Kurser

Blockseminar Strategische Verkehrsprognose

Lernergebnisse

Die Studierenden erlangen einen vertieften Einblick in die systemdynamische Modellierung. Hierbei lernen die Studierenden die grundlegende Theorie zum methodischen Ansatz kennen und können ein System Dynamics Modell umsetzen. In diesem Zuge lernen sie die Anwendung der Software Vensim zur Entwicklung eines System Dynamics Modells im Detail kennen. Nach dem erfolgreichen Bestehen des Blockseminars sind die Studierenden in der Lage, selbstständig systemdynamische Modelle zu entwickeln und anzuwenden.

Lehrinhalte

Schwerpunkt des Blockseminars liegt auf der systemdynamischen Modellierung, die in der Verkehrsmodellierung bzw. Verkehrsplanung zur Analyse und Prognose der Verkehrsnachfrage für einen mittel- und langfristigen Betrachtungshorizont (5-15 Jahre) Anwendung findet. Der erste Block der Präsenzveranstaltung besteht aus dem Vermitteln der theoretischen Grundlagen der Methodik System Dynamics sowie der Entwicklung und Anwendung ausgewählter Modelle mittels Vensim. Theoretische Grundlagen der System Dynamics Modellierung aus dem Bereich der Systemtheorie und der Kybernetik werden diskutiert. Zusätzlich wird die Methodik und das methodische Vorgehen der System Dynamics Modellierung im Detail erörtert. Beispielhaft werden verschiedene System Dynamics Modelle, die die Strukturen und die Dynamik des Verkehrssystems abbilden, vorgestellt. Ferner wird auf das methodische Vorgehen der Kalibrierung und Validierung dieser Modelle vertiefend eingegangen. Dazu werden praktische Übungen mit den Studierenden am Computer durchgeführt. Ihnen wird der Umgang mit der Software Vensim beigebracht. Zusätzlich werden sie mittels Vensim System Dynamics Modelle konzipieren, formalisieren und parametrisieren. Abschließend werden sie eine Simulation zur Prognose durchführen und die Ergebnisse interpretieren. Basierend darauf bekommen die Studierenden die Aufgabe, ein bestehendes System Dynamics Modell aus dem aktuellen Stand der Verkehrsforschung im Rahmen einer Hausarbeit zu analysieren, mittels Vensim zu formalisieren, mit aktuellen Daten zu parametrisieren und Politikmaßnahmen zu implementieren. Abschließend werden die Prognosen mittels Vensim und darauf aufbauend Interpretationen durchgeführt. Im Rahmen einer Dokumentation von max. 15 Seiten wird das ausgewählte Modell im Detail erklärt, die Simulationsergebnisse dargelegt sowie Vor- und Nachteile dieses Ansatzes herausgearbeitet. Auf Basis dieser Hausarbeit wird eine 20-minütige Präsentation vorbereitet. Im zweiten Block werden die wesentlichen Erkenntnisse aus den erarbeiteten Hausarbeiten im Rahmen von Vorträgen im Rahmen des Seminars präsentiert und mit den Kommilitonen umfassend diskutiert. Damit erlangen die Studierenden einen umfassenden Überblick über den Stand der Forschung zur System Dynamics Modellierung in der Verkehrsforschung.

Anwendung von Verkehrssimulation im Güterverkehr WS 21/22

Lernergebnisse

Die Studierenden sind nach dem erfolgreichen Absolvieren des Moduls in der Lage, computergestützte Simulationsmodelle für den Güterwirtschaftsverkehr zu erstellen, zu modifizieren und anzuwenden. Sie sind in der Lage, modellgestützt die verschiedenen Auswirkungen von verkehrspolitischen Instrumenten und privatwirtschaftlichen Initiativen im Güterverkehr auf den Verkehr, die Unternehmen und die Umwelt quantitativ zu berechnen. Auch sollen sie die Ergebnisse zur Unterstützung von einzel- und/oder gesamtwirtschaftlichen Entscheidungen aufbereiten und interpretieren können. Ein Schwerpunkt liegt auf Simulationsmodellen mit Multi-Agenten Architektur.

