Nationale Verkehrssysteme, die oft über Jahrzehnte oder Jahrhunderte hinweg aufgebaut wurden, stehen unter dem Druck, sich zu verändern, um modernen sozialen, Nachhaltigkeits- und Effizienzparadigmen zu entsprechen. Um diesen Wandel zu erreichen, müssen sie zunächst im Detail verstanden werden. Die Möglichkeiten zur Vorhersage, Prognose oder Simulation von Veränderungen in einem nationalen Verkehrssystem sind jedoch begrenzt.

Wir wurden gebeten, ein Modell zu erstellen, das die Auswirkungen von Veränderungen auf die neuseeländische Verkehrsinfrastruktur ermittelt und vorhersagt.

Gestaltung von Verkehrssystemen für eine kohärente Zukunft

Das neuseeländische Verkehrsministerium ist für die Gestaltung des neuseeländischen Verkehrssystems verantwortlich, aber es ist eine Herausforderung, die Auswirkungen von Vorschriften, politischen Maßnahmen oder Investitionen auf ein so umfangreiches, vielfältiges und vernetztes System zu verstehen. Wie kann das Ministerium mit einer neuen Ausrichtung, die sich auf ein Verkehrssystem konzentriert, das positive soziale, kulturelle, wirtschaftliche und ökologische Ergebnisse liefert, einen strategischen, integrierten Ansatz verfolgen, um ein sozial gerechtes und nachhaltiges Verkehrssystem zu gewährleisten?

Zusammenarbeit bei der Erstellung eines agentenbasierten Modells


Das Ministerium arbeitet zusammen mit Arup an der Entwicklung eines landesweiten agentenbasierten Modells (ABM) zu entwickeln, um die Auswirkungen von Veränderungen im Verkehrssystem auf eine einheitliche, systematische Weise zu untersuchen und zu bewerten. Das Modell soll die vielfältigen Interaktionen einzelner Bewegungen (die Agenten) nachbilden, um zu verstehen, wie komplexe Systeme funktionieren und sich entwickeln. Dies wird es ermöglichen, eine Reihe von politischen Fragen auf der Grundlage aktueller Echtzeitdaten zu untersuchen. So kann die neuseeländische Regierung beispielsweise untersuchen, wie sich neue Infrastrukturen oder Straßenbenutzungsgebühren auf das Reiseverhalten auswirken, und die sozialen und ökologischen Auswirkungen solcher Veränderungen bewerten.

Unsere Teams aus Neuseeland und London haben in Zusammenarbeit mit dem Ministerium den Plan für die Entwicklung des Simulationsmodells für Neuseeland ausgearbeitet, um die Fähigkeit des Landes zu verbessern, potenzielle Veränderungen des Verkehrssystems zu planen und zu bewerten und eine nachhaltigere Zukunft zu gewährleisten. Das neue Modell wird die Entscheidungsfindung durch eine bessere Nutzung von Daten, Technologie und Innovation unterstützen, um die verkehrstechnischen Herausforderungen der nächsten 5-50 Jahre zu bewältigen.

Bewältigung nationaler Herausforderungen

Im Jahr 2018 hat das Ministerium das Transport Outcomes Framework entwickelt. Darin wird eine neue Richtung für Neuseeland vorgegeben, wobei der Schwerpunkt verstärkt auf Verkehrsmittelneutralität gelegt wird, um die langfristige Nachhaltigkeit des Verkehrsnetzes zu verbessern. Für den Erfolg des Projekts ist es wichtig, dass das Modell auf die Bedürfnisse aller Menschen eingeht.

Wir entwarfen eine Vision mit einer Reihe von Gestaltungsprinzipien für den Aufbau der Simulation und setzten uns über einen Zeitraum von drei Monaten mit den wichtigsten Interessenvertretern auseinander, um die Anforderungen und vorrangigen politischen Fragen zu verstehen, die sich auf fünf miteinander verbundene Ergebnisse konzentrieren: integrativer Zugang, wirtschaftlicher Wohlstand, gesunde und sichere Menschen, ökologische Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit. Dabei wurde eine Reihe potenzieller Anwendungsfälle ermittelt, die in die Entwicklung des Modells und seinen Wert einfließen.

Modellierung des Reiseverhaltens

Herkömmliche Methoden zur Bewältigung ähnlicher nationaler und lokaler Herausforderungen beinhalten oft die Auswertung von aggregierten Daten. Dies liefert vernünftige Schätzungen für die Leistung von Verkehrsdiensten auf hoher Ebene, schränkt aber die Möglichkeiten zur Untersuchung, Aufteilung und Integration der Daten ein. Agenten repräsentieren reale Menschen in einem bestimmten Gebiet mit täglichen Aktivitätsplänen, einschließlich der Art und Weise, wie sie mit dem Verkehrsnetz interagieren. In der Regel simulieren ABMs die Interaktionen von Einzelpersonen auf einer kleineren Ebene, z. B. innerhalb einer Stadt. In Neuseeland benötigten wir jedoch einen viel umfassenderen Ansatz.

Letztlich handelt es sich nicht um ein Verkehrsmodell. Es ist ein soziales Modell. Es gibt echte Möglichkeiten außerhalb des Verkehrs, wenn wir einen Rahmen
schaffen, in dem die Verhaltensweisen der Menschen besser verstanden werden.

Dan Jenkins

Ministerium für Verkehr (Neuseeland)

Aufbau eines Modells für eine ganze Nation

Wir haben das Basismodell zusammen mit dem Ministerium entwickelt, wobei die Stichprobe 10 % der neuseeländischen Bevölkerung entspricht und insgesamt fast 500 000 Personen umfasst. Das Modell bildet die täglichen Aktivitäten von Einwohnern ab, d. h. von Neuseeländern, die aus beruflichen, freizeitlichen oder anderen Gründen reisen wollen, und zwar in Zusammenarbeit mit einem Modell des Verkehrsnetzes, um festzulegen, wie und wohin die Akteure reisen. Die Simulation zeigt, wie die Agenten mit dem Netz und untereinander interagieren. Da das Modell lernt und sich weiterentwickelt, entstehen neue Verhaltensweisen, die eine genauere Analyse der Auswirkungen politischer Veränderungen auf den Verkehr ermöglichen.

Anpassung an sich ändernde Umstände

In Zukunft werden wir das Modell erweitern, um Neuseelands breite Palette an Verkehrsdienstleistungen, einschließlich Fähren, Flugzeugen und aktiven Verkehrsträgern, einzubeziehen und so eine ganzheitliche Darstellung der Reiseaktivitäten zu ermöglichen. Wir werden auch die Folgen verkehrspolitischer Szenarien simulieren. Das Verkehrsministerium ist ein integraler Bestandteil des Entwicklungsteams, und gemeinsam werden wir die Fähigkeit aufbauen, das Modell innerhalb des Ministeriums zu nutzen, zu entwickeln und zu pflegen, um die langfristige Nachhaltigkeit des neuseeländischen Verkehrssystems zu gewährleisten.