Cursos

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.


Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Abschluss der Veranstaltung sind die Studierenden in der Lage, innovative und kreative Lösungen für Mobilitätssysteme basierend auf einer Analyse Herausforderungen im heutigen Mobilitätssystem und der Anforderungen der Nutzenden zu konzipieren und iterativ zu verbessern. Sie erlernen darüber hinaus Fertigkeiten im Kontext des Projektmanagements.

Lehrinhalte

In der Veranstaltung wird das Konzept des Design Thinking gelehrt und im Rahmen einer Gruppenarbeit an einem selbst gewählten Mobilitätsproblem erprobt. Zunächst wird dabei eine IST-Analyse durchgeführt. Es gilt, das Problem, die verschiedenen Interessensgruppen und die Abläufe zu erkennen und zu verstehen. In der folgenden SOLL-Phase geht es darum, die Adressaten, für die die Systemgestaltung gelten soll, und deren Perspektiven festzulegen und näher zu spezifizieren. In einer abschließenden WIRD-Phase wird ein low-level Prototyp eines zukünftigen, innovativen Systems „gebaut“ und anhand einer qualitativen Evaluation erprobt. Zusammenfassend wird das Ergebnis dargestellt und das Design Thinking als Methode zur Gestaltung von Mobilitätssystemen kritisch reflektiert.


Lernergebnisse

Das Modul vermittelt Grundlagewissen der Verkehrsökonometrie. Nach dem erfolgreichen Bestehen des Moduls sind die Studenten in der Lage unterschiedliche Modelle zur Ermittlung der Verkehrsnachfrage zu schätzen und anzuwenden, sowie deren Ergebnisse/ Parameter richtig zu interpretieren. Ein Schwerpunkt des Moduls liegt auf der Schätzung von diskreten Entscheidungsmodellen. Neben fundierten theoretischen Kenntnissen lernen die Studierenden die praktische Umsetzung der Modellanalysen mithilfe der Programmiersprache R. Die Inhalte und Beispiele im Modul orientieren sich an Fragestellungen der Verkehrsplanung, vermittelt Grundlagewissen zu ökonomischen Bewertungen von beispielsweise Verkehrsinfrastrukturprojekten.

Lehrinhalte

In der Verkehrsplanung spielt die Ermittlung der Verkehrsnachfrage eine wesentliche Rolle. Vor diesem Hintergrund liegt der Schwerpunkt des Moduls auf der theoretischen Basis und praktischer Anwendung ökonometrischer Modelle zur Ermittlung der Verkehrsnachfrage. Im ersten Teil des Moduls werden notwendige Statistikgrundkenntnisse (z.B. Wahrscheinlichkeitstheorie, Arbeit mit Zufallsvariablen, relevante Verteilungen), sowie Grundlagen empirischer Arbeiten (z.B. statistische Tests, Versuchsplanung, Methoden zur Stichprobenziehung) vermittelt. Für die Studierenden mit Vorkenntnissen in diesem Bereich dient diese kurze Einführung zur Auffrischung relevanter Konzepte. Studierende ohne Vorkenntnisse wird dadurch ermöglicht, die nötige theoretische und methodische Basis aufzubauen. Im zweiten Teil des Moduls werden stetige ökonometrische Modelle diskutiert, die beispielsweise in der Verkehrserzeugung eine Anwendung finden. Der dritte Teil ist der Hauptteil des Moduls. In diesem Teil werden diskrete Entscheidungsmodelle, die das Fundament für die Analyse der Verkehrsmittel- und Verkehrswegewahl bilden, eingeführt. Die Studierenden lernen die theoretischen Grundlagen solcher Modelle, sowie ihre Anwendung kennen. In diesem Kontext werden unter anderem die Datenart (revealed vs stated preferences), Erhebungsart, Validierung, sowie die Anwendung abgeleiteter Zahlungsbereitschaften thematisiert. Zusätzlich wird das methodische Vorgehen zu Schätzung diskreter Entscheidungsmodelle in das Programm R anhand von konkreter Fragestellung und Datensätze aus der Praxis vermittelt. Eine kurze Einführung in die Programmiersprache R ist ebenso Teil der Lerninhalte. Durch Hausaufgaben haben die Studierenden die Möglichkeit, die Anwendung solcher Modelle zu üben und offene Fragen zur praktischen Anwendung im Rahmen der Lehrveranstaltung zu klären. Somit werden Studierende nach einem erfolgreichen Bestehen des Moduls in der Lage sein, datengestützte Analysen zu verkehrsplanerischen Fragestellungen durchzuführen und ihre Ergebnisse zu interpretieren. Das Modul stellt auch eine gute Basis für das erfolgreiche Durchführen einer datenbasierten Abschlussarbeit. Zum Schluss des Moduls wird einen Ausblick auf weiterführende Methoden bzw. weitere diskrete Entscheidungsmodelle gegeben.

