Vorbereitungen für CIP-Pool

1. mobiTopp® Software: Institut für Verkehrswesen (IfV) am KIT INOVAPLAN GmbH, Ettlingen/ MünchenSimulationstechnisches Praktikum (Verkehrsnachfragemodelle)Martin Kagerbauer, Institut für Verkehrswesen

2. Vorbereitungen für CIP-Pool Skript • www.ifv.kit.eduStudium und Lehre, Downloads, Simulationstechnisches Praktikum, mobiTopp Benutzername: st, Passwort: st10 Vorbereitung • Explorer: Arbeitsplatz auf Laufwerk M ins Directory ‚M:\simtech\simtech2010\mobiTopp‘ wechseln -test_java.bat ausführen : falls eine Java-Version ungleich 1.5.0_06 angezeigt wird an einen anderen Rechner gehen-Kommandozeile öffnen : Start – Ausführen ‚cmd‘ eingeben -> Kommandozeile-mit der Maus die Datei ‚do_copy.bat‘ auf die Kommandozeile ziehen – Return drücken(Alles überschreiben)-mit der Maus die Datei ‚do_database.cmd‘ auf die Kommandozeile ziehen – Return dücken-Verknüpfung mit MobilityAnalyser auf Desktop ziehen Kopieren zulassen: Ja

3. Welches Ziel hat das Praktikum? Anwendung von mobiTopp anhand eines Beispiels • Bevölkerung generieren • Verkehrsnachfrage simulieren • Verkehrsablauf simulieren Anwendungsbeispiel • Wie wirken sich strukturelle Veränderungen in der Bevölkerung auf die Verkehrsnachfrage aus? • Veränderung der Strukturdaten • Simulation der neuen Verkehrsnachfrage • Betrachtung der resultierenden Netzbelastungen

4. Was haben wir heute vor? Gliederung des Praktikums • Hintergrund • Erste Schritte • Erzeugung einer Bevölkerung • Simulation der Verkehrsnachfrage • Darstellung der Belastungen mit VISUM • Übungsaufgabe • Simulation des Verkehrsablaufs

5. Anwendungszweck von mobiTopp mobiTopp dient zur Berechnung der Verkehrsnachfrage und Simulation des Verkehrsablaufs im Netz • Berechnung der Verkehrsnachfrage • Fahrten für Quelle-Ziel-Beziehungen • je Verkehrsmittel und Fahrtzweck • Simulation des Verkehrsablaufs • Darstellung der Fahrten im Netz • Belastung der Infrastruktur

6. Modellansatz von mobiTopp mobiTopp enthält ein integriertes, verhaltensorientiertes, mikroskopisches Verkehrsplanungsmodell Integrierte Modellierung von Verkehrsnachfrage und -ablauf Verhaltensorientierte Modellierung basierend auf Aktivitätenketten Mikroskopische Modellierung Betrachtung einzelner Personen und Fahrzeuge

7. Zonendatei Quellverkehr Paneldaten Verkehrsverhalten Matrizen Entfernung Pendler Netz Knoten und Kanten Zonendatei Strukturdaten Nachfragedaten Routensatz erzeugen erzeugen Routensätze Nachfragedaten Kombinierte Verkehrsnachfrage- und -ablaufsimulation Daten für mobiTopp In Abhängigkeit vom Simulationsergebnis werden verschiedene Eingangsdaten benötigt Matrix Fahrtenmatrizen je Verkehrsmittel Verkehrs-ablaufsimulation Verkehrs-nachfragesimulation

8. Wie wird mit mobitopp gearbeitet? Erste Schritte • mobiTopp starten • Benutzeroberfläche • Datenhaltung • Organisation und Benennung von Daten • Import und Export von Daten • Import von Daten in die Datenbank

9. 2. 1. mobiTopp starten mobiTopp besteht aus einem Server- und einem Client-Programm, die hier im Praktikum auf demselben Rechner laufen Rechnerzugang im CIP-Pool: Mit persönlichen Login-Daten anmelden mobiTopp-Pfad: z.B. C:\.........

10. mobiTopp starten mobiTopp besteht aus einem Server- und einem Client-Programm, die hier im Praktikum auf demselben Rechner laufen Hier im CIP-Pool unter Start - Programme: Server starten Client starten

11. Tabulatoren Systemmenüs Tabulator - Untermenüs Informationspanel Editorfenster und Anzeige Navigationspanel Statusleiste Benutzeroberfläche von mobiTopp Programmfenster für mobiTopp-Client und –Server sowie Benutzeroberfläche in Ausgangssituation

12. Organisation u. Benennung von Daten Projekte: Hauptkennzeichnung für zusammengehörige Daten Typisch: Städte-, Gebiets- oder Projektnamen verschiedene Projekte nicht kombinierbar Hierarchische Ordnung bei der Benennung von Dateien Projekt B Projekt A Szenarios: Unterschiedliche Varianten von Planungen z. B. verschiedene Netze oder Zonierungen verschiedene Szenarien nicht kombinierbar Szenario 01 Szenario 02 2001 - 2003 - 2006 2009 Jahresbereiche: kombinierbar, wenn in einen überlappenden Bereich Versionsnummern: dienen der weiteren Sortierung, lassen sich kombinieren Version

13. mobiTopp- Client Fenster Speichern Laden importieren exportieren Dateisystem im Microsoft Explorer Gespeicherte Dateien im XML-Format auf der Festplatte Organisation u. Benennung von Daten In mobiTopp gibt es lokale Daten auf der Seite des Clients und zentrale Daten in einer Datenbank für den Server mobiTopp- Datenbank Semantisch geprüfter Datensatz im binären Format exportieren LokalesDateisystem importieren Syntaktisch geprüfte Datei im XML-Format in der Datenbank

14. Import und Export von Daten - 1 Verhaltensdaten aus verschiedenen Paneljahrgängen in der Datenbank speichern 1 2 4 3

15. 1. Schritt: Auswahl des Dateien in die Projekts und Datenbank ‚Speichern‘ speichern wählen Datei- Auswahlfenster öffnen In das gewünschte Verzeichnis unter ,server‘/import‘ wechseln Datei - auswählen (Typ vorher aussuchen) Import und Export von Daten - 2 Importieren von XML-Dateien aus lokalem Dateisystemin die Datenbank (1)

16. Import und Export von Daten - 3 Importieren von XML-Dateien aus lokalem Dateisystemin die Datenbank (2)

17. 2. Schritt: Achtung : Im System Importieren der vorhandene Daten Daten in das Projekt werden beim Import überschrieben Importdialog: Auswahl des Szenarios Importdialog: Auswahl des Datensatzes Importdialog: Import starten Import und Export von Daten - 4 Beim Importieren von Dateien aus der Datenbank in den Client wird das XML- in ein Binärformat umgewandelt

18. Achtung: Im Systemvorhandene Dateienwerden überschrieben Binär gespeicherte Datenladen Geänderte Daten speichern Achtung : Die Daten sind jetzt in der Datenbank binär gespeichert Import und Export von Daten - 5 Dateien aus dem Client in der Datenbank im Binärformat speichern

19. Achtung : Dieser Export sichert die Daten im XML - Format in der Datenbank 3. Schritt: geänderte Daten exportieren Exportdialog: Auswahl der Schlüssel für Jahresbereich und Version Export starten Import und Export von Daten - 6 Beim Exportieren von Dateien aus dem Client in die Datenbank wird das Binär- in ein XML- Format umgewandelt

20. Import und Export von Daten - 7 Exportieren von XML-Dateien aus der Datenbank in das lokale Dateisystem Achtung: Erst mit diesem Schritt werden geänderte Daten gespeichert 4. Schritt: Daten ins Projekt wählen Dateisystem und Exportdialog exportieren starten Über den Datei-Dialog Datentyp (siehe vorne) auswählen Datensatz Verzeichnis auswählen auswählen und Dateinamen eingeben Kontrolle: der eingegebene Datei- name muss hier erscheinen Export starten

21. Import von Daten in die Datenbank Die detaillierte Vorgehensweise für den Import von Daten in die Datenbank steht auf den Folien 11-13 • Verhaltensdaten (Datensätze des deutschen Mobilitätspanel) vom lokalen Rechner in Datenbank speichern -> alle 4 Jahrgänge(Administration | Paneldaten speichern | Dialog folgen ...) • Daten vom lokalen Rechner in die Datenbank importieren: (Administration | XML Daten verwalten | Tutorial | In DB speichern | Dialog folgen ...) • Zonen (Nachfragedaten) • Hintergrund • Verkehrsnetz • Matrizen • Feste Verteilungsmatrizen (Pendler zum Arbeits- und Ausbildungsplatz) • Kostenmatrizen (Pkw, ÖV) • Reisezeitmatrizen (Zweirad, Auto, Fußgänger, ÖV, Lkw) • VerkehrsMittel-Matrizen

22. Wie wird die Bevölkerung generiert? Einzelne Schritte • Überblick • Projekt öffnen • Zonendaten importieren • Grafikparameter importieren • Matrizen erzeugen und importieren • Nachfragedaten erzeugen • Profil erzeugen

23. Überblick Der Schritt „Nachfrage erzeugen“ erstellt eine virtuelle Bevölkerung für das Untersuchungsgebiet Ziele der Nachfrageerzeugung: Erzeugung einer virtuellen Bevölkerung für das Untersuchungsgebiet mit Tagesabläufen (Aktivitäten) für eine Woche anhand der Paneldaten Ermittlung so genannter Polzellen (Wohnort, Arbeitsort, Ausbildungsort) Erhalt möglichst vieler mikroskopischer Personendaten und des Haushaltskontexts Nachfrage erzeugen (Zusammenfassung der Arbeitsschritte): (Menü System | Projekt | Tutorial | öffnen ) (Zonennetz | Zonen | importieren/laden ) (Matrizendaten | Simulationsmatrizen | Erzeugen | Entfernungsmatrix | Erzeugen) (Matrizendaten | importieren/laden | Feste Verteilungsmatrix (Pendlermatrix) | Ausbildung und Beruf markieren | importieren/laden) (Simulation | Simulation | Nachfragedaten | Erzeugen | Dialogfeld folgen | Erzeugen)

24. Projekt öffnen Der erste Schritt ist es, ein Projekt zu öffnen Projekt „Tutorial“ öffnen (System | Projekt öffnen | Tutorial | öffnen)

25. Zonendaten importieren - 1 Einteilung des Untersuchungsgebiets in Verkehrszellen Außenzonen Außengebiet Binnenzonen Planungsraum Abgrenzung des Untersuchungsgebiets und Unterteilung in Zonen (Verkehrszellen) Zonen enthalten Strukturdaten und werden durch Polygonzug (eindeutige Nummer und einen optionalen Namen) begrenzt

26. Zonendaten importieren - 2 Aufrufen und Editieren von Zonendaten stehen unter Eigenschaften Zonen importieren: (Zonennetz | Zonen | Importieren | Dialog folgen ...) Klick mit rechter Maustaste auf Zone

27. Zonendaten bearbeiten - 1 Attraktivitäten für die Zielwahl

28. Zonendaten bearbeiten - 2 Strukturdaten für das Nachfragemodell

29. Zonendaten bearbeiten - 3 Anzahl Fahrten für das Quellenmodell

30. Grafikparameter importieren Zur Darstellung des Raumes können für die Verkehrszellen Grafikparameter importiert werden Hintergrund importieren: (Zonennetz | Hintergrund | Importieren | Dialog folgen ...)

31. Matrizen erzeugen und importieren - 1 Matrizen Zonen In den Matrizen stehen die Beziehungen zwischen den Zonen Nach Außenzonen Außengebiet Quellverkehr (QV) Binnenverkehr (BV) Binnenzonen Von Zielverkehr (ZV) Durchgangs-verkehr (DV) Untersuchungsgebiet Es stehen folgende Matrizenarten zur Verfügung bzw. sind notwendig: Entfernungsmatrizen Pendlerbeziehungen (Feste Verteilungsmatrix) Reisezeitmatrizen Kostenmatrizen Fahrtenmatrizen je Verkehrsmittel (VM-Matrizen)

