Simulation von Bewegungsdaten zum Test von Mobilitätsanwendungen

Im Rahmen des Projektes ANYMOS hat das FZI die Simulation realistischer Trajektorien basierend auf frei verfügbaren Datensätzen betrachtet und prototypisch implementiert.

Für verschiedene Anwendungsfälle bspw. In der Forschung sind realistische Bewegungsverläufe nötig. Aufgrund datenschutzrechtlicher Bestimmungen sind solche personenbezogenen Daten allerdings nicht frei verfügbar. Durch die Simulation anhand frei verfügbarer Daten, die z.B. durch Befragungen entstanden sind, können allerdings realitätsnahe Simulationen des Verkehrsverhaltens erstellt werden. Diese Simulationen können anschließend genutzt werden, um Trajektorien zu erhalten.

Durch die Verwendung der Verkehrssimulation SUMO können basierend auf Daten zur Verkehrsnachfrage realistische Trajektorien inklusive damit verbundener demografischer Daten erzeugt werden. Hierfür kann eine Reihe unterschiedlicher Inputdaten verwendet werden. Von reinen Origin-Destination Matrizen über Ergebnisse aus Verkehrsbefragungen, bis hin zu umfassenden Datasets aus Travel Demand Simulationen wie mobiTopp. Im Rahmen einer Werkzeugkette werden diese Inputdaten zu einer SUMO-Simulation verarbeitet, welche anschließend den Export von Trajektorien ermöglicht. Je nach verwendeten Inputdaten können diesen Trajektorien zusätzliche Attribute wie bspw. das Alter der jeweiligen Person oder Reisezweck zugeordnet werden. Um das für SUMO nötige Straßennetz zu erhalten, wird auf OpenStreetMap zurückgegriffen, für die Verwendung von öffentlichen Transportmitteln ist zusätzlich ein Import von GTFS-Dateien möglich. Eine beispielhafte Anwendung wäre somit die Verwendung von öffentlich verfügbaren Daten basierend auf den Ergebnissen der Befragung „Mobilität in Deutschland“. Diese liefert Informationen über die Häufigkeit von Wegen abhängig von Wegezwecken, Demografie oder den gewählten Verkehrsmitteln. Hieraus kann durch eine Vorverarbeitung unter Verwendung von OpenStreetMap eine Reihe von Wegen mit konkreten Start-Ziel-Koordinaten erstellt werden, welche dann mit einem Startzeitpunkt versehen werden. Diese Wege werden dann verwendet, um eine SUMO-Simulation zu erstellen. Zusätzlich stehen die Fahrpläne des öffentlichen Verkehrs in Form von GTFS-Dateien, sowie Kartendaten aus OpenStreetMap bereit, welche in die Simulation mit einfließen. Aus den Start-Ziel-Koordinaten kann SUMO konkrete Routen erstellen, welche dann in einem Simulationsdurchlauf aufgezeichnet werden. Die so erhaltenen Trajektorien können per ID wieder mit Metadaten wie dem Reisezweck in Verbindung gebracht werden.

Als Ergebnis besteht eine Werkzeugkette, die aus verschiedenen Inputdaten eine SUMO-Simulation und entsprechende Trajektorien erzeugen kann, welche abhängig von den verwendete Inputdaten über zusätzliche Metadaten verfügen. Eine Evaluation der Utility dieser Trajektorien, sowie eine weitergehende Parametrisierung für verschiedene Anwendungsszenarien steht noch aus.