Themen für Studentische Arbeiten (Bachelor, Master) Stand 06.07.2021
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Universität Stuttgart
Institut für Straßen- und Verkehrswesen
Lehrstuhl für Verkehrsplanung und Verkehrsleittechnik
Themen für Studentische Arbeiten (Bachelor, Master)
Stand 06.07.2021
Wenn Sie unsere Module in den Bachelor- oder Masterstudiengängen besucht haben, können Sie
Ihre Abschlussarbeit bei uns schreiben. Nachstehend finden Sie eine Liste möglicher Themen.
Neben diesen hier veröffentlichten Themen gibt es weitere Themen, die wir Ihnen in einem Gespräch
vorstellen können. Auch eigene Ideen sind willkommen.
Bevor Sie sich für eine Arbeit an unserem Lehrstuhl entscheiden, sollten Sie wissen, dass wir im
Moment eine sehr große Anzahl studentischer Arbeiten betreuen. Das kann dazu führen, dass wir
bei der Betreuung etwas „sparen“ müssen. Oder positiv ausgedrückt: Sie müssen selbstständiger
arbeiten. Das sollten Sie bei Ihrer Entscheidung für unseren Lehrstuhl berücksichtigen. Es kann
auch sein, dass wir Interessenten an Institute mit weniger Auslastung verweisen müssen.
Wenn Sie sich für eine Arbeit interessieren, senden Sie bitte eine Mail an:
markus.friedrich@isv.uni-stuttgart.de
VuV Stand 06.07.2021 1
Studentische Arbeiten
Titel: geeignet für
Verfahren zur Ermittlung der maßgebenden Verkehrsnachfrage für die • Bachelorarbeit
Planung und Bemessung von Straßen
• Masterarbeit
Aufgabenstellung:
Bei der Bemessung von Verkehrsanlagen geht es im Grundsatz darum,
sicherzustellen, dass eine Verkehrsanlage so dimensioniert wird, dass sie
die zu erwartende Verkehrsnachfrage bewältigen kann. Im HBS 2015 wird
als maßgebende Verkehrsnachfrage zur Bemessung einer Verkehrsanlage
die Verkehrsstärke der n-ten Stunde definiert. Dabei wird meist die 50.
Stunde als Bemessungsverkehrsstärke gewählt.
In der Arbeit soll das Konzept der n-ten Stunde mit anderen Ansätzen
verglichen werden:
• n-te Stunde aus Dauerlinien für ein normiertes Jahr (Korrektur der
Anzahl von Sonn- und Feiertagen, da die Zahl der Werktage eines
Jahres die n-te Stunde beeinflussen kann)
• n-te Stunde aus 3-Jahres-Dauerlinien
• Mittelwerte einer Stundengruppe (z.B. 30. – 70. Stunde)
• Stunde aus einer Clusterung von Verkehrsstärkeganglinien
(Clustertool wird zur Verfügung gestellt)
• Spitzenstunde mit der größten Auftrittshäufigkeit
Titel: geeignet für
Verlustzeiten im Rad- und Fußverkehr • Bachelorarbeit
Aufgabenstellung: • Gruppenarbeit
Jedes Jahr im Frühjahr veröffentlichen die Unternehmen INRIX und möglich
TomTom ihre Staustatistik für Städte. Sie ermitteln für Pkw-Nutzende
jährliche Verlustzeiten von in der Größenordnung von 30 bis 100 Stunden.
Diese Ergebnisse werden gerne von den Medien aufgegriffen und mit mehr
oder weniger dramatischen Schlagzeilen ergänzt (z.B. „Rekord-Stillstand in
Deutschland“, Auto Bild 17.01.2019). Für den ÖV veröffentlichen einige
Verkehrsunternehmen Pünktlichkeitsstatistiken, die angeben, welcher Anteil
der Fahrplanfahrten die Haltestellen innerhalb einer vorgegebene Pufferzeit
(z.B. 5 Minuten) erreichen. Aussagen zu Verlustzeiten bezogen auf die
gesamte Reisekette im ÖV von der Starthaltestelle bis zur Zielhaltestelle
gibt es nicht. Und auch für den Fuß- oder Radverkehr gibt es keine
vergleichbare Datenerfassung.
Ziel der Arbeit ist es eine Methode zur Ermittlung von Verlustzeiten für den
innerörtlichen Fußverkehr und / oder den Radverkehr zu erarbeiten und die
Methode beispielhaft, z.B. in der Form von Messfahrten, anzuwenden.
VuV Stand 06.07.2021 2
Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Städtische Verkehrsnetze mit Einbahnstraßen • Masterarbeit Aufgabenstellung: • Visum Kenntnisse Bei der Planung städtischer Straßennetze kann man zwischen Einbahnstraßensystemen und Zweibahnstraßensystemen unterscheiden. In Deutschland dominieren Zweibahnstraßensysteme, in ausländischen Großstädten mit Rasternetzen gibt es aber häufig auch Einbahnstraßensysteme. Einbahnstraßensysteme können eine höhere Leistungsfähigkeit aufweisen, da es an Knotenpunkten beim Linksabbiegen keinen Gegenverkehr gibt. Und auch grüne Wellen lassen sich leichter umsetzten, da nur eine Richtung koordiniert werden muss. Allerdings führen Einbahnstraßensysteme zu Umwegen und erhöhen so die Verkehrsleistung. In der Arbeit sollen Einbahnstraßensysteme und Zweibahnstraßensysteme vergleichen werden. Für das Innenstadtgebiet von Stuttgart soll beispielhaft ein Einbahnstraßensystem entwickelt werden. Die Wirkungen sollen mit dem Verkehrsnachfragemodell der Region Stuttgart untersucht werden, Das Verkehrsnachfragemodell ist als Visum- Modell verfügbar. Literatur Ortigosa, Javier, Vikash V. Gayah, and Monica Menendez. "Analysis of one-way and two-way street configurations on urban grid networks." Transportmetrica B: transport dynamics (2017). VuV Stand 06.07.2021 3
Studentische Arbeiten Titel: geeignet für 15-Minuten-Stadt und Neubausiedlungen • Bachelorarbeit Aufgabenstellung: (Gruppenarbeit Eine häufig genannte Zielvorstellung der Raum- und Verkehrsplanung setzt möglich) auf das Konzept einer „Stadt der kurzen Wege“ oder einer „15-Minuten- • Masterarbeit Stadt. Siedlungen sollen so gestaltet werden, dass wichtige Aktivitätenorte (Bildung, Einkauf, Erledigung) vom Wohnort auch ohne Auto mit geringem Zeitaufwand erreich werden können. Gleichzeitig gibt es eine Eigenheim- Debatte. Ist es angesichts der politischen Ziele „Flächenverbrauch reduzieren“ und „Verkehr nachhaltiger machen“ vertretbar neue Siedlungsflächen für Eigenheime auszuweisen? Im Rahmen der Arbeit sollen etwa fünf Neubaugebiete im ländlichen Raum und im peri-urbanen Raum identifiziert und untersucht werden: • Erreichbarkeit: Wie gut ist die Erreichbarkeit ausgewählter Aktivitätenorte (Grundschule, Gymnasium, Supermarkt, Hausarzt, Krankenhaus, …) mit