Dealing with heterogenic needs, requirements, and desires: Providing public transportation in terms of development infrastructures

Capturing and addressing the complexity of and conflicts of interests among all needs, requirements, and desires in general and in all specific use situations in a development process of a product or service is at least in some fields challenging. In different markets, such as mobility and communication, different stakeholder groups as well as stakeholders within a single stakeholder group, even within one culture, are characterized by a wide variety of needs, requirements, and desires. This effect is even stronger in multicultural settings, such as urban areas, or when the success of products or service depends on global success. The particular field of public transportation faces this challenge as well and has furthermore the potential for a change towards novel concepts, leading to a shift towards more sustainability. The research project aims for designing a transdisciplinary development method, enhancing possibilities to solve described challenges, leading to products and services satisfying heterogenic needs, requirements, and desires. In the project the method is applied to public transportation, due to the described potential of this field. Designing the method is inspired by the development of the smartphone. The development process of a smartphone is based on cooperation of developers and stakeholders. A smartphone is a development infrastructure, adaptable by stakeholders according to their individual needs and use situations. As part of an abductive research process, it is assumed, that the solution for the field of communication can be transferred to other heterogenic markets – here investigated for public transportation. Based on this, the research project contains: (1) designing a transdisciplinary method for developing and implementing products and services in terms of development infrastructure instead of finished products or services, (2) applying the designed method, and (3) evaluating the method. In order to determine the success of the developed method, the method will be compared to currently used methods. For comparison, required time and money as well as need, requirement and desire satisfaction by developed products and services will be analyzed. The designed method is subdivided into four iterating steps: (1) disruption, (2) integration, (3) adaptation and evolution, and (4) evaluation. Step one has been included for two reasons. On the one hand, it leads to ideas how products or services as development infrastructure could look like. On the other hand, in accordance with the S-curve model and evolution theory, it adds disruption to the evolution in step 3. Step two develops the outcome of step one – ideas – further into concepts, being integrated into the existing system and realizable in the reality. Step three represents the essential concept of stakeholders adapting and further developing products and services in terms of a development infrastructure. Finally step four shows how and to what extent arisen products or services successfully satisfy needs, requirements, and desires of stakeholders. In the contribution for the ITD Conference 2017, the concept of developing products and services as development infrastructures instead of finished products or services is illustrated, by means of the designed method, as a potential solution for methodically unsolved challenges of product and service development. The method and its four steps are described in detail, containing specific methods, tools, and approaches used in the process. Methodological considerations leading to the design of the method are shown. First results and analysis of the execution of the method, at least of step one, are presented

Transdisciplinary approaches in practice-oriented research projects as combination of method and methodology: Consideration of need as well as requirement analysis and integration

Successful transdisciplinary approaches require the integration of method and methodology into an approach. Methods concern the concrete activities when following an approach, while methodologies address the theory and the way of thinking behind the execution of methodical activities. In practice-oriented research, controversial opinions exist about the optimal balance between methodical and methodological considerations. Putting more effort into the consideration of methodology in comparison to method is criticized as leading to approaches not being practice-oriented and having limited capability to be used in practice-oriented research projects. At the same time, it is argued, that the importance of methodology cannot be denied, particularly in trans- und interdisciplinary projects. It was shown that methods successfully used in research of a certain discipline, may fail when used by researchers of another discipline, due to different methodologies within different disciplines. Considering time as a limited resource, this leads to the question of how to balance method and methodology in the design of transdisciplinary approaches for practice-oriented research projects. Thereby approaches of need as well as requirement analysis and integration are examined in research projects aspiring the development of prototypes of hybrid services. A respective approach balancing method and methodology is outlined and implications for further developments are discussed

Towards behaviour based testing to understand the black box of autonomous cars

Background Autonomous cars could make traffic safer, more convenient, efficient and sustainable. They promise the convenience of a personal taxi, without the need for a human driver. Artificial intelligence would operate the vehicle instead. Especially deep neural networks (DNNs) offer a way towards this vision due to their exceptional performance particularly in perception. DNNs excel in identifying objects in sensor data which is essential for autonomous driving. These networks build their decision logic through training instead of explicit programming. A drawback of this technology is that the source code cannot be reviewed to assess the safety of a system. This leads to a situation where currently used methods for regulatory approval do not work to validate a promising new piece of technology. Objective In this paper four approaches are highlighted that might help understanding black box technical systems for autonomous cars by focusing on its behaviour instead. The method of experimental psychology is proposed to model the inner workings of DNNs by observing its behaviour in specific situations. It is argued that penetration testing can be applied to identify weaknesses of the system. Both can be applied to improve autonomous driving systems. The shadowing method reveals behaviour in a naturalistic setting while ensuring safety. It can be seen as a theoretical driving exam. The supervised driving method can be utilised to decide if the technology is safe enough. It has potential to be developed into a practical driving exam

Performance Indicators für innovative Sicherheitsmaßnahmen am Bahnübergang

Todesfälle und Verletzung durch Unfälle an Bahnübergängen (BÜ) motivieren die Entwicklung von innovativen Sicherheitsmaßnahmen für BÜ im Rahmen des Projektes SAFER-LC (Safer level crossing by integrating and optimizing road-rail infrastructure management and design). Zur Bewertung der Sicherheitsmaßnahmen wurde, basierenden auf dem Konzept der Key performance indicators (KPI), das Performance indicator-System (PIS) entwickelt, das in fünf Kategorien eingeteilt und im vorliegenden Bericht beschrieben wird

Quartiersbussystem im Reallabor Schorndorf: Im Schnittpunkt von Technik und Bedarf zukünftige Mobilität gestalten

Der Vortrag zeigt am Beispiel des Projektes Reallabor Schorndorf einen Ansatz auf, wie die Bedürfnisse der drei Stakeholder Wissenschaft, Bürger/innen und Betreiber/Industrie in Forschungsprojekten besser integriert werden können. Der präsentierte Ansatz ist transdisziplinär, wobei es sich konkreter um ein Reallabor handelt. Anhand der vier Projektphasen im Reallabor Schorndorf wird aufgezeigt, wie im Rahmen eines Reallabors ein bedarfsgesteuerter Busservice für die Stadt Schorndorf entwickelt wird, der auf den Anforderungen unterschiedlicher Nutzergruppen und anderer relevanter Stakeholder basiert

Zukunftsszenarien autonomer Fahrzeuge - Nutzungsorientierte Gestaltung eines individuell abrufbaren Personentransportsystems

Eine Attraktivitätssteigerung des Öffentlichen Personenverkehrs kann erreicht werden, indem die „traditionellen Großgefäße für die Massen von gestern“ ([1], S. 36) stärker den Ansprüchen heutiger Kunden nach Individualisierung und Flexibilisierung entsprechen. Individuell abrufbare Transportsysteme, wie Quartiersbussysteme, ermöglichen eine Anpassung des Verkehrsmitteleinsatzes an den tatsächlichen Bedarf der Nutzer. Die voranschreitende Fahrzeugautomatisierung wird in Zukunft Fahren ermöglichen, das eine weitere Flexibilisierung des Quartiersbussystems verspricht. In der zunehmenden Verfügbarkeit von Smartphones und der dafür benötigten digitalen Infrastruktur besteht das Potenzial, die Fahrgäste bei der Organisation ihrer individuellen Reiseketten durch die Bereitstellung von Echtzeitinformation zu unterstützen. Das vorliegende Forschungsvorhaben setzt sich daher zum Ziel, mithilfe einer nutzungsorientierten Gestaltung des innovativen Personentransportsystems die Akzeptanz der zukünftigen Fahrgäste für das System zu erhöhen und somit die anschließende erfolgreiche Nutzung zu gewährleisten. Die nutzungszentrierte Gestaltung umfasst verschiedene Methoden, wie Aufgabenanalysen, das Requirements Engineering und die Persona-Methode. Hervorzuheben ist die zentrale Rolle der Bürgerbeteiligung in Form von Fokusgruppen, Befragungen, sowie Partizipation im Gestaltungsprozess und Test-Nutzung. Die unterschiedlichen Methoden werden in einem Vorgehen integriert, das die Entwicklung des Systems von der Systemdefinition bis zur Systemeinführung umfasst. Erste Ergebnisse der Arbeit sind die Entwicklung einer Funktionsarchitektur, die in einem Labordemonstrator realisiert wurde und anschließend in einer Verkehrssimulation angewendet werden wird. Dieser Beitrag zeigt auf, wie die nutzungsorientierte Gestaltung eines individuell abrufbaren Transportsystems am Beispiel von Quartiersbussen gelingen kann. Weiterhin wird aufgezeigt wie, durch ein transdisziplinäres Vorgehen das bestehende Vorgehen weiterentwickelt werden kann, um den Erfolg der Gestaltung des Personentransportsystems weiter zu steigern

Results from the real-world-laboratory based pilot operation of a demand responsive bus system

Abstract In the real-world-laboratory in Schorndorf, Germany (www.reallabor-schorndorf.de) a demand-responsive bus system has been developed within the last two years. From March until December 2018, this flexible bus system replaces two standard bus lines. As part of a real-world-laboratory approach, the residents of Schorndorf, as well as other relevant stakeholders have been involved in the project as co-designers to develop a customised public transport system that meets the requirements of all types of users in the mid-sized town near Stuttgart. To be able to waive bus-stops and timetables, an app-based booking-system has been installed. Users can choose a desired pick-up point and time. The system then computes an optimal route and offers a nearby pick-up point and a pick-up time. In order to avoid exclusion of residents without smartphone a hotline is established to allow phone bookings. From March 2018 on, the new bus system runs within a pilot operation. During the pilot, citizens are continuously involved in the testing and evaluation of the bus system in order to further improve the service. In the proposed publication, first results from the pilot operation will be presented. These include the results of selected key performance indicators (KPIs) from a user survey. Examples for KPIs are overall ratings of the bus system, the evaluation of the booking system and the comparison to the conventional bus system. The real-world-laboratory in Schorndorf represents a new methodological approach to create, implement and operate a demand-responsive public transport system. The publication attempts to share experiences made in the project and gives specific recommendations for similar approaches

Transdisziplinäre Mobilitätsforschung unter Verwendung von Reallaboren: Integration von Stