Verkehrswesen

Im Gespräch mit Ulrike Leyn wollten wir den Blick auf Aufgaben im
heutigen Verkehrswesen richten. Wir begannen die Unterhaltung
damit, zu erkunden, auf welchem Weg Ulrike Leyn zum Verkehrswesen
gekommen ist und schließlich für das Thema Feuer gefangen hat. Am
Anfang stand wohl ihre Entscheidung für das Studienfach
Wirtschaftsingenieurwesen aus dem einfachen und sehr
nachvollziehbaren Grund, sich damit thematisch nicht so stark
festlegen zu müssen und im Anschluss sehr viele auch sehr
verschiedenartige Möglichkeiten des beruflichen Einstiegs zu
haben.


Im Wirtschaftsingenieurwesen gibt es je nach Universität
verschiedene Ausbildungsstrategien. An einigen muss man sich zu
Beginn auf eine Ingenieurdisziplin festlegen, die dann mit
ökonomischen Fächern kombiniert wird. In Karlsruhe ist die
Ausbildung jedoch ingenieurtechnisch sehr breit angelegt. Es
werden also Grundlagen für sehr verschiedene
Ingenieurwissenschaften im Studium gelehrt und erst in der
Vertiefung erfolgt eine Spezialisierung nach eigener Neigung.
Außerdem ist auch der Anteil zwischen ökonomisch ausgerichteten
und ingenieurstechnischen Fächern am Karlsruher Institut für
Technologie (KIT) je nach persönlicher Wahl stark variabel. Das
waren zwei Aspekte, die Ulrike Leyn darin bestärkten in Karlsruhe
zu studieren.


Für sie war es schließlich die Wahl der Fächerkombination
'Grundlagen der Raum- und Infrastrukturplanung', die zum ersten
Schritt in die Richtung Verkehrwsesen wurde. Die
Interdisziplinarität des Themas hat sie von Anfang an sehr
angesprochen. Deshalb schrieb sie schließlich auch ihre
Diplomarbeit am Institut für Verkehrswesen. Direkt im Anschluss
begann sie, als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut zu
arbeiten.


In ihrer jetzigen Tätigkeit im Verkehrswesen kann Ulrike Leyn vor
allem ausnutzen, dass sie im Studium gelernt hat, sich in sehr
viele verschiedene Probleme selbstständig einzuarbeiten. Außerdem
erwies sich ihre Tätigkeit als Tutorin der Vorlesung
Programmieren in Java als sehr hilfreich, um Simulationen
anzupassen und automatisiert auszuwerten.


In Karlsruhe am KIT ist Verkehrswesen als Teil des
Bauingenieurwesens an der KIT-Fakultät für Bauingenieur-, Geo-
und Umweltwissenschaften etabiliert. Inzwischen gibt es auch
einen eigenen Master-Studiengang Mobilität und Infrastruktur.
Neben der Möglichkeit als Ingenieurs-Vertiefung im
Wirtschaftsingenieurwesen (und der technischen VWL) kann es auch
als Zusatzfach in Informatik, Physik oder Wirtschaftsmathematik
gewählt werden oder als technisches Fach im Master
Technomathematik. Die Lehrangebote des Instituts erstrecken sich
über mehrere Bereiche.


Das Projekt, an dem Ulrike Leyn für lange Zeit gearbeitet hat und
das gerade abgeschlossen wurde, soll die Möglichkeit bieten,
Verkehrs-Simulation auf Computern so zu verwenden, dass man sie
einfacher als Ergänzung bzw. Ersatz der Richtlinien im Handbuch
für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS) einsetzen
kann. Diese Richtlinie hilft die Qualitätsstufe von Anlagen
einzuschätzen.


