf konsolidiert und über einen Hub umgeschlagen. Die Speichen (Spoke) stellen somit die Verbindungen des Hubs zu den Depots dar. Meist findet man aber eine Mischform der beiden Netzwerkalternativen vor, Depots mit einer hohen wechelseitigen Beziehung durch ein hohes Paketaufkommen zwischen den beiden werden meist durch Point-to-Point Verbindungen, auch Direktverkehre genannt miteinander verbunden, über den Hub laufen vor allem jene Pakete, deren Absender- oder Empfängerdepots keine kompletten LKW-Ladungen ausmachen.

Auch Systeme mit mehreren Hubs, die untereinander wieder mittels Direktverkehren verbunden sind, sind möglich. Ein Beispiel hierfür wäre das Netzwerk von GLS Germany ^*, die Abkürzung "ZUP" steht für zentralen Umschlagspunkt und ist gleichbedeutend mit Hub.

Im Straßenpersonenverkehr ist das Hub and Spoke-Verfahren nahezu bedeutungslos, da der Autofahrer üblicherweise die kürzeste Strecke (allenfalls mit kleineren Umwegen über Autobahnen statt Landstraßen) fährt.

Hub and Spoke in der kommerziellen Passagierluftfahrt

Nahezug alle großen Verkehrsflugesellschaften setzen das Hub-Spoke-Verfahren für all ihre Flüge ein. Ausnahme sind dabei die in den 1980er Jahren aufgekommenen und seit den 90er Jahren boomenden sog. Billigfluggesellschaften, die zum größten Teil Point-to-Point-Verbindungen anbieten.

Das Verfahren hat historische (Flugverkehrsrechte), aber auch wirtschaftliche Daseinsberechtigung.

Der Hub wird von den Flugverkehrsgesellschaften zumeist auch als Heimatbasis, wo Fluggerät gewartet, stationiert etc. wird, genutzt.

Durch das Hub-and-Spoke-Verfahren ist es im Verhältnis zum Point-to-Point-Verfahren möglich, eine weitaus größere Anzahl an Verbindungen, allerdings mit entsprechend häufigerer Umsteigenotwendigkeit, anzubieten:

In einem System von n Flughäfen, exklusive eines zentralen Drehkreuzes ergeben sich, um alle Flughäfen miteinander zu verbinden:

Bei Hub&Spoke-Verkehr:

n Verbindungen

Bei ausschließlichem P-P Verkehr:

(n - 1) + (n - 2) +...+ 1 Verbindungen

oder auch

* (n - 1) / 2

Das bedeutet in einem konkreten Beispiel für n=10:

H&S: 10 Verbindungen (bei n=10 Flughäfen plus 1 Hub)

P-P: 9 + 8 +...+ 2 + 1 = 45 Verbindungen (bei n=10 Flughäfen ohne Hub)

oder auch

* ( 9 ) / 2 = 45 (bei n=10 Flughäfen ohne Hub)

Hub and Spoke in der Informatik

Enterprise Application Integration

Als Hub-and-Spoke-Architektur oder Nabe-und-Speichen-Architektur in der Informatik bezeichnet man eine Form der Integration von Geschäftsfunktionen auf der Basis von Meldungsaustausch oder Service-Anfragen bei der aller Datenverkehr über eine zentrale Integrationsplattform geleitet wird. Sie ist eine der möglichen Topologien für die Enterprise Application Integration. Man spricht hierbei auch vom Business Bus, wobei die Begriffe nicht vollständig synonym sind.

Netzwerktechnik

In der Netzwerktechnik spielt die Sterntopologie eine wesentliche Rolle in der Vernetzung mit Hilfe von Twisted Pair-Verkabelungen. Dabei werden die einzelnen Netzknoten jeweils mit zentralen Hubs oder Switches verbunden, die ihrerseits wieder untereinander verbunden sind. Dabei wird der Begriff Hub in der Netzwerktechnik in erster Linie für einen bestimmten Gerätetyp für die zentralen Netzknoten verwendet. Dieser Gerätetyp spielt allerdings in grösseren Netzen oder beim Neuaufbau von Netzen nur noch eine untergeordnete Rolle und wird weitestgehend durch Switches ersetzt. Die Netztopologie ändert sich dadurch jedoch nicht, sodass Switches topologisch gesehen ebenfalls Hubs sind, nur dass sie die Verbindungen nach dem ersten Aufbau schneller wieder herstellen können.

Telefonie

Telefonnetze sind ebenfalls weitestgehend in Form einer Hub-and-Spoke-Topologie aufgebaut. dabei bilden die Vermittlungsstellen und Telefonanlagen die Hubs und die Endgeräte die Spokes. Im Bereich der digitalen Telefonie auf Basis von ISDN gibt es aber auch Bus-Architekturen.

Weblinks

Logistik | Wirtschaftsinformatik

Spoke-hub distribution paradigm | Hub and spoke | Hub | Hub and spoke

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