unterschiedlichen Verkehrsmitteln. Wie unterscheidet sich die Erreichbarkeit von Wohnorten, die in zentralen Orten desselben Landkreises liegen. Zusätzlich für Gruppenarbeit oder Masterarbeit: Durchführung einer Befragung von Haushalten (webbasierte Befragung, Kontaktaufnahme über Postwurfsendung mit dem Ziel folgende Fragen zu beantworten: • Standortentscheidung: Wohnort vor dem Umzug. Motivation für den Umzug und die Standortentscheidung. Eigenschaften der Wohnung. • Mobilitätsverhalten: Ermittlung des Mobilitätsverhalten. Welche Ziele und Verkehrsmittel werden gewählt. • Vergleich mit einer Kontrollgruppe, die in zentralen Orten desselben Landkreises lebt. Literatur: Beckmann, K. J., Thiemann-Linden, J., Preuß, T., & Gies, J. (2011). Leitkonzept-Stadt und Region der kurzen Wege. Gutachten im Kontext der Biodiversitätsstrategie. Neubausiedlung bei Leipheim VuV Stand 06.07.2021 4
Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Erhebung des Parkverhaltens zur Analyse des Parksuchverkehrs • Bachelorarbeit Aufgabenstellung: • Masterarbeit Jede Ortsveränderung mit dem Pkw endet mit einem Parkvorgang. Beim Parken im öffentlichen Straßenraum ist das mit einem Parkplatzsuchvorgang verbunden. Dabei entsteht unnötiger Verkehr. Intelligente Parkleitsysteme und echtzeitdatenbasierte Apps zur Unterstützung der Parkplatzsuche werden immer wieder als relevante Maßnahme zur Verbesserung der Verkehrssituation in Städten gehandelt. Allerdings ist die Datenlage zur Größenordnung des Parksuchverkehrs äußerst dünn, so dass keine Aussagen zum Potenzial von Parkleitsystemen möglich sind. Mit der Arbeit soll ein Beitrag geleistet werden, diese Wissenslücke zu schließen. Da Befragungen im Straßenraum aufwändig sind, soll zu diesem Zweck eine sehr kompakte Umfrage gestaltet werden, die sich ausschließlich auf die jeweils letzte Pkw-Fahrt der Teilnehmenden bezieht. Diese soll über geeignete Online-Plattformen und Social-Media-Kanäle verbreitet werden, um auf diese Weise eine möglichst große Stichprobe zu erreichen. Nach der Durchführung der Umfrage sind die Ergebnisse auszuwerten und aufzubereiten. VuV Stand 06.07.2021 5
Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Nutzbarkeit von Cargo-Bikes für den Lieferverkehr • Bachelorarbeit Aufgabenstellung: • Masterarbeit KEP-Dienstleister (KEP = Kurier-, Express- und Paketdienste) (mit Visum- transportieren Sendungen mit geringem Gewicht (von etwa 2 kg bis 31 kg) Modellierung) und Volumen, wie z.B. Briefe, Päckchen und kleines Stückgut. Sie beliefen Unternehmen und private Haushalte. Für die Belieferung werden üblicherweise Lieferwagen der "Sprinter-Klasse" genutzt, die zwischen 10 und 17 Kubikmeter Transportvolumen transportieren können. Insgesamt sind derzeit in Deutschland etwa 140.000 Fahrzeuge für KEP-Lieferdienste im Einsatz (https://www.biek.de/presse/meldung/140-000-fahrzeuge-im-einsatz-für- über-sechs-millionen-kunden-täglich.html) Speziell für KEP-Lieferungen entwickelte Cargo-Bikes (z.B. https://berlin.onomotion.com/) können Fracht im Umfang von 2 Kubikmetern und 200 kg transportieren. Für KEP-Lieferungen werden Logistikkonzepte diskutiert, bei denen Pakete bzw. kleine Container an Mikrohubs von großen Fahrzeugen auf die kleinen Cargo-Bikes umgeladen werden. Die sogenannte "Letzte Meile" soll dann mit den Cargo-Bikes erfolgenden. In der Arbeit soll anhand typsicher Liefertouren (=Nachfragesituationen) die traditionelle Auslieferung mit Lieferwagen und die kombinierte Auslieferung (Lieferwagen + Cargo-Bike) verglichen werden. Für den Vergleich sollen u.a. folgende Kenngrößen differenziert nach Lieferwagen / Cargo-Bike abgeschätzt werden: • Zahl der erforderlichen Fahrzeuge • Fahrzeugkilometer • Fahrzeugstunden • Stellplatzbedarf • Energieverbrauch • erforderliche Größe der Zwischenlager Im Rahmen eine Bachelorarbeiten sollen die Abschätzungen mit einem Excel-Modell (oder ähnlich) erfolgen. Bei einer Masterarbeit soll zusätzlich eine Modellierung mit Visum durchgeführt werden. Siehe auch: https://www.biek.de/publikationen/studien.html VuV Stand 06.07.2021 6
Studentische Arbeiten
Titel: geeignet für
Geschwindigkeiten und Trajektorien von ÖPNV-Busverkehren • Bachelorarbeit
• Masterarbeit
Aufgabenstellung:
Die Verfügbarkeit vollautonomer Fahrzeuge wird auch für den öffentlichen
Verkehr große Veränderungen bedeuten. Vorteile für den ÖPNV verspricht
man sich dabei insbesondere durch die Möglichkeit, kleinere Fahrzeuge
einzusetzen, die einen höheren Takt oder flexiblere Bedienformen sowie
eine zeitliche Ausweitung des Angebots ermöglichen. Um das Ziel der
Stärkung des ÖPNV auch unter entsprechend veränderten
Rahmenbedingungen optimal verfolgen zu können, werden in diesem
Bereich derzeit unterschiedliche Forschungsvorhaben durchgeführt. Dabei
ist es wichtig, die neuen Angebotsformen in Modellen realistisch abbilden
zu können.
Zu diesem Zweck sollen im Zuge dieser studentischen Arbeit zunächst die
Fahrtverläufe des derzeitigen Realbetriebs von ÖPNV-Buslinien im Raum
Waiblingen detailliert erhoben und analysiert werden. Durch die Aufnahme
von GPS-Trajektorien der Busbewegungen soll beispielsweise erkannt
werden, welche Maximalgeschwindigkeiten erreicht werden, wie sich die
Einsatzzeit der Busse aus Fahrzeiten und Fahrgastwechselzeit
zusammensetzt und an welchen Stellen der zurückgelegten Routen
Zeitverluste entstehen.
Der Studierende soll ein Erhebungskonzept erarbeiten und die Erhebung
selbständig durchführen (u.a. Verteilen der GPS-Geräte auf die Fahrzeuge /
an die Fahrer). Im Anschluss sind die Geräte auszulesen, die Daten
aufzubereiten und zu analysieren. Der Lehrstuhl für Verkehrsplanung und
Verkehrsleittechnik stellt den Kontakt zum ÖV-Betreiber her und die
benötigten GPS-Geräte zur Verfügung.