Lehrinhalte

Das Ziel der Klimaneutralität ist ohne eine tiefgehende Transformation im Verkehrsbereich nicht zu erreichen. Trotz seines im Vergleich zum Personenverkehr geringen Anteils an der Verkehrsleistung ist der Güterwirtschaftsverkehr überproportional für die Treibhausgasemissionen im Verkehrsbereich verantwortlich. Zudem ist weltweit eine starke Zunahme des Güterverkehrs zu erwarten, wodurch sein Beitrag zur Klimagasemissionsreduktion noch wichtiger wird. Verkehrliche Maßnahmen - Maut, Einfahrtbeschränkungen etc. - greifen in den Wettbewerb zwischen Unternehmen und Regionen ein und führen deshalb zu lokalen Widerständen und ggf. auch zu unerwünschten Marktverzerrungen. Aber auch die Einführung von neuen Technologien, wie Elektro- oder Wasserstoffantrieben, lassen sich aus unternehmerischer Sicht nicht immer ohne Weiteres realisieren, weil die Technologie nicht immer praktikabel ist oder sich die Wettbewerbssituation verschlechtern würde. Um geeignete Maßnahmen zur Steigerung der Nachhaltigkeit im Güterverkehr zu implementieren, ist es notwendig, dass Entscheidungsträger ein Systemverständnis des Güterverkehrs besitzen. Vor diesem Hintergrund werden zunehmend Simulationsmodelle eingesetzt, um Maßnahmen bezüglich ihrer Effizienz, Nachhaltigkeit und ggf. Nebenwirkungen bewerten zu können. Die Veranstaltung führt in eine Open-Source Simulationsoftware für den Güterwirtschaftsverkehr und ihre Komponenten ein. Mittels dieses agentenbasierten Simulationssystems kann unternehmerisches Handeln und dessen Veränderung aufgrund geänderter Rahmenbedingungen simuliert werden. Dies umfasst insbesondere den für den Wirtschaftsverkehr zentralen Bereich der Tourenplanung, inkl. der geeigneten Zusammensetzung des Fuhrparks. Im Rahmen der Lehrveranstaltungen erlernen die Studierenden, ein Simulationsmodell aufzubauen und anhand dieses Modells verschiedene Maßnahmen eigenständig zu simulieren. Die Aufgabe der Studierenden ist es schließlich, die produzierten Modellergebnisse zu bewerten, für Kommunikationszwecke aufzubereiten und diese entsprechend zu präsentieren.

Advanced conceptual and software issues of multi agent transport simulations WiSe 21/22

Learning Outcomes

This class teaches in-depth knowledge in - using, - planning - developing agent based transport simulations based on MATSim (www.matsim.org). Students will be able to use Java Inject syntax, use version control (git) and continuous integration. Furthermore up-to date result visualization, a good standard in setting up simulation experiments and an in depth knowledge in current MATSim topics will be discussed.

Content

This class is highly based on mutual experimenting / lab work. Please bring your own laptop to work with (we might be able to borrow some devices, if required).

Modellierung und Simulation von Verkehr WiSe 21/22

Lernergebnisse

Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über Kenntnisse in der Modellierung und Simulation von Verkehr (4-Stufen-Prozesses, Algorithmen und Verfahren innerhalb des 4-Stufen-Prozesses) sowie praktische Erfahrung im Umgang mit der Verkehrsplanungssoftware VISUM (Netzerstellung, Umlegungsverfahren, ÖV-Modellierung, EVA Nachfragemodell). Darüber hinaus erhalten die Studierenden einen Überblick über aktuelle Forschungsansätze zur Weiterentwicklung der Verkehrsmodellierung.

Lehrinhalte

In dieser Veranstaltung werden Konzepte und Methoden der Modellierung und Simulation dargestellt und ihre praktische Anwendung in den Übungen anhand synthetischer und realer Beispiele umgesetzt.

Objektorientiertes Programmieren in den Ingenieurwissenschaften mit Java WiSe 21/22

Lernergebnisse

Die Veranstaltung bietet eine Einführung in moderne Programmiertechniken am Beispiel der Programmiersprache Java. Der Einsatz objektorienterter Konzepte versetzt die Studierenden schnell in die Lage, komplexe Aufgabenstellungen selbstständig zu bearbeiten. In den praktischen Übungen lernen die Studierenden während des Programmierens außerdem den Umgang mit einer Entwicklungsumgebung und eines Versionsmanagementsystems (git).