Lernergebnisse

Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über Kenntnisse in:
- Modelle zur dynamischen Simulation von Verkehrssystemen
- Methoden zur Datenerfassung in Verkehrssystemen
- Vertiefte Kenntnisse der Methoden zur Steuerung von Verkehrssystemen
- Praktische Erfahrungen im Umgang mit mikroskopischen Simulationen von Verkehr
- Bedienung und Auswertung der Ergebnisse der mikroskopischen Verkehrssimulation SUMO

Lehrinhalte

Neue Methoden zur Datenerfassung (Floating Car Data, Floating Observer Daten, Videokameras,…) ermöglichen es, Verkehrssteuerung um neue Methoden zu erweitern. In diesem Modul werden traditionelle und neue Verfahren vorgestellt, und eine Auswahl davon dann auch in praktischen Übungen mit dem mikroskopischen Verkehrssimulationssoftware SUMO ausprobiert und auf ihre Stärken und Schwachpunkte analysiert.

Das Modul vermittelt im ersten Teil („Überblick“) zunächst eine Vorstellung über die Strukturen, Systeme und Märkte der Logistik mit Hilfe deskriptiver Statistiken und Praxisbeispielen.

Im zweiten Teil („Verhalten und Effekte“) werden die Entwicklungstreiber des Wirtschaftsverkehrs anhand einfacher Modelle des internationalen Handels sowie der Logistik aufgezeigt. Mit Hilfe dieser Modelle werden die Effekte infrastruktureller und verkehrlicher Veränderungen auf die Güterverkehrsnachfrage bzw. Logistik aufgezeigt und es werden empirische Bezüge hergestellt.

Im dritten Teil („Datengrundlagen“) werden die wesentlichen Datenquellen zur Analyse und Prognose des Güterwirtschaftsverkehrs dargestellt. Der vierte Teil („Grundlagen der Güterwirtschaftsverkehrsmodellierung“) führt zunächst in das 4-Stufen-Modell für den Güterverkehr ein. Anschließend werden seine Weiterentwicklungen zur Abbildung räumlicher logistischer Strukturen und logistischem Verhalten dargestellt: Super- und Hypernetzmodelle für Transport- und Logistiknetzwerke, Tourenmodelle, hybride Modelle sowie aggregiert-disaggregiert-aggregiert Ansätze (ADA) werden vorgestellt.

Der letzte Teil („Infrastruktur-, Verkehrs-, Wirtschafts- und Umweltpolitik im Güterverkehr“) beschäftigt sich mit der Gestaltung des Wirtschaftsverkehrs aus einer betrieblichen und gesamtwirtschaftlichen Perspektive. Die Wissensvermittlung erfolgt mit Hilfe von aktuellen Fallbeispielen zu innovativen organisatorischen und technologischen Konzepten sowie mit problemorientierten Kleingruppenübungen.

Parallelen zu ausgewählten Bereichen des Personenwirtschaftsverkehrs (wie dem Dienstleistungsverkehr) werden in der Vorlesung aufgezeigt, sofern diese mit den gleichen Modellwerkzeugen behandelt oder ähnlichen empirischen Untersuchungen erfasst werden.


Learning Outcomes

After successfully passing the module, students are able to
- understand relevant problems, especially due to fast system dynamics and conflicting goals in the selection of measures
- to apply the taught methods in a differentiated way (data collection, traffic monitoring, information provision, real-time traffic management) in the different application domains (individual transport, commercial transport, rail transport, public transport)

Content

Topics of the event:
- How is information on the traffic situation generated?
- When should passengers be informed about a public transport incident and how can they react?
- Which methods and models can be used to account for the fast dynamics of traffic in planning and real-time control?
- What distinguishes open loop from closed loop control?
- Which traffic models are used to plan control measures in real-time traffic management systems?
- How can the control mechanism of a fleet of autonomous vehicles react to spontaneously arising demand?
- In addition to the theoretical basics, simulation-based application examples from the field of fleet management of autonomous or electric vehicles and traffic control are taught
- Furthermore, aspects of toll systems will be discussed (city toll/Toll Collect).