VuV Stand 06.07.2021 7
Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Personenbeziehbarkeit von Haushaltsbefragungsdaten • Bachelorarbeit Aufgabenstellung: Haushaltsbefragungen sind eine der zentralen empirischen Grundlagen für die Verkehrsnachfragemodellierung. Um die Eigenschaften der erhobenen Wege detailliert erfassen zu können, ist die Erhebung möglichst exakter Geodaten notwendig. Da auch soziodemographische Daten erhoben werden, sind die Datensätze einer Haushaltsbefragung in aller Regel als personenbezogen eingestuft. Damit ergeben sich besondere Anforderungen an den Datenschutz, die die Durchführung einer geplanten Umfrage erschweren oder sogar verhindern. Im Rahmen der Arbeit sollen zunächst die Inhalte der regelmäßig in Deutschland durchgeführten Haushaltsbefragungen zur Erhebung des Verkehrsverhaltens ausgewertet werden und ggf. um zusätzliche relevante Wegeeigenschaften (z.B. Parkverhalten) ergänzt werden. Daraufhin soll nach Ansätzen gesucht werden, diese Daten in einer möglichst hohen Genauigkeit zu erfassen, ohne dass Personenbeziehbarkeit vorliegt (z.B. räumliche Unschärfe). Im Rahmen der Arbeit sollen drei Interviews mit Experten aus den Bereichen Verkehrserhebungen oder Datenschutz durchgeführt werden, in denen eine Einschätzung bezüglich der entwickelten Ansätze eingeholt wird. Titel: geeignet für Erforderliche Verkehrsnachfrage für ein SPNV-Angebot • Bachelorarbeit Aufgabenstellung: Der Schienenpersonennahverkehr (SPNV) bietet eine hohe Transportkapazität und ermöglicht so eine effiziente Beförderung vieler Fahrgäste. Überall dort, wo die Nachfrage geringer ist, werden im öffentlichen Verkehr Busse eingesetzt. Das gilt insbesondere für den Regionalverkehr im ländlichen Raum. In den vergangenen Jahrzehnten wurden hier viele Schienenstrecken stillgelegt, da Busangebote aufgrund der Instandsetzungsinvestitionen für den SPNV häufig wirtschaftlicher waren. Um verkehrspolitische Ziele im Bereich des Klimaschutzes und der Daseinsvorsorge zu erreichen, wird bundesweit eine Reaktivierung stillgelegter Schienenstrecken geprüft. Dabei stellt sich die Frage, ab welcher täglichen Verkehrsnachfrage ein SPNV-Angebot sinnvoll ist. In der Arbeit sollen die Angebotsqualität und die Betriebskosten von Busangeboten und Bahnangeboten beispielhaft ermittelt und verglichen werden, um so Aussagen über eine erforderliche Mindestnachfrage machen zu können. VuV Stand 06.07.2021 8
Studentische Arbeiten
Titel: geeignet für
Das Erreichen der deutschen Klimaziele bis zum Jahr 2030 im • Bachelorarbeit
Verkehrssektor
Aufgabenstellung:
Der Bundestag hat im Mai 2021 eine Änderung des Bundes-Klimaschutz-
gesetzes akzeptiert, in dem die bisherigen sektoralen Ziele noch einmal
verschärft wurden. Im Jahr 2030 soll im Verkehrssektor eine Minderung der
Treibhausgasemissionen von rund 45 % gegenüber dem Jahr 1990 erreicht
werden. Gleichzeitig wurde bereits mit den Annahmen des derzeit gültigen
Bundesverkehrswegeplans für 2030 das bisher gültige Minderungsziel von
40 % bei weitem verfehlt.
Im Rahmen der Arbeit sollen mithilfe eines einfachen Modells eine
Abschätzung getroffen werden, welche Entwicklungen in den Bereichen
Fahrzeugtechnologie und Verkehrsnachfrage notwendig wären, um das
angestrebte Ziel zu erreichen. Das Modellgerüst wird der die Arbeit
durchführenden Person zur Verfügung gestellt. Die Aufgabe besteht in
einem ersten Schritt in einer Validierung des Modells. Dafür soll das Modell
mit historischen Daten für weitere in der Vergangenheit liegende
Stützpunkte angewandt werden und mit der Berechnungs- und
Bilanzierungsmethodik der Treibhausgas-Berichtserstattung (Bilanzierung
nach Kyoto-Protokoll) des Bundes abgeglichen werden. Im zweiten Schritt
sollen drei Szenarien für Entwicklungspfade bis zum Jahr 2030 entworfen
werden. Zu diesem Zweck sind Prognosen über mögliche zukünftige
Entwicklungen zu recherchieren und nach Möglichkeit einzelne
Experteninterviews mit Personen, die im Bereich der Verkehrsplanung und
der Antriebs- und Fahrzeugtechnologie tätig sind, zu führen.
20%
10%
CO2-Ausstoß im Straßenverkehr in Deutschland
rel. zu 1990 Kyoto-Berichterstattung
0%
?
-10%
-20%
-30%
-40%
-50%
1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035
Historische Entwicklung Zielwerte Modellwerte
VuV Stand 06.07.2021 9
Studentische Arbeiten
Titel: geeignet für
Eigenschaften städtischer Netze – Analyse mit OSM-Daten • Masterarbeit
Aufgabenstellung: • Visum-Kenntnisse
OpenStreetMap (OSM) bietet Straßennetzdaten für ganz Deutschland. Die
Daten können nach Visum exportiert und dann in Visum um ebenfalls frei
zugängliche Einwohnerdaten ergänzt werden. Auf diese Weise lassen sich
Netzmodelle für viele Städte weitgehend automatisiert erstellen. Diese
Datengrundlage soll genutzt werden, um Kenngrößen städtischer
Straßennetze zu ermitteln und auf diese Weise die Eigenschaften der
Städte zu vergleichen. Nachfolgende Tabelle zeigt mögliche Kenngrößen.
Netzlänge differenziert nach Streckentyp
Netzlänge: Anteile Anteile der Streckentypen* an der Gesamtnetzlänge
Netzlänge: Bevölkerung Netzlänge bezogen auf die Bevölkerungszahl
Netzabschnittslänge Länge zwischen zwei Knoten gleicher
Straßenhierarchie
(ermöglicht Aussagen zur Maschengröße)
Netzabschnittslänge: Verteilung der Netzabschnittslängen
Verteilung und Mittelwert (z.B. 25% der Netzabschnittslängen im
Hauptstraßennetz sind kürzer als 500m)
Netzdichte Netzlänge bezogen auf die Gesamtfläche und die
Siedlungsfläche
Gebiete mit Tempo-30-Zonen: Anzahl der geschlossenen Gebiete mit einer
Anzahl zulässigen Höchstgeschwindigkeit 30 km/h
Gebiete mit Tempo-30-Zonen: Anteil der Bevölkerung in Tempo-30-Zonen
Bevölkerung
Fahrtweite für die Anbindung Fahrtweite vom Wohnstandort zum übergeordneten
zum übergeordneten Netz: Netz differenziert nach Streckentyp*
Verteilung und Mittelwert
Fahrtweite für die Verbindung Fahrtweite vom Wohnstandort zum nächsten
zu Zentren: Verteilung und städtischen Zentrum differenziert nach den Stufen I,
Mittelwert II, III und IV
(ermöglicht Aussagen, welcher Anteil auf der
Fahrtweite auf das nachgeordnete Netz entfällt)
Umwegigkeit: Verteilung und Fahrtweite bezogen auf die Luftlinienweite und die
Mittelwert entfernungskürzeste Route
(ermöglicht Aussagen zu vermeidbaren
Verkehrsaufwänden)
Hauptstraßennetz Stuttgart Freiburg München