32. Matrizen erzeugen und importieren - 2 Benötigte Matrizen Feste Verteilungsmatrix importieren(Matrizendaten | Simulationsmatrizen | Importieren | Feste Verteilungsmatrix | Importieren) Kostenmatrix importieren(Matrizendaten | Simulationsmatrizen | Importieren | Kostenmatrix | Importieren) Reisezeitenmatrix importieren(Matrizendaten | Simulationsmatrizen | Importieren | Reisezeitenmatrix | Importieren)

33. Matrizen erzeugen und importieren - 3 Entfernungsmatrix erzeugen Entfernungsmatrix erzeugen(Matrizendaten | Simulationsmatrizen | Erzeugen | Entfernungsmatrix | Erzeugen)

34. Matrizen erzeugen und importieren - 4 Eigenschaften von Matrizen aufrufen

35. Matrizen erzeugen und importieren - 5 Matrizeninhalte anzeigen

36. Nachfragedaten erzeugen - 1 Nachdem alle notwendigen Daten importiert oder erzeugt wurden kann die Nachfrageerzeugung gestartet werden Nachfragedaten erzeugen(Simulation | Simulation | Nachfragedaten | Erzeugen | Dialogfeld folgen | Erzeugen)

37. Nachfragedaten erzeugen - 2 Auf der Benutzeroberfläche kann man das Voranschreiten der Nachfrageerzeugung verfolgen Blau: noch nicht berechnete Zone Pink: in Bearbeitung befindliche Zone Grün: fertig erzeugte Zone

38. Nachfragedaten erzeugen - 3 Nach Beendigung der Nachfrageerzeugung kann das Ergebnis gespeichert werden Nachfragedaten anzeigen(Simulation | Nachfragedaten | Speichern)

39. Nachfragedaten erzeugen - 4 Nachfragedaten anzeigen(Simulation | Zone mit linker Maustaste markieren | Klick mit rechter Maustaste auf Zone | Eigenschaften) Nach Beendigung der Nachfrageerzeugung kann man sich das Ergebnis grafisch anzeigen lassen Übersichtsdaten der Zone Güte der Erzeugung in einer Zone (über Rechtsklick – Eigenschaften) Verteilung Erwerbs- tätigkeit Anzahl generierter Haushalte im Vergleich zueinander

40. Profil erzeugen - 1 Dazu folgende Schritte: • (Matrizendaten | Simulationsmatrizen | Laden | Kostenmatrizen | Laden) ->(Beruf und Ausbildung markieren) • (Matrizendaten | Simulationsmatrizen | Laden | Reisezeitmatrizen | Laden) ->(Pkw, Lkw, ÖV, Fahrrad, Fuß markieren) • (Matrizendaten | Simulationsmatrizen | Laden | VM-Fahrtenmatrizen | Laden) ->(Pkw, Lkw) • (Simulation | Nachfragedaten | Laden) • (System | Profil | Erzeugen ) ->Versionsnummer eingeben Erleichtert das Arbeiten mit mobiTopp

41. Wie wird die Verkehrsnachfrage generiert? Einzelne Schritte • Simulation konfigurieren und starten • Simulationsergebnis auswerten • Daten sichern

42. Simulation konfigurieren u. starten - 1 Menü für die Simulation der Verkehrsnachfrage aufrufen Simulation der Nachfrage (Simulation | Simulation | Starten)

43. Simulation konfigurieren u. starten - 2 Simulation konfigurieren Übersicht über die geladenen Matrizen Übersicht über die bisher simulierten Tage Wahl der Simulationsart: Verkehrsentstehung + Generierung Verkehrsentstehung Definition der zu simulierenden Tage. Simulationstag hinzufügen: Jahr 2006, Monat 05, Tag 01 , .... • Optionen: • - ÖV-Zufluss • Aktualisieren der Routensätze bei Verkehrssimulation • Personen aktualisieren • Matrizen erzeugen • Simulation protokollieren

44. Simulation konfigurieren u. starten - 3 Matrizen erzeugen: Konfigurieren: Editieren | Id wählen (z.B. 17) | Aktivitäten-Fahrtenmatrizen wählen | Alle Aktivitäten auswählen mit (Umschalt-Taste + LMT) | VM-Fahrtenmatrizen wählen | Alle VM auswählen mit (Umschalt-Taste + LMT) | Übernehmen | Schließen | Starten | sich öffnendes Fenster schließen | Start der Simulation