Learning Outcomes

Knowledge of...
- activity-based demand generation
- generation of synthetic populations
- concepts of agent-based simulations The students gain practical experience in programming agent-based simulations as well as using and analyzing the results of the multi-agent transport simulation MATSim (www.matsim.org)

Content

Basics and concepts of
- multi-agent transport simulations
- population generation
- routing
- traffic flow simulation
- adaption and learning In practical exercises a traffic simulation is implemented based on these concepts.


In dieser Veranstaltung werden volkswirtschaftliche Begriffe, Theorien und Methoden dargestellt, die es erlauben, Ursachen und Folgen des Verkehrs zu analysieren sowie verkehrspolitische Instrumente und Maßnahmen zu beurteilen. Es werden volkswirtschaftliche und verkehrsplanerische Aspekte miteinander verknüpft. Die folgenden Themenbereiche bilden die Schwerpunkte der Veranstaltung: 

- Verkehrsangebot und Verkehrsnachfrage 

- Preisbildung und Verkehrsmärkte 

- Allokation von Ressourcen und Opportunitätskosten 

- (Natürliches) Monopol und Regulierung 

- Externe Effekte und Internalisierung 

- Wohlfahrtstheorie 

- Monetarisierung von Nutzen 

- Probleme der Nutzenmessung und Aggregierbarkeit 

- Bundesverkehrswegeplan (Grundlagen, Methoden, Erstellung)

 - Verschiedene Bewertungsverfahren: Nutzen-Kosten-Analyse (Schwerpunkt), Nutzwertanalyse, Wirksamkeitsanalyse



Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über:

- Kenntnisse in Komponenten der Verkehrssystemplanung (Modellierung und Simulation von Verkehrssystemen; Analyse und Bewertung von Verkehrssystemen)

- Grundkenntnisse über Modelle, Algorithmen und Software für Verkehrssystemplanung

- Grundkenntnisse bzgl. Möglichkeiten und Grenzen dieser Modelle, Algorithmen und Software; ggf. erste praktische Erfahrungen mit dieser Software

- Grundkenntnisse in der Visualisierung von Modellergebnissen

- Kenntnisse über aktuelle Themen im Verkehr im Kontext der Verkehrsmodellierung, z.B. autonome Fahrzeuge, CO2-freier Verkehr, Umweltwirkungen von Verkehr, Radschnellwege



Klimawandel, lebenswerte Städte aber auch die Sicherung der Mobilität bestimmen derzeit die Diskussion neuer Mobilitätskonzepte, in denen Digitalisierung, Vernetzung und Automatisierung immer mehr an Bedeutung gewinnen. Das Modul greift neue Technologien auf und stellt den notwendigen Bezug zu innovativen Fahrzeugen und Infrastrukturen her, der für eine erfolgreiche Umsetzung erforderlich. Für den Erfolg gleichsam wichtig ist die Einbindung kommunale und lokale Mobilitätskonzepte, was wiederum eine umfassende Kooperation der Akteur*innen aus technischen Bereichen mit den der Stadt- und Verkehrsplanung erfordert. 

Das Modul entwirft hierzu mögliche Systemkonzepte für die „Region Berlin-Brandenburg 2040“ und vergleicht diese mit heutigen nationalen und internationalen Regional- und Stadtstrukturen. Einfache Simulationsmodelle quantifizieren hierzu Wirkungszusammenhänge. Da Modul adressiert somit auch die planerischen Grundlagen einer durch neue Mobilitätsservices geprägten Smart City betrachtet.

Das Modul vermittelt folgende Kompetenzen zur Gestaltung intermodaler und bedarfsorientierter Mobilitätsservices auf der Grundlage einer konzeptionellen Fallstudie:

  • Analysen der Regional- und Stadtstruktur, der Anforderungen von Nutzer*innen sowie der Zielsetzungen der Akteur*innen, die zur Ausgestaltung des Mobilitätsangebotes kooperieren. 
  • Entwicklung alternativer Pakete, die den klassischen öffentlichen Verkehr mit neuen Sharing-Produkten für eine konkrete lokale Problemsituation kombinieren. 
  • Betrachtung gesellschaftlicher Anforderungen an ein lokales Verkehrssystem in Verbindung mit betriebswirtschaftlich orientierten Zielsetzungen.  
  • Weiterentwicklung der Methoden der Verkehrsplanung auf neue Mobilitätsservices. 
  • Entwicklung von Systemarchitekturen unter Berücksichtigung von Geschäftsstrukturen. 
  • Wirkungen aus verkehrlicher, städtebaulicher, ökologischer und ökonomischer Sicht im Rahmen einer Grobbewertung abzuschätzen. Für eine detaillierte Bewertung können Sie den Einsatz von komplexen Simulationsszenarien vorbereiten.