VuV Stand 06.07.2021 10Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Netzkategorisierung nach RIN für Stadtregionen mit OSM-Daten • Masterarbeit Aufgabenstellung: • Visum-Kenntnisse Straßen dienen der Verbindung, der Erschließung und dem Aufenthalt. Eine wesentliche Aufgabe der Netzplanung besteht darin, diese Funktionen für vorhandene oder geplante Verkehrswege festzulegen. Aus der Funktion leiten sich dann Anforderungen an die Gestaltung des Verkehrsweges ab. Die Richtlinien für integrierte Netzgestaltung RIN bieten eine Methode zur Ermittlung der Funktionen von Verkehrswegen: • Die Bedeutung eines Verkehrsweges ergibt sich aus der Zentralität der zu verbindenden Orte. Dazu definieren die RIN sechs Verbindungsfunktionsstufen (VFS 0 bis V). • Die Anforderungen aus dem verkehrswegeseitigen Umfeld eines Verkehrsweges ergeben sich aus der Lage (außerhalb / innerhalb bebauter Gebiete). Bei Straßen wird zusätzlich berücksichtigt, ob die Straße anbaufrei oder angebaut ist. Das Umfeld wird damit in den RIN durch sogenannte Kategoriengruppen klassifiziert. • Die Kombination von Verbindungsfunktionsstufe und Kategoriengruppen führt dann zu einer Verkehrswegekategorie. Die RIN-Methode zur funktionalen Gliederung ist ein bewährtes Instrument zur Gestaltung zwischengemeindlicher Verkehrswegenetze. Die Anwendung der RIN auf innergemeindliche Netze ist zwar grundsätzlich vorgesehen, es bestehen aber wenig Erfahrungen in der Anwendung. In dieser Arbeit sollen OpenStreetMap-Daten (OSM) genutzt werden, um Visum-Netzmodelle für mehrere Stadtregionen zu erstellen. Dann soll die RIN-Methode für die Stadtregionen angewendet werden. Dazu sollen Luftliniennetze für jede Verbindungsfunktionsstufe erzeugt und auf das Straßennetz umgelegt werden. Die resultierenden Ergebnisse sollen mit der exzitierenden Straßenhierarchie verglichen werden. Der Vergleich soll Aussagen ermöglichen, ob wie gut die RIN-Methode die tatsächliche Straßennetzkategorisierung einer Stadt wiedergeben kann. Die erforderlichen Tools für die Netzkategorisierung werden bereitgestellt. VuV Stand 06.07.2021 11
Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Isochronen und Iso-Angebotsqualitätsstufen in Verkehrsnetzen • Masterarbeit Aufgabenstellung: • Visum-Kenntnisse Für die Isochronen sind Linien gleicher Zeit. Sie verbinden alle Punkte eines Verkehrsnetzes, die in gleicher Zeit von einem Ausgangspunkt erreichbar sind. Isochronen eignen sich für die Visualisierung der Erreichbarkeit eines Ortes im Netz. Nachstehende Abbildung zeigt Isochronen für ein ÖV-Netz (Bild links). Dargestellt sind Orte, die in 15, 30, 45, 60, 90 oder 120 Minuten von einer Quelle (blauer Punkt) erreicht werden können. Das rechte Bild zeigt keine Isochrone, sondern eine Bewertung der Reisezeit (Iso-Angebotsqualitätsstufen) anhand der Luftliniengeschwindigkeit nach den Richtlinien für integrierte Netzgestaltung (RIN). Ein Ort, der nur in 60 Minuten erreichbar ist, erhält dann eine gute Bewertung, wenn er auseichend weit entfernt liegt. Das Bild zeigt eine gute Bewertung für Orte, die an der Schiene liegen. Isochronen können mit der Verkehrsplanungssoftware Visum erzeugt werden. Um Iso-Angebotsqualitätsstufen zu bestimmen, muss die Software um geeignete Skripte (VBA oder Python) erweitert werden. In der Arbeit sollen folgende Aufgaben bearbeitet werden: • Übliche Darstellungsformen der Erreichbarkeit zusammenstellen • Erstellung eines Skriptes zur Ermittlung von Iso-Angebotsqualitätsstufen • Erstellung von Isochronen und Iso-Angebotsqualitätsstufen für die Mittelzentren der Region Stuttgart für den Pkw und den ÖV mit dem Verkehrsnachfragemodell der Region Stuttgart. • Optional: Isochronen und Iso-Angebotsqualitätsstufen für alle Mittelzentren in Deutschland im Pkw-Verkehr VuV Stand 06.07.2021 12
Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Methoden zur Ermittlung der der Kenngrößen im Zellbinnenverkehr • Masterarbeit Aufgabenstellung: • Visum-Kenntnisse In makroskopischen Verkehrsnachfragemodellen werden die Kenngrößen und die Nachfrage für Relationen in Matrizenform vorgehalten. Die Hauptdiagonale der Matrix bildet dabei den Zellbinnenverkehr oder intrazonalen Verkehr ab. Für diesen Teil der Nachfrage liegen keine berechenbaren Kenngrößen der Angebotsqualität (Zeit, Entfernung) vor und die Nachfrage wird nicht auf das Netz umgelegt. Um Kenngrößen für die Hauptdiagonale zu ermitteln, sind verschiedene Methoden denkbar: • Zeit = 0,5 (Zeit zu benachbarten Zellen) • Zeit abgeleitet aus der Fläche der Verkehrszelle • Zeit abgeleitet aus der Straßennetzlänge der Verkehrszelle • Simulationsbasierte Verfahren, die die Zelle in weitere Unterzellen aufteilen In der Arbeit sollen (1) Methoden aus der Literatur dokumentiert werden, (2) die Methoden in das Verkehrsnachfragemodell der Region Stuttgart implementiert und (3) die Ergebnisse miteinander verglichen werden. VuV Stand 06.07.2021 13
Studentische Arbeiten
Titel: geeignet für
Überprüfung von Siedlungsstrukturdaten für die Verwendung in • Bachelorarbeit
Verkehrsnachfragemodellen
• Masterarbeit
Aufgabenstellung:
Verkehrsnachfragemodelle bestimmen die Anzahl der Ortsveränderungen,
die die Verkehrsteilnehmenden im Verkehrsnetz durchführen. Sie bilden
hierfür die Entscheidungsprozesse von Menschen nach, die zu
Ortsveränderungen führen. Die Qualität eines Verkehrsnachfragemodells
wird maßgeblich von der Qualität der Eingangsdaten bestimmt.
Eine wesentliche Art von Eingangsdaten sind sogenannte
Siedlungsstrukturdaten. Siedlungsstrukturdaten umfassen die
Siedlungsflächen, die Einwohnerdaten differenziert nach Altersklassen und
die Standortdaten von Aktivitätenorten mit zugehörigen Eigenschaften
(Arbeitsstandorte / Arbeitsplätze, Schulstandorte / Schulplätze,
Einkaufsstandorte / Größenklasse).
Siedlungsstrukturdaten sollten – so wie alle Eingangsdaten – beim Aufbau
des Verkehrsnachfragemodells auf ihre Qualität hin untersucht werden.
Folgende Analysen sollten im Zuge der Qualitätssicherung der
Siedlungsstrukturdaten durchgeführt werden:
• Prüfung der Siedlungsdichte (Einwohner bezogen auf die
Siedlungsfläche) auf Zellenebene,
• Prüfung der Arbeitsplatzdichte (Arbeitsplatzdichte bezogen auf die
Siedlungsfläche) auf Zellenebene,
• Prüfung des Verhältnisses der Arbeitsplätze pro Einwohner und der
Erwerbstätigen pro Arbeitsplatz auf Gemeindeebene,
• Prüfung des Verhältnisses der Schüler pro Schulplätze auf
Gemeindeebene,
• Vergleich der aggregierten Siedlungsstrukturdaten (Einwohner,
Beschäftigte am Arbeitsplatz) auf Gemeindeebene mit Daten der
statistischen Ämter,
• stichprobenhafte Prüfung der Einzeldatensätze, wenn Standortdaten als
Einzelpunkte (POI) vorliegen und
• visuelle Prüfung mit Hilfe von Dichtekarten.
Im Rahmen der Arbeit soll einer Bewertungsmethodik für die
Qualitätsprüfung von Siedlungsstrukturdaten unter Einbeziehung der oben
genannten Analysen erarbeitet werden.
