Agentenbasierte Verkehrsmodellierung

Visualisierung einer Verkehrssimulation
© The Multi-Agent Transport Simulation MATSim/no changes CC BY 4.0

Agentenbasierte Modellierung ermöglicht die digitale Nachbildung von individuellem Verhalten und komplexem Zusammenwirken der verschiedenen Verkehrsteilnehmenden. Über definierbare Parameter wie Wegzwecke und Tempolimits lassen sich Bewegungsmuster klein- oder großräumig simulieren, um Netzkapazitäten besser (z.B. zugunsten aktiver Mobilität) zu steuern. Planer:innen können Effekte der Umgestaltung öffentlicher Räume vorab einschätzen.  

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Kosten: Software ist kostenlos, aber Einlernen oder Zukauf der Kompetenz nötig

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Aufwand: Datenaufbereitung für Bedarf und Angebot, Weiterentwicklung der Datenmodelle, Verwendung von Visualisierungsumgebungen

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Nötiges Vorwissen der Anwender/Umsetzer:innen: Vertrautheit mit Datenformaten und Visualisierungskonzepten

Einsatzbereiche

  • Erstellen von Masterplänen für makroskopische Verkehrs- und Infrastrukturplanung inkl. Mobilitätsdiensten 
  • Potenzialbewertung eines Planungsvorhabens oder einer Umgestaltungsmaßnahme im öffentlichen Raum, bspw. Errichtung eines neuen Radweges  

Ergebnisse

  • Simulation der Verkehrsströme eines Raumes anhand der einzelnen Teilnehmenden und deren statistische Auswertung  
  • Aufzeigen von Verkehrsbelastungen, Gefahrensituationen und ungewünschten Verzögerungen durch Staus 
  • Aufschlüsse über empfohlene Verkehrsmittelwahl und systemische Auswirkungen bei Veränderungen im Modal Split 

Geeignete Personenanzahl

  • Abhängig von der Komplexität des Untersuchungsraums und des Detailgrades der Modellierung 

Empfohlener Ablauf

  1. Auswahl der Simulationssoftware (z.B. MATSim) und Entwicklungsumgebung (z.B. IntelliJ)  
  2. Neben einer Konfigurationsdatei zur Festlegung der Simulationsparameter (Datenpfade, Zeitraum / Anzahl der Durchläufe, Bewertungskriterien) muss grundsätzlich Bedarf (Verkehrsteilnehmende und ihr Verhalten) und Angebot (Netzwerk der Verkehrsinfrastruktur) definiert werden 
  3. OpenStreetMap eignet sich als Ressource der Verkehrsinfrastruktur: ein routingfähiges Netzwerk mit nützlichen Attributen steht weltweit bereit 
  4. Individuelle Verhaltensweisen lassen sich z.B. aus Befragungen, Pendelstatistiken oder Mobilfunkdaten einspeisen und auch prozentual abbilden, z.B. 50% bevorzugen das Radfahren 
  5. Simulationsergebnisse werden als Diagramme ausgegeben oder lassen sich in dynamischen Karten visualisieren  

  • Straßeneigenschaften sollten für den Fokusraum geprüft und vervollständigt werden: es gibt z.B. Erweiterungen für spezifische Anforderungen des Radverkehrs (Belag, Gradient) 
  • Kann im Ansatz auch GIS-gestützt als Routing mit hinterlegten Netzwerkkosten (Weglänge/-zeit) durchgeführt werden 
  • Aufgrund vieler schwer greifbarer Einflüsse auf das Mobilitätsverhalten wie Gewohnheit, Sicherheitsempfinden oder Ästhetik können Realzustände auch in guten Simulationen allenfalls angenähert werden. 

Hürden

  • Die Festlegung der Eigenschaften und (täglichen) Verhaltensweisen der Agenten ist sehr aufwändig  
  • Fehlende Vertrautheit mit XML-Format (für MATSim) und Entwicklungsumgebungen

Lösungen

  • Zugriff auf bestehende reproduzierbare Datenmodelle aus aller Welt (vgl. https://www.matsim.org/examples/) und Anpassungsroutinen wird empfohlen (Kooperation mit Forschung/Firmen)