Simulation eines Fahrrad-Sharing-Systems mit Hilfe der Systemdynamikmodellierung von AnyLogic

Simulation eines Fahrrad-Sharing-Systems mit Hilfe der Systemdynamikmodellierung von AnyLogic

Einleitung:

Nachhaltige Fahrradtransportsysteme haben große Erwartungen erzeugt. Zuletzt erregten sie im Bereich der Stadtplanung durch eine Milderung von Verkehrsstaus und einer Reduzierung von Lärm und Luftverschmutzung Aufsehen. Solche Fahrrad-Sharing-Systeme sind weit verbreitet und einfach zu benutzen. Kunden kommen zu einer Fahrradstation, verwenden ein Fahrrad für eine kurze Zeit und geben es an derselben oder einer anderen Fahrradstation zurück. Die Fahrräder werden weitestgehend ohne die Verpflichtung und die Verantwortung verwendet, die durch den Besitz eines Rades entstehen. Die Systeme werden im Allgemeinen durch die öffentliche Verwaltung gefördert und durch Werbefirmen, Transportbetreiber oder öffentliche Organisationen betrieben.

Problemstellung:

In Mexiko gibt es solche Systeme, wenngleich sie für große Städte recht unterentwickelt sind. Deshalb wurde diese Studie für die Stadt León, Guanajuato, die fünftgrößte Stadt in Mexiko, erstellt. Zunächst wurde die Stadt in 23 Makrogebiete eingeteilt, um dann die Anzahl der Personen abzuschätzen, die das eingesetzte System in jedem Bereich verwenden werden. Die Entwickler testeten das Modell anhand von großen Makrogebieten. Drei gefahrenträchtige Bereiche wurden anfänglich ausgeschlossen.

Die Modellierung half nicht nur dabei, die Spezifika aller Bereiche zu definieren, sondern auch bei der Bestimmung des Verhaltens der Personen bei der Benutzung des Fahrrad-Sharing-Systems. Die Studie wurde mit Unterstützung des Institute of Technology and Higher Education (ITESM) durchgeführt.

Lösung:

Simulationsmodell für Fußgängerverkehr

Das Projekt wurde mit Hilfe eines Systemdynamikansatzes konzipiert. In einem ersten Schritt nutzten die Entwickler ein dynamisches Simulationsmodell für die Evaluierung und die Bestimmung der idealen Anzahl an Fahrrädern sowie für die Identifizierung der Stationen mit der höchsten Beanspruchung. Bei der Planung der Eingabeparameter wurde die Absicht der Regierung, die Infrastruktur für Fahrräder zu verbessern, berücksichtigt, da ein städtisches Gremium sich das Ziel gesetzt hat, 220 Kilometer neuer Fahrradwege bis 2030 zu errichten. Nachdem die Faktoren bestimmt waren, die die Umweltauswirkungen des Fahrrad-Sharing-Systems bemessen, wurde das System durch die Entwickler dimensioniert, indem eine dynamische Systemperspektive eingenommen wurde, um seine Schwächen, seine Kapazität und die zugehörigen Kosten zu definieren. Zu den Eingabeparametern des Systems zählten:

Simulationsmodell für sozialen Prozess

Der erste Parameter war insbesondere für die am höchsten ausgelasteten Stationen bedeutsam, da das Fehlen von Fahrrädern oder Fahrradparkplätzen die Bindung gegenüber dem Fahrrad-Sharing-System negativ beeinflussen würde. Unter den festgelegten Parametern waren ein simulierter 16-Stunden-Tag, die Reisezeit und die Durchschnittsgeschwindigkeit (15 km/h). Drei Szenarien, mit einer erwarteten, einer hohen und einer niedrigen Nachfrage wurden getestet. Simulationswerkzeuge in AnyLogic halfen dabei, die graphische Animation zu verbessern, während die Multimethodenmodellierung für die hohe Flexibilität des Modells sorgte.

Ergebnisse:

Die Experimente mit dem Modell halfen dabei:

Die beiden nördlichen Teile von Leon, in denen viele Studenten leben, wurden dann für eine Umsetzung des Systems ausgewählt.

Projektpräsentation durch Karla M. Perez (ITESM)

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