VuV Stand 06.07.2021 14Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Ermittlung repräsentativer Zugangs-, Abgangs- und Parksuchzeiten im • Bachelorarbeit Pkw-Verkehr Aufgabenstellung: Reisezeiten sind eine wichtige Kenngröße zur Bewertung der Angebotsqualität in Verkehrsnetzen. Die Reisezeit umfasst den Zeitaufwand für eine Ortsveränderung von der Startadresse bis zur Zieladresse. Sie setzt sich damit aus folgenden Komponenten zusammen: • Zugangszeit: Gehzeit von der Startadresse bis zum Einstiegspunkt in das Fahrzeug. • Beförderungszeit: Zeitaufwand für die Fahrt vom Einstieg in das Fahrzeug bis zum Ausstieg aus dem Fahrzeug. Die Beförderungszeit enthält damit ggf. auch den Zeitaufwand für eine Parkplatzsuche. • Abgangszeit: Gehzeit vom Ausstiegspunkt aus dem Fahrzeug bis zur Zieladresse. Für die Bewertung verkehrsplanerischer und verkehrstechnischer Maßnahmen erfolgt die Ermittlung der Reisezeiten nicht mikroskopisch für Einzelpersonen von einer Startadresse zu einer Zieladresse, sondern makroskopisch für einen Verkehrsstrom von einer Startverkehrszelle zu einer Zielverkehrszelle. Die Reisezeit einer Quelle-Ziel Relation repräsentiert dann einen mittleren Zeitaufwand über alle Verkehrsteilnehmer dieser Relation. Ziel der Arbeit ist es, typische Zugangs-, Abgangs- und Parksuchzeiten im Pkw-Verkehr unter bestimmten Randbedingungen (z.B. Lage im Netz, Bebauungsdichte u.ä.) zu ermitteln. Für die Ermittlung der Zeiten soll eine Befragung konzipiert werden. Im Rahmen einer straßenseitigen Befragung der Pkw-Fahrer an den Fahrzeugabstellplätzen sollen Fahrer, die gerade ihr Fahrzeug betreten oder verlassen, nach folgenden Daten befragt werden: • Startadresse und Zieladresse, • Fahrtroute inkl. Parksuchverkehr (evtl. anhand einer Karte), • Parkplatzsuchzeit und Fahrtzeit, • Gehzeit zwischen Fahrzeug und Startadresse bzw. Zieladresse. Die Befragungen sollen sowohl in Parkhäusern als auch im öffentlichen Straßenraum stattfinden. VuV Stand 06.07.2021 15
Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Qualität und Abdeckung der Google-Maps Routendaten für den • Masterarbeit öffentlichen Verkehr Aufgabenstellung: Mit dem in Google-Maps integrierten Routenplaner ist es möglich, nach Verbindungen mit öffentlichen Verkehrsmitteln zu suchen. In Deutschland sind nicht alle Angebotsdaten des öffentlichen Personennahverkehrs hinterlegt. Begründet liegt es in der Bereitschaft jedes Nahverkehrsunternehmen seine Daten Plattformen wie Google Maps zur Verfügung zu stellen. Ortsabhängig kann es deswegen vorkommen, dass keine Verbindung gefunden wird. Es suggeriert, dass kein ÖV-Angebot vorhanden ist, obwohl Nahverkehrsunternehmen das Gebiet bedienen. Weiterhin ist die Verbindungssuche im öffentlichen Verkehr komplexer als die Routenwahl für den Individualverkehr, da neben der Reisezeit und Routenlänge weitere Parameter für die Attraktivität der Verbindung von Relevanz sind (z.B. Abfahrtszeitpunkt, Umsteigehäufigkeit). Um geeignete Verbindungen vorzuschlagen, müssen somit zusätzliche Annahmen getroffen werden; die Vorschläge können sich von Auskunftssystem zu Auskunftssystem deutlich unterscheiden. Ziel der Masterarbeit ist es, eine Methode zu entwickeln, die es ermöglicht, die räumliche Abdeckung der ÖPNV-Daten durch Google-Maps in Deutschland gemeindescharf zu bestimmen und zu visualisieren. Zudem soll untersuchen, welche Unterschiede in den Ergebnissen der Verbindungssuche zwischen den Informationsplattformen der Verkehrsunternehmen und Google Maps besteht. VuV Stand 06.07.2021 16
Studentische Arbeiten
Titel: geeignet für
Ermittlung routenbezogener Fahrtzeiten aus streckenbezogenen • Masterarbeit
Floating-Car-Daten – Untersuchungen mit einer mikroskopischen
• Kenntnisse Vissim
Verkehrsflusssimulation
bzw. Verkehrs-
Aufgabenstellung: flusssimulation
Für die Analyse von Verlustzeiten für einen Streckenzug sind gemessene
Fahrtzeitverteilungen erforderlich. Bei den Fahrtzeitdaten muss dabei
zwischen der Fahrtzeit eines Einzelfahrzeuges und aggregierten
Fahrtzeiten aus Mengen von Einzelfahrzeugen unterschieden werden:
• Fahrtzeit eines Einzelfahrzeugs:
Für ein Einzelfahrzeug kann aus der Zeit-Weg-Trajektorie des Fahr-
zeuges die Fahrtzeit für jeden Teil der Fahrt bestimmt werden.
• Fahrtzeitverteilungen:
Aus den Zeit-Weg-Trajektorien einer Menge von Einzelfahrzeugen
ergeben sich Fahrtzeitverteilungen. Aus Zeit-Weg-Trajektorien können
Verteilungen für unterschiedliche Bezugsebenen (Teilstrecke, Strecke,
Netzabschnitt) und Zeiträume ermittelt werden. Kommerzielle Anbieter
von FCD liefern keine Zeit-Weg-Trajektorien von Einzelfahrzeugen,
sondern Fahrtzeitverteilungen für Teilstrecken, die nach Tagen und
Tageszeiträumen differenziert werden.
• Mittlere Fahrtzeit:
Die mittlere Fahrtzeit ergibt sich aus dem arithmetischen Mittel der
Fahrtzeiten aller Einzelfahrzeuge eines Zeitraums für eine räumliche
Bezugsebene.
• Fahrtzeitperzentile: Ein Fahrtzeitperzentil entspricht der Fahrtzeit, die
von einem Anteil P aller Fahrzeuge unterschritten wird.
Ziel der Arbeit ist es unter Nutzung einer mikroskopischen
Verkehrsflusssimulation den Zusammenhang bzw. den Unterschied
zwischen Fahrtzeiten für einen Streckenzug zu ermitteln, die mit zwei
Methoden bestimmt werden:
1. Fahrtzeiten und Fahrzeitverteilungen aus der kompletten
Fahrzeugtrajektorie. Diese Fahrtzeiten können der
Verkehrsflusssimulation direkt entnommen werden. Aus der Menge
aller Fahrzeugtrajektorie wird dann eine Fahrtzeitverteilung erstellt.
2. Fahrzeitverteilungen durch das Aufsummieren von Teilstrecken-
Fahrtzeiten aus Geschwindigkeitsperzentilen: Dazu müssen in der
Verkehrsflusssimulation die Fahrtzeiten der Einzelfahrzeuge für jede
Teilstrecke gemessen werden. Dann werden die Fahrtzeiten für
verschiedene Perzentile (z.B. 10%, 25%, 50%, 75%, 90%)
aufsummiert. Die so ermittelten Fahrtzeiten werden mit den Fahrtzeiten
aus den Fahrzeugtrajektorien verglichen.
VuV Stand 06.07.2021 17Studentische Arbeiten Themen Eignung Titel: geeignet für Matrix des Schiffverkehrs • Bachelorarbeit Aufgabenstellung: • Masterarbeit Die Zahl der Frachtschiffe und Tanker, die auf den Weltmeeren für den Transport von Waren unterwegs sind, ist mit relativ klein (z.B. 16.500 Containerschiffe). Jedes Schiff ist zwischen zwei Häfen häufig mehrere Wochen unterwegs. In der Arbeit soll versucht unter Nutzung öffentlich zugänglicher Quelle (z.B. http://www.schiffsradar24.net) eine Matrix (Starthafen – Zielhafen) aller Schifffahrten von Frachtschiffen und Tanker zu erstellen und die Frachtmenge (TEU = Twenty-foot Equivalent Unit, ein Maß für Kapazitäten von Containerschiffen und Hafenumschlagsmengen) abzuschätzen. In einer Masterarbeit soll die Matrix zusätzlich in VISUM abgebildet werden. Dazu ist ein geeignetes Netzmodell mit Häfen und Schifffahrtsrouten zu erstellen. VuV Stand 06.07.2021 18
Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Vergleich der Softwaresysteme Aimsun und Visum/Vissim • Masterarbeit Aufgabenstellung: • Visum oder Vissim Für die Analyse der Wirkungen verkehrlicher Maßnahmen werden Kenntnisse Verkehrsmodelle eingesetzt. Ein in Deutschland weitverbreitetes vorteilhaft Programmsystem ist Visum / Vissim, das auch am Lehrstuhl genutzt wird. Visum wird dabei für die netzweite Planung eingesetzt und ermittelt die Verkehrsnachfrage im Personenverkehr durch die Nachbildung der Entscheidungen zur Aktivitätenwahl, Zielwahl, Moduswahl und Routenwahl (= 4-Stufen-Algorithmus). Vissim bildet den Verkehrsfluss für Streckenzüge oder einzelne Knoten ab. Beide Programme können miteinander gekoppelt werden, sie sind aber nicht integriert. Das Programmsystem Aimsun geht hier einen anderen Weg. Ausgehend von einer Verkehrsflusssimulation wurde das System zu einem Programm für die Nachfragemodellierung ausgebaut. In der Arbeit soll die Funktionalität der beiden Programmsysteme verglichen werden. VuV Stand 06.07.2021 19
Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Leistungsfähigkeitsanalysen mit automatisierter Objektdetektion • Masterarbeit Aufgabenstellung: Mit der Technologie von neuronalen Netzen und Machine Learning (ML) ist die automatisierte Objektdetektion möglich geworden. In der Wissenschaft gibt es bereits zahlreiche Anwendungsfelder solcher Techniken. Sie reichen von der Gesichtserkennung bis zur Spracherkennung oder der verbesserten Suche in Kartendiensten. Auch in der Verkehrswissenschaft und der notwendigen Verkehrserhebung eröffnet es neue Möglichkeiten. Die Objekterkennung kann genutzt werden, um z.B. Verkehrsteilnehmer zu erfassen. Daraus lassen sich Verkehrsstärken bestimmen, Abbiegeanteile ableiten oder die Fahrzeugzusammensetzung erfassen. Mit der OpenDataCam Projekt (https://opendatacam.moovellab.com/) verfügt der Lehrstuhl über erste Erfahrung bei der Erfassung von Fahrzeugdaten mit ML. Aufbauend auf dieser Erfahrung soll jetzt für einen Knotenpunkt eine verkehrstechnische Untersuchung durchgeführt werden. Dabei sollen folgende Arbeitsschritte durchgeführt werden: • Erfassung der Verkehrsströme (Zählwerte je Strom) für einen ausgewählten Knoten mit der OpenDataCam • Erfassung der Fahrzeugtrajektorien (Einzelfahrzeuge) für einen ausgewählten Knoten mit der OpenDataCam • Ermittlung der Fahrtzeiten und Verlustzeiten durch eine Auswertung der Fahrzeugtrajektorien. • Ermittlung der Verlustzeiten nach HBS aus den Verkehrsstärken. VuV Stand 06.07.2021 20
Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Wirkungen von Ridehailing-Systemen • Bachelorarbeit Aufgabenstellung: • Masterarbeit Beim Ridehailing (z.B. Uber) wird ein Fahrer angefordert, der einen Kunden • Access Kenntnisse von einem frei definierbaren Quellort zu einem frei definierbaren Zielort erforderlich befördert. Von den klassischen Taxidiensten unterscheidet sich Ridehailing durch die Eigenschaft, dass die Fahrt nach Möglichkeit mit anderen Kunden geteilt wird, um Kosten zu sparen. Im Gegensatz zum Ridesharing oder Ridepooling wird das Ridehailing kommerziell betrieben, wodurch zusätzliche Fahrzeugfahrten entstehen. In der Arbeit sollen Aussagen zu den Wirkungen dieser Dienste gemacht werden. Dazu werden Daten über Ridehailing-Fahrten in Chicago zur Verfügung gestellt. Die Daten enthalten für durchgeführte Fahrten u.a. folgende Informationen: Quelle, Ziel, Startzeit, Endzeit, Besetzungsgrad, Kosten. Diese Daten sollen im Hinblick auf die Fahrzeug- und Leerkilometer, die mittlere Fahrtweite, die mittlere Fahrtzeit, tageszeitabhängige Kosten, die Poolingrate (=Besetzungsgrad), die Tageszeit und die räumliche Lage (Innenstadt, Randbereich) ausgewertet werden. VuV Stand 06.07.2021 21
Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Einfluss eines flächendeckenden Ridepooling-Angebots auf die • Masterarbeit Moduswahl Aufgabenstellung: Verkehrsnachfragemodelle bilden die Entscheidungsprozesse nach, die zu Verkehr im Verkehrsnetz führen. Der klassische Vier-Stufen-Algorithmus unterscheidet im Personenverkehr die Modellstufen Verkehrserzeugung, Zielwahl, Moduswahl und Routenwahl. In typischen Verkehrsmodellen, wie beispielsweise dem Verkehrsnachfragemodell der Region Stuttgart, werden in der Moduswahl zumeist die Modi Pkw, Pkw-Mitfahrer, ÖV, Rad und Fuß unterschieden. Ridepooling wird bisher nicht berücksichtigt, da der Anteil der Wege, die mit diesem Verkehrsmittel zurückgelegt werden, sehr gering ist. Die Hoffnung auf voll automatisierte Fahrzeuge lässt Ridepooling-Angebote jedoch immer attraktiver und wirtschaftlicher erscheinen. Es stellt sich die Frage, wie sich ein flächendeckendes Ridepooling-Angebot auf die Verkehrsnachfrage in einem Untersuchungsraum auswirkt. Ziel der Arbeit ist es, ein Moduswahlmodell zu erstellen, das Ridepooling als Alternative berücksichtigt. Dazu soll auf Grundlage der im Verkehrsnachfragemodell der Region Stuttgart verwendeten Nutzenfunktionen eine Stated-Preference-Befragung erstellt und durchgeführt werden, die Ridepooling als zusätzliche Alternative zu den bestehenden Modi berücksichtigt. Die Erstellung des Fragebogens erfolgt mit Hilfe der Software Ngene. Basierend auf den Ergebnissen der Befragung sollen anschließend neue Nutzenfunktionsparameter geschätzt werden, die Ridepooling in der Moduswahl berücksichtigen. VuV Stand 06.07.2021 22
Studentische Arbeiten
Titel: geeignet für
Kapazität von Verknüpfungspunkten beim Umstieg von ÖV- • Masterarbeit
Fahrzeugen mit hoher Kapazität auf Sammeltaxis oder autonome
• Absolvierung des
Sharingfahrzeuge
Moduls
Aufgabenstellung: Verkehrsfluss-
An Fernbahnhöfen steigt heute ein relativ kleiner Teil der Fahrgäste vom modelle
Schienenverkehr auf Taxis um. Dabei soll bzw. muss der Fahrgast das
erste Fahrzeug in der Warteschlange der Taxis nutzen.
Wenn man einen Zustand unterstellt, bei dem eine deutlich größere Zahl
von Fahrgästen nach der Ankunft eines Zuges mehr oder weniger
gleichzeitig auf Taxis umsteigt, wird es zu Abfertigungsproblemen kommen.
Dieser Fall kann z.B. dann eintreten, wenn die Taxinutzung durch
autonome Fahrzeuge deutlich preiswerter wird oder, wenn Busse durch
autonome Ridesharingfahrzeuge ersetzt werden. Dann müssen Fahrgäste
mit dem gleichen Ziel in möglichst kurzer Zeit in das passende Taxi gelotst
werden. Die Abfertigung der Fahrgäste und die Ausfahrt der Fahrzeuge
kann dann nicht mehr sequentiell mit einer Warteschlange erfolgen,
sondern erfordert parallele Abfertigungsprozesse. Das stellt neue, bisher
unbekannte Anforderungen an die Abfertigungsanlagen. Außerdem fehlen
Aussagen, welche Fahrgast- bzw. Fahrzeugzahlen auf diese Weise pro
Zeiteinheit abgefertigt werden können.
