Grundlagen der Verkehrsmodellierung und Systemanalyse

Aspekte der Modellentwicklung

Bei der Entwicklung eines Modells sind folgende Punkte entscheidend:

• Zweck: Welches Ziel verfolgt das Modell?
• Variablen: Welche steuerbaren Variablen werden einbezogen?
• Aggregationsgrad: Welcher Detaillierungsgrad ist erforderlich?
• Zeithorizont: Soll das Modell dynamisch sein?
• Methodik: Welche statistischen und mathematischen Techniken stehen zur Verfügung?
• Kalibrierung und Validierung: Methoden zur Einstellung und zum Testen des Modells.
• Theoretische Basis: Welche Theorie wird im Modell abgebildet?

Was ist eine Quelle-Ziel-Matrix?

Eine Quelle-Ziel-Matrix (oder Verkehrsmatrix) stellt die Struktur der Verkehrsströme dar und gibt an, wie viele Fahrten zwischen verschiedenen Zonenpaaren stattfinden.

Die Herausforderung der Verkehrssystemanalyse nach Manheim

Laut Manheim (1977) besteht die Herausforderung darin, gezielt und sensibel in die Gesellschaft einzugreifen, um Verkehrssysteme effektiv zu gestalten und diese mit öffentlichen sowie privaten Maßnahmen zu koordinieren.

Smiths Prinzip der Routenwahl

Nutzer ändern ihre Route nur dann, wenn die Gesamtkosten der Maßnahme vor dem Wechsel höher sind als danach.

Discrete-Choice-Modelle

Diese qualitativen Wahlmodelle sind nützlich, wenn die Wahl eines Individuums durch folgende Kriterien charakterisiert ist:

• Die Menge der Alternativen ist endlich.
• Die Alternativen schließen sich gegenseitig aus.
• Die Alternativen sind vollständig (alle Optionen sind enthalten).

Grundannahme: Die Wahrscheinlichkeit, dass sich eine Person für eine Alternative entscheidet, hängt von den Merkmalen der Person und der relativen Attraktivität der Optionen ab.

Das T-A-F-Modell

• T (Transport): Fördertechnik, Infrastruktur, Fahrzeuge, Betrieb.
• A (Aktivitäten): Bevölkerungszahl, Bodennutzung, Beschäftigung, Produktion.
• F (Flow/Fluss): Flussstruktur, Ursprünge, Ziele, Routen, Volumina.

Interaktionen im Modell

1. F ist das Produkt der Interaktionen zwischen T und A.
2. F führt langfristig zu Veränderungen in A durch Service-Muster und Ressourcenverbrauch.
3. F führt im Zeitverlauf zu Veränderungen in T (neue oder geänderte Dienste).

Beziehung 1 beschreibt ein kurzfristiges Gleichgewicht (Reisemarkt), während Beziehung 2 ein langfristiges Gleichgewicht (Anpassung der Aktivitäten an die Flussstruktur) darstellt.

Optionen des Transportsystems (T)

• Technologisch: Luft- und Seeverkehr.
• Topologisch: Netzwerkstruktur (Knoten, Links, geografische Lage).
• Verbindung: Kapazitätserhöhungen, multimodale Netze.
• Flotte: Anzahl und Größe der Fahrzeuge.
• Betrieb: Routen, Preise, Regulierung.
• Organisatorisch: Politische Steuerung der Branche.

Akteure im Verkehrssystem

• Benutzer: Fragen nach Kosten, Zeit und Art der Reise.
• Betreiber: Bieten Dienstleistungen, Routen und Preise an.
• Regierung: Reguliert durch Gesetze, Subventionen und Steuern.

Definition eines Modells

Ein Modell ist eine Abstraktion der Realität, die dazu dient, Komplexität zu reduzieren und ein tieferes Verständnis für die Analyse zu gewinnen.

Was ist ein Mass Transit Rail System?

U-Bahnen (Metro) sind schienengebundene Massenverkehrsmittel in Großstädten, die durch hohe Kapazität, Taktung und bauliche Trennung von anderen Verkehrssystemen gekennzeichnet sind.

Mikrosimulationsmodelle

Diese Modelle basieren primär auf dem Car-Following-Modell, das die Interaktion zweier Fahrzeuge in einer Spur beschreibt (z. B. Formel: f = F(vl, vf, s, dl, df, Rf, di)).

Aufgaben des Fahrers

Das Führen eines Fahrzeugs unterteilt sich in:

• Wahrnehmung: Informationsaufnahme (visuell).
• Entscheidungsfindung: Wahl basierend auf Wahrnehmung und Erfahrung.
• Kontrolle: Ausführung der Manöver mit Feedbackschleife.