Modellierung und Simulation von Verkehrssystemen

Die Studierenden werden durch das Erlernen grundlegender Modellierungsansätze und Algorithmen im Kontext von Verkehrssimulationssystemen in die Lage versetzt, die wesentlichen Abläufe solcher Werkzeuge methodisch nachzuvollziehen und in begrenztem Umfang zu erweitern. Dazu sollen einerseits die mathematisch-algorithmischen Grundlagen als auch Software-Techniken zur Umsetzung moderat komplexer Beispielprogramme vermittelt werden.
Im zweiten Teil der Lehrveranstaltung wird den Studierenden die Anwendung der zuvor erlernten Grundlagen anhand von zahlreichen Beispielen aus der Praxis des Verkehrswesens vermittelt. Dabei werden die Modellierung verschiedener Aggregationsniveaus im Eisenbahnwesen und deren Verwendung bei der Analyse strategischer und betrieblicher Fragestellungen erläutert. Daneben werden die Grundlagen für verschiedene Simulationsstrategien im Bahnbereich behandelt.
In rechnergestützten Übungen wird zudem die Modellierung von Eisenbahninfrastruktur, die Fahrplankonstruktion sowie eine Eisenbahnbetriebssimulation eines Netzes vermittelt. Des Weiteren werden Beispiele aus dem Straßenwesen vorgestellt und erläutert, wie die Modellbildung und Analysen durchgeführt werden. Eine praktische Umsetzung erfolgt mit der Programmierung eines zellularen Automaten.

Inhalte:

• Motivation und Vermittlung grundlegender Algorithmen und Datenstrukturen
• Implementierung mit den Schwerpunkten Zelluläre Automaten und Graphentheorie
• Modelle im Verkehrswesen
• Infrastrukturmodelle und Aggregationsniveaus im Eisenbahnwesen
• Grundlagen der Fahrzeitrechnung
• Fahrplankonstruktion
• Simulationsstrategien
• Zellulare Automaten

Diese Lehrveranstaltung wird seit dem Wintersemester 2014/2015 vom iRMB und IVE gemeinsam angeboten.