45. Simulation konfigurieren u. starten - 4 Während der Simulation Die Balken zeigen an:- Bewohner anderer Zonen üben in der Zone eine Tätigkeit aus (grün)- Zonenbewohner verlassen die Zone (rot)- Aktivität der Zonenbewohner in Zone (blau)- Zonenbewohner sind zu Hause (schwarz)

46. Simulationsergebnis auswerten - 1 Wegeketten anschauen: Nachfragendaten anzeigen (Simulation | LMT auf Zone klicken | RMT auf Zone | Eigenschaften) (Nachfragedaten | Haushalt |) Zone wählen (Durchklicken ..) Anzeigen der durchgeführten Aktivitäten und Wege einer Person

47. Simulationsergebnis auswerten - 2 Simulationsergebnisse: demandsimulation.log und demandsimulationResult.log Die Wegeauswertungsdatei mit einem Texteditor öffnen

48. Simulationstag und Uhrzeit (Matrixwerte kummuliert) Typ (Art) der Matrix: Modetrip Typ 0 = Rad Modetrip Typ 1 = MIV Modetrip Typ 2 = Mitfahrer MIV Modetrip Typ 3 = Fuß Modetrip Typ 4 = ÖV Modetrip Typ 5 = Lkw Art der Matrix (MODETRIPMATRIX) Typ (Art) der Matrix: Activitytrip Typ 1= Arbeit Activitytrip Typ 2 = Geschäft Activitytrip Typ 3 = Ausbildung Activitytrip Typ 4 = Einkaufen Activitytrip Typ 5 = Freizeit Activitytrip Typ 6 = Dienstleistung Activitytrip Typ 7 = nach Hause Werte der Matrizen (Matrixwerte kumuliert) 1 2 3 4 5 .... 1 2 3 ... Art der Matrix (ACTIVITYTRIPMATRIX) Simulationsergebnis auswerten - 3 demandsimulation.log-Datei stehen die verschiedenen Fahrtenmatrizen nach Verkehrsmittel und Fahrtzweck

49. Simulationsergebnis auswerten - 4 Weg: Start um 5:00:00 h, ID 5200 Aktivitätsnummer In der demandsimulationResult.log-Datei stehen die Wege und Aktivitäten der einzelnen Personen (analog einer Befragung) Verkehrsmittel: Modetrip Typ 0 = Rad Modetrip Typ 1 = MIV Modetrip Typ 2 = Mitfahrer MIV Modetrip Typ 3 = Fuß Modetrip Typ 4 = ÖV Modetrip Typ 5 = Lkw Entfernung: 670m Von Zone 6 nach Zone 7 Aktivität: Start um 5:00:00 hPersonen-ID 2883 In Zone 11 Nummer der Folgeaktivität Typ (Art) der Matrix: Activitytrip Typ 1= Arbeit Activitytrip Typ 2 = Geschäft Activitytrip Typ 3 = Ausbildung Activitytrip Typ 4 = Einkaufen Activitytrip Typ 5 = Freizeit Activitytrip Typ 6 = Dienstleistung Activitytrip Typ 7 = nach Hause Dauer der Aktivität: 555 Minuten

50. Daten sichern Zur Sicherung der Simulationsergebnisse werden die Daten auf die lokale Festplatte gespeichert Beispiel: Zonendaten • Datenexport aus dem Client in die Datenbank (vgl. Folie 18) • Zonennetz | Zonen | Exportieren | Dialog folgen | Exportieren • Datenexport aus der Datenbank auf die lokale Festplatte (vgl. Folie 19) • Administration | XML Daten verwalten | Tutorial | Exportieren | Dialog folgen | Typ der xml-Dateiauswählen (hier: Zonendaten) | Datei markieren | Icon Ordner klicken | Ziel der Datei klicken | Datei benennen | Speichern | Exportieren • Analoges Vorgehen beim Export von allen anderen Dateien(z.B. Nachfragedaten, Matrizen etc.)