Allerdings - insbesondere bei Nicht-Standard-Situationen ist es
heute schon üblich, statt der stark vereinfachenden Rechnungen
nach dieser Richtlinie, Simulationen zu benutzen. Denn die
Voraussetzungen für die Anwendung der Richtlinien sind nur dann
gegeben, wenn auch vorher Richtlinen-getreu gebaut wurde für
Normalverkehrssituationen. Ein Schwerpunkt der Untersuchungen
waren Autobahnen, wo z.B. Ein- und Ausfahrten und starke Anstiege
besondere Herausforderungen an die Modellierung stellen. Das Ziel
war kurz gesagt das Finden von Parametern, bei denen die durch
Simulation erzeugten Ergebnisse denen nach der Richtlinie
berechneten entsprechen.


Das klingt einfacher als es ist. Ein generelles Problem ist
beispielsweise, dass es häufig nicht genug verlässliche
Verkehrsdaten gibt bzw. die Güte der Daten nicht offensichtlich
ist. Trotzdem soll mit den so gefundenen Einstellungen der
Realität möglichst gut entsprechende Simulationen möglich werden
- sogar falls keine Daten vorhanden sind - wenn man nun mit den
Einstellungen arbeitet, die im Projekt gefunden wurden. Die
Parameter sind zugeschnitten auf die Situation auf deutschen
Autobahnen (also auch ohne Tempolimit). Der Einfluss verschieden
großer Anteile von Schwerverkehr auf der Autobahn wurde
untersucht und als etwas vereinfachender Standard dann 10%
gewählt. Es gibt neben Standard-LKWs auch längere Zugverbände,
die dann mehr Platz brauchen. Das wird auch beim Einfädeln
relevant.


Bei der Bewertung der Güte der Modelle werden vor allem
Endergebnisse von Simulationen für festgelegte makroskopische
Größen wie z.B. die Kapazität der Strecke (nämlich typischerweise
etwa 2000 PKW-Einheiten pro Fahrstreifen pro Stunde) zugrunde
gelegt. Das Messen der Kapazität ist aber gar nicht so einfach,
weil man eigentlich nur konkrete Fahrzeuganzahlen pro Zeit- oder
Raumeinheit der Simulation oder der Realität entnehmen kann. Die
Kapazität ist die Obergrenze für realisierbare Dichten, also das,
was kurz vor dem Zusammenbrechen des Verkehrs als maximaler
Zustand vorliegt. Eine Verkehrssimulation zum zusammenbrechen zu
bringen ist aber nicht so einfach, weil es nicht vorgesehen ist.


Verkehrswesen hat viele sehr unterschiedliche Aspekte. Sie
reichen von sehr technisch motivierten Arbeitsbildern zu mehr
soziologisch geprägten. Letztere sind z.B. Fragen, warum Wege
zurückgelegt werden, wie Verkehrsmittel ausgewählt werden und
Veränderungen hierbei. Außerdem sind u.a. autonomes Fahren und
Elektromobilität neue und spannende Themen.
Literatur und weiterführende Informationen

HBS-konforme Simulation des Verkehrsablaufs auf Autobahnen

Informationen für Studieninteressierte
Wirtschaftswissenschaften am KIT

Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen


Podcasts

G.Heller: Klothoiden, Gespräch mit G. Thäter im Modellansatz
Podcast, Folge 50, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut
für Technologie (KIT), 2015. http://modellansatz.de/klothoiden

H.Benner: Fußgänger, Gespräch mit G. Thäter im Modellansatz
Podcast, Folge 43, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut
für Technologie (KIT), 2015. http://modellansatz.de/fussgaenger

L. Osovtsova: Logistik und Big Data, Gespräch mit G. Thäter
im Modellansatz Podcast, Folge 33, Fakultät für Mathematik,
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2014.
http://modellansatz.de/logistik

M. Petersen: Unfallvorhersage, Gespräch mit G. Thäter im
Modellansatz Podcast, Folge 29, Fakultät für Mathematik,
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2014.
http://modellansatz.de/unfallvorhersage

T. Arens: Lärmschutz, Gespräch mit S. Thäter im Modellansatz
Podcast, Folge 16, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut
für Technologie (KIT), 2014. http://modellansatz.de/laermschutz