QTDM - Quality of Travel Demand Models

Einflussgrößen auf die Qualität von makroskopischen Nachfragemodellen im Per-
sonenverkehr

„Alle Modelle sind falsch. Die wesentliche Frage ist, wie falsch Modelle sein müssen, um nicht
mehr nützlich zu sein.“ Diese Übersetzung einer Aussage von George E. P. Box beschreibt kurz
und prägnant die übergeordnete Fragestellung des beantragten Forschungsprojektes:
Welche Qualität müssen Verkehrsnachfragemodelle haben, damit man sie für die Zwecke
der Verkehrsplanung und Verkehrstechnik nutzbringend einsetzen kann?
Aus dieser übergeordneten Fragestellung ergeben sich die folgenden vier Forschungsfragen und
das wissenschaftliche Programm des Projektes. Ziel des Forschungsprojektes ist es, diese Fragen
für makroskopische Verkehrsnachfragemodelle des Personenverkehrs zu beantworten.

Wie kann man die Qualität eines Verkehrsnachfragemodells bestimmen?
Für die Messung der Qualität kommen unterschiedliche Kenngrößen (z.B. Verkehrsstärken und
Reisezeitverteilungen), statistische Fehlermaße und Plausibilisierungstests zum Einsatz. Im For-
schungsprojekt werden aus der Literatur und aus Modelldokumentationen mögliche Qualitätsmaße
und Qualitätstests zusammengestellt, die dann mit vorhandenen Daten und Modellen getestet
werden, so dass Aussagen zur Eignung als Qualitätsmaß möglich sind.

Mit welcher Methode lassen sich die Qualität von Verkehrsnachfragemodellen und
die Bedeutung einzelner Einflussgrößen für die Qualität ermitteln?

Um die Bedeutung der Einflussgrößen für die Qualität zu ermitteln, soll eine Methode entwickelt
werden, die Mobilitätsdaten der Grundgesamtheit, d.h. Mobilitätsmuster von Einzelpersonen, als
Referenzdaten verwendet. Diese Methode soll für mehrere kleine, virtuelle Beispielnetze und ein
reales Untersuchungsgebiet angewendet werden. Als Referenzdaten werden entsprechend virtuel-
le Netz- und Mobilitätsdaten erzeugt bzw. vorhandene reale Daten aufbereitet.

Welche Größen beeinflussen die Qualität eines Verkehrsnachfragemodells?
Die Qualität eines Verkehrsnachfragemodells wird von folgenden Größen beeinflusst:
1.    Genauigkeit der Strukturdaten
2.    Genauigkeit der Verkehrsangebotsdaten
3.    Genauigkeit der erfassten Verhaltensdaten
4.    Räumliche Segmentierung
5.    Segmentierung des Verkehrsangebots
6.    Segmentierung der Nachfrage
7.    Zeitliche Segmentierung
8.    Modellannahmen zur Nachbildung der Entscheidungsprozesse der Verkehrsteilnehmer
9.    Numerische Genauigkeit des Modells

Im Forschungsprojekt soll der Einfluss der Genauigkeit der Strukturdaten (Einflussgröße 1) und der
Verhaltensdaten (Einflussgröße 3), der Segmentierung des Raumes (Einflussgröße 4) und der
Verkehrsnachfrage (Einflussgröße 6) sowie der Modellannahmen zur Nachbildung der Entschei-
dungsprozesse der Verkehrsteilnehmer (Einflussgröße 8) untersucht werden.
Um die Komplexität der Untersuchung zu begrenzen, wird angenommen dass die Daten des Ver-
kehrsangebots (Einflussgröße 2) korrekt sind, d.h. dass insbesondere die Reisezeiten zwischen
den Aktivitätenorten (Verkehrszellen) der Realität entsprechen und bekannt sind. Damit wird der
sehr spezielle und umfassende Aspekt der Fahrzeitmodellierung (Zusammenhang zwischen Ver-
kehrsstärke und Fahrzeit im Kfz-Verkehr, Verspätungen im öffentlichen Verkehr) und der fahrzeit-
abhängigen Routenwahl ausgeklammert. Bedingt durch die Annahme bekannter Reisezeiten und
Fahrtrouten, wird auch auf eine Untersuchung der Einflussgrößen 5 (Segmentierung des Ver-
kehrsangebots) und 7 (Zeitliche Segmentierung) verzichtet. Fragen der numerischen Genauigkeit
eines Nachfragemodells betreffen in erster Linie die Konvergenz bei der Umlegung und bei der
Rückkopplung zwischen Umlegung und Ziel- bzw. Verkehrsmittelwahl. Diese Konvergenzprobleme
resultieren ebenfalls aus den verkehrsstärkeabhängigen Fahrzeiten und werden deshalb ausge-
klammert.

Welche Empfehlungen ergeben sich aus den Erkenntnissen für die Erstellung und
die Anwendung von Verkehrsnachfragemodellen?

Die Ergebnisse sollen so aufbereitet werden, dass in Abhängigkeit der geplanten Modellanwen-
dung (z.B. Beurteilung einer geplanten Verkehrsinfrastrukturmaßname, Bemessung einer ver-
kehrstechnischen Anlage) Mindestanforderungen an die Modellbildung, die Modelldatenversor-
gung, die Modellkalibrierung und Modellvalidierung formuliert werden.

Zuwendungsgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG

Zuwendungsempfänger:
*    Universität Stuttgart, Lehrstuhl für Verkehrsplanung und Verkehrsleittechnik
*    Technische Universität Dresden, Fachbereich Theorie der Verkehrsplanung

Projektlaufzeit: Oktober 2015 - September 2018