Lehrinhalte

Die Veranstaltung bietet eine Einführung in moderne Programmiertechniken. Der Einsatz objektorienterter Konzepte versetzt die Studierenden schnell in die Lage, komplexe Aufgabenstellungen selbstständig zu bearbeiten.
Die verwendete Programmiersprache ist Java.
-Java Grundlagen:
* Datentypen, Variablen, Operatoren, statische Methoden / Funktionen
- Objektorientierung:
* Klassen und Objekte
* Polymorphismus mit Interfaces
* Generics
* Implementations
-Vererbung
- Java Collections
- Fehlerbehandlung
- Input / Output
- ggf. GUI

Kooperatives und vernetztes Verkehrsmanagement WiSe 21/22

Lernergebnisse

Das Verkehrsmanagement steht mit zunehmender der Vernetzung und Automatisierung von Fahrzeugen vor einem möglichen Innovationsschub, der auch den Fuß- und Radverkehr einschließt. Das Modul greift daher neue Technologien auf und die Interaktion innovativer Fahrzeuge sowie Systeme für Radfahrer*innen und Fußgänger*innen mit der Infrastruktur. Diese Interaktion ist für eine erfolgreiche Transformation des Mobilitätssystems für Personen und Güter ebenso erforderlich, wie die Einbindung neuer öffentlicher Verkehrsangebote. Das Modul entwirft - neben der Sicht auf die Metropolen - auch mögliche Systemkonzepte für kleiner und mittlere Städte, die bislang nicht im Fokus des Verkehrsmanagements standen. Die Vernetzung und Automatisierung des Verkehrssystem stellt für diese Städte daher eine besondere Herausforderung dar. Einfache Simulationsmodelle quantifizieren hierzu Wirkungszusammenhänge. Das Modul adressiert somit auch die planerischen und technischen Grundlagen eines innovativen Verkehrssystems. Das Modul vermittelt folgende Kompetenzen auf der Grundlage einer konzeptionellen Fallstudie: 
• Defizite aktueller Verkehrssysteme zu analysieren und Zielsetzungen für zukünftige Maßnahmen des Verkehrsmanagements zu formulieren.
• Potentiale kooperativer und vernetzter Fahrzeug-Infrastruktur-Systeme in ein Gesamtsystem einzuordnen.
• Chancen und Risiken automatisierter Fahrzeuge im privaten und öffentlichen Verkehr abzuschätzen.
• Technische und organisatorische Systemarchitekturen für innovative und verkehrsträgerübergreifende Verkehrsmanagementsysteme zu entwerfen.
• Lösungsansätze für die lokale Situation in unterschiedlichen Stadtgrößen zu skizzieren und vergleichend gegenüberzustellen
• Geschäfts- und Kooperationsstrukturen und hierauf abgestimmte technische Systemarchitekturen zu entwickeln.
• Wirkungsermittlungen vornehmen (Verkehrsfluss, Umwelt, Sicherheit) und Simulationsstudien vorzubereiten.

Lehrinhalte

Das Modul gliedert sich in die folgenden Lehrinhalte:
1. Methoden zur Analyse des Handlungsbedarfs sowie für die planerische Vorbereitung von Maßnahmen des Verkehrsmanagements.
2. Darstellung der Potenziale der Kopplung der städtischen Infrastruktur zur Verkehrssteuerung mit den betrieblichen Systemen des öffentlichen Personennahverkehrs. 3. Technologien und Serviceansätze des kooperativen Verkehrsmanagements sowie die Unterstützung von automatisierten Fahrzeugen durch die Infrastruktur.
4. Vorstellung von Best-Practice-Ansätzen aus dem täglichen aktuellen Betrieb sowie innovativer Systeme aus dem Forschungsumfeld.
5. Vorstellung von Rollen und Verantwortlichkeiten im Bereich des kooperativen Verkehrsmanagements sowie der zur Systemsteuerung notwendigen methodischen Ansätze.
6. Vorstellung von Instrumenten zur Entwicklung einer Gesamtarchitektur, die sowohl technische als auch organisatorische Gesichtspunkte beschreibt.
7. Ansätze sowie Anforderungen zur Bewertung der entwickelten Maßnahmen, einschließlich der Potentiale zum Einsatz von Simulationswerkzeugen.