Ziel der Arbeit ist es, durch eigene Überlegungen und mikroskopische
Verkehrsflusssimulationen Aussagen zur Gestaltung und zur
Leistungsfähigkeit von derartigen Verknüpfungspunkten zu machen
VuV Stand 06.07.2021 23Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Untersuchung der Symmetrie von Wegeketten und Netzbelastungen • Masterarbeit Aufgabenstellung: • VISUM-Kenntnisse Viele Verkehrsplaner erwarten, dass die Verkehrsstärken der beiden • Access- Fahrtrichtungen einer Strecke im Tagesmittel ähnlich sind. Diese Erwartung Kenntnisse ergibt sich u.a. aus der Beobachtung, dass ein großer Anteil aller Wegeketten genau einen Aktivitätenort umfasst (Wohnen-Arbeit-Wohnen). Auch bei komplexeren Wegeketten mit zwei oder mehr Aktivitätenorten (Wohnen-Arbeit-Einkauf-Wohnen) können die Aktivitätenorte auf „einer Linie“ oder entlang einer Route liegen und so zu symmetrischen Belastungen führen. Ziel der Arbeit ist es auf der Ebene der Wegeketten und auf der Ebene der Netzbelastungen die Symmetrie der Verkehrsnachfrage zu untersuchen. • Wegeketten: Es sollen die Wegeketten einzelner Personen, die in aus Haushaltsbefragungen erfasst wurden, auf Symmetrie untersucht werden. • Netzbelastungen: Es sollen Umlegungsrechnungen mit dem Verkehrsnachfragemodell der Region Stuttgart durchgeführt werden. Dabei sollen die Symmetrie der Belastungen für zwei Fälle untersucht werden: (1) die Nachfragematrix wird vor der Umlegung nicht symmetrisiert, (2) die Nachfragematrix wird vor der Umlegung symmetrisiert VuV Stand 06.07.2021 24
Studentische Arbeiten
Titel: geeignet für
Vergleich von IV-Umlegungsverfahren • Masterarbeit
Aufgabenstellung: • Visum Kenntnisse
In der Vorlesung Verkehrsplanung und Verkehrsmodelle werden verschiede
Umlegungsverfahren vorgestellt (siehe Bild). In der Arbeit sollen die
Ergebnisse der Umlegungsverfahren für verschiede Nachfragesituationen
(gering, mittel hoch) miteinander verglichen werden. Es wird erwartete, das
DUN und DUE sowie SUN und SUE im Fall von niedrigen Nachfragen
ähnliche Netzbelastungen liefern. Außerdem soll das Ergebnis einer DUE-
Umlegung mit einer Sukzessivumlegung mit sehr vielen Schritten (z.B. 100)
verglichen werden.
Die Untersuchungen sollen mit dem Verkehrsnachfragemodell der Region
Stuttgart durchgeführt werden.
Bezeichnung Kapazitäts Beschreibung
abhängig
Deterministic Uncongested nein Bestwegumlegung “Alles oder nichts Umlegung“:
Network Assignment (DUN) • Alle Verkehrsteilnehmer wählen die eine objektiv
widerstandkürzeste Route.
• Der Widerstand berücksichtigt bei den Zeiten nur die
Fahrzeiten im unbelasteten Netz.
Stochastic Uncongested nein Stochastische Umlegung im unbelasteten Netz:
Network Assignment (SUN) • Die Verkehrsteilnehmer wählen die für sie subjektiv
widerstandkürzeste Route.
• Der Widerstand berücksichtigt bei den Zeiten nur die
Fahrzeiten im unbelasteten Netz.
Deterministic User ja Deterministisches Nutzergleichgewicht:
Equilibrium (DUE) • Die Verkehrsteilnehmer verteilen sich so auf die Routen,
einer Quelle-Ziel-Beziehung, dass sie den objektiven
Widerstand minimieren.
• Der Widerstand berücksichtigt belastungsabhängige
Fahrzeiten
Stochastic User Equilibrium ja Stochastisches Nutzergleichgewicht
(SUE) • Die Verkehrsteilnehmer verteilen sich so auf die Routen,
einer Quelle-Ziel-Beziehung, dass sie ihren subjektiven
Widerstand minimieren.
• Der Widerstand berücksichtigt belastungsabhängige
Fahrzeiten
Klassifizierung von IV-Umlegungsverfahren.
VuV Stand 06.07.2021 25Studentische Arbeiten
Titel: geeignet für
Einfluss der Rundung von Verkehrsnachfragematrizen auf das • Masterarbeit
Umlegungsergebnis
• Visum Kenntnisse
Aufgabenstellung:
In der Verkehrsmodellierung werden Nachfragedaten in einer Matrix
gespeichert. Während mikroskopische Nachfragemodelle stets
Nachfragematrizen mit ganzzahligen Werten erzeugen (=Ortsveränderung
einer Person), generieren makroskopische Modelle nicht ganzzahligen
Nachfragewerte (= Wahrscheinlichkeiten von Ortsveränderungen). Das
führt zu zwei Fragestellungen:
• Wie stark unterscheiden sich die Ergebnisse einer Verkehrsumlegung
mit einer ganzzahligen und einer nicht ganzzahligen Matrix, wenn die
Zeilensummen der beiden Matrizen gleich sind.
• Wie kann man eine ganzzahlige Matrix so mit einem nicht ganzzahligen
Skalar (z.B. dem Anteil der Mitfahrer) multiplizieren, dass sich als
Ergebnis wieder eine ganzzahlige Matrix ergibt, deren Zeilen- und
Spaltensummen möglichst gut übereinstimmen.
Eine Literaturrecherche zu vorhandenen Verfahren bildet die Grundlage.
Hier kann auf ähnliche Fragestellungen z.B. aus der Politik (Hare-
Niemeyer) für die Aufteilung der Parlamentssitze zurückgegriffen werden.
Darauf aufbauend soll eine eigene Methodik entwickelt werden, die es
erlaubt aus einer Matrix einen bestimmten prozentualen Anteil zu ziehen
ohne dabei die Struktur der Matrix zu verlieren. Der dabei entstehende
Fehler soll möglichst gering ausfallen und die Aufteilungen in sich
konsistent bleiben.
VuV Stand 06.07.2021 26Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Optimale Netze für den ÖV – Entwurf von Lösungen für Beispielnetze • Bachelorarbeit Aufgabenstellung: • Masterarbeit mit Das Verkehrsangebot im ÖV hat die primäre Aufgabe, Fahrgäste zu VISUM befördern. Der ÖV soll darüber hinaus eine Alternative zum Pkw anbieten, da er verglichen mit dem Pkw auf einem Fahrweg gleicher Breite deutlich mehr Menschen als der Pkw befördern kann und ab einem durchschnittlichen Auslastungsgrad der Sitzplätze von rund 40% einen niedrigeren spezifischen Energieverbrauch pro Personenkilometer aufweist. Diese positiven Eigenschaften des ÖV dienen als eine Rechtfertigung öffentlicher Zuschüsse für den ÖV. Da bei einem Ausbau des ÖV die Kosten in der Regel stärker steigen als die Erlöse, müssen bei einer integrierten Planung im öffentlichen Verkehr die Wirkungen auf die Fahrgäste und die Wirkungen auf die Betreiber gleichermaßen berücksichtigt werden. Daraus ergibt sich die Fragestellung für die Arbeit: Wie sieht ein Angebot im öffentlichen Verkehr, das möglichst optimal ist? Ziel der Arbeit ist es für kleine Beispielnetze (das Bild zeigt ein Beispielnetz) und eine vorgegebene Verkehrsnachfrage Lösungen für ein ÖV-Angebot zu entwickeln. Eine Lösung enthält dabei den Linienplan, den Fahrplan und den Fahrzeugumlaufplan. VuV Stand 06.07.2021 27
Studentische Arbeiten Optimale Netze für den ÖV – Entwurf von Lösungen für Beispielnetze geeignet für mit Hilfe des Einsatzes von Optimierungssoftware • Masterarbeit Die Angebotsplanung für den öffentlichen Verkehr steht derzeit an einem • Visumkenntnisse Wendepunkt. Die planerischen entwickelten Planungsregeln der letzten Jahrzehnte werden durch mathematische Modelle ersetzt. In der Fahr-, Dienst- und Umlaufbildung können Optimierungsverfahren die Effizienz nachweislich steigern. Bei der räumlichen Planung neuer Linien und Linienwege haben sich algorithmische Verfahren bisher nicht durchgesetzt. Die planerische Expertise mit dem örtlichen Know-how ist zum bisherigen Zeitpunkt noch unersetzlich. Der Einsatz mathematischer Optimierungsmodelle zur Erstellung eines Liniennetzes mit zugehörigen Frequenzen (Takt der Linie) ist u.a. aus folgenden Gründen schwierig: • Jede Straße kann Bestandteil einer Buslinie sein. Das führt zu einem großen Lösungsraum bei der Erstellung neuer Linien. • Die Qualität der Linienwege entspricht häufig nicht den planerischen Vorstellungen. Bisherige algorithmische Lösungen nutzen meist sehr vereinfachte Linienwege auf der Basis von Bestwegen zwischen Endhaltestellen. • Aus planerischer Sicht sind möglichst gleichmäßig ausgelastete Linien wünschenswert. Optimierungsalgorithmen bauen deshalb häufig auf einem Linienpool auf, der potentielle Linien enthält. Aus dem Linienpool werden die Linien so gewählt, dass das Liniennetz eine Zielfunktion optimiert (z. B. minimale Kosten verursacht werden oder die Anzahl der Umsteigevorgänge minimal ist). Ziel der Arbeit ist es für kleine Beispielnetze und einer vorgegebenen Verkehrsnachfrage Lösungen für ein ÖV-Angebot zu entwickeln. Der Schwerpunkt liegt auf der Linienplanung: Es sind Linien mit der Verkehrsplanungssoftware Visum zu entwerfen, die der Optimierungssoftware LinTim1 als Linienpool übergeben werden. Dabei wird die Fragestellung untersucht, welche Eigenschaften einen „guten“ Linienpool definieren. 1 https://www.lintim.net/ VuV Stand 06.07.2021 28
Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Level of Service Konzepte für die Bewertung der Angebotsqualität im • Bachelorarbeit Verkehr (Englisch- Aufgabenstellung: kenntnisse Ähnlich wie im Bereich der schulischen und universitären Ausbildung, in der erforderlich) Leistungen mit Noten (z.B. Note 1 bis 6) bewertet werden, werden auch im Verkehrswesen für die Qualität des Angebots Noten vergeben. Da diese Bewertungskonzepte ursprünglich in den USA entwickelt wurden, hat sich das Notenschema A bis F durchgesetzt. Im angelsächsischen Sprachraum wird hierfür der Begriff Level of Service (LOS) verwendet. Im deutschen Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen HBS wird der Begriff Qualitätsstufen der Angebotsqualität (QSV) genutzt, in den Richtlinien für die integrierte Netzgestaltung RIN heißt es Stufen der Angebotsqualität (SAQ). Der LOS wird dabei zur Bewertung sehr unterschiedlicher Kenngrößen genutzt (z.B. Wartezeiten und Auslastungsgrad einer Verkehrsanlage im HBS, Luftliniengeschwindigkeit und Umsteigehäufigkeit einer Relation in den RIN). Ziel der Bachelorarbeit ist es, mit Hilfe einer Literaturauswertung Beispiele für die weltweite Anwendung des LOS-Konzepts im Verkehrswesen zusammenzustellen. So wird das LOS-Konzept in Australien beispielsweise auch für die Bewertung im Fußgänger- und Radverkehr und im amerikanischen Highway Capacity Manual (HCM) für die Bewertung der Verkehrssicherheit eingesetzt. Titel: geeignet für Analyse des kleinräumigen Routenwahlverhaltens im Kfz-Verkehr • Bachelorarbeit / Aufgabenstellung: Masterarbeit Kleinräumige Routenalternativen führen häufig durch das nachgeordnete Gruppenarbeit Straßennetz. Diese Routenalternativen werden regelmäßig genutzt, da sie (3 Personen) im Normal kürzer sind (z.B. Lenzhalde vs. oberer Herdweg) oder sie werden im Fall von Störungen auf der Hauptroute genutzt. Im Rahmen der Arbeit soll die Routenwahl für eine oder zwei Beispiele mit Hilfe von automatischen Kennzeichenerfassungssystemen erfasst und analysiert werden. VuV Stand 06.07.2021 29
Studentische Arbeiten Titel: geeignet für Verkehrsnetze für Räder mit besonderen Anforderungen an den • Masterarbeit mit Verkehrsweg Visum Aufgabenstellung: Radfahrer dürfen eine Straße dann ohne Einschränkungen befahren, wenn keine benutzungspflichtigen Radverkehrsanlagen vorhanden sind, wenn es sich bei der Straße nicht um eine Kraftfahrstraße (Zeichen 331 der Straßenverkehrsordnung) handelt und wenn es keine lokalen Radfahrverbote gibt. Diese Regeln gelten im Prinzip auch für Räder, die aufgrund ihrer Bauart breiter sind, z.B. Räder mit Anhängern oder Lastenräder. Bei Rikschas, mit denen Personen befördert werden sollen, ist die Regel unklar. Hier kann eine Ausnahmegenehmigung erforderlich sein. Aus planerischer und verkehrssicherheitlicher Sicht erscheint es unproblematisch, dass Rikschas Straßen mit einer Geschwindigkeitsbegrenzung von 30 km/h nutzen. Eine Ausnahme stellen Einbahnstraßen dar, die von Radfahrern in Gegenrichtung genutzt werden dürfen, da hier aufgrund der Straßenbreite keine Fahrzeugbegegnungen möglich sind. Allerdings existieren in Städten in der Regel keine zusammenhängenden Netze mit v=30 km/h. Ortsveränderungen zwischen zwei Stadtteilen werden deshalb meist auf Teilabschnitten das Hauptstraßennetz nutzen müssen, dass nur teilweise mit Radverkehrsanlagen ausgestattet ist. In der Arbeit soll das Verkehrswegenetz der Stadt Stuttgart im Hinblick auf die Eignung für Räder mit besonderer Anforderung untersucht werden. Dazu sollen im VISUM Verkehrsmodell der Region Stuttgart folgende Arbeitsschritte durchgeführt werden: • Attributierung des Streckennetzes für die Zwecke der Untersuchung (Markierung von Strecken, die nicht benutzt werden dürfen oder sollen). Die Attributierung soll in Abstimmung mit der Stadt so erfolgen, dass die Stadt die Daten nach Abschluss der Arbeit übernehmen kann. • Automatisierte Ermittlung möglicher Radrouten zwischen allen Verkehrszellen der Stadt Stuttgart (= Umlegung), so dass eine möglichst große Fahrtweite auf geeigneten Strecken entfällt. • Ausweisung der Netzlücken, d.h. der Strecken, die im Hauptstraßennetz benutzt werden müssen, um die Gebiete mit geeigneten Straßen (z.B. Tempo 30 Zonen) zu verknüpfen. • Beispielhafte Entwicklung von Lösungen für diese Netzlücken. VuV Stand 06.07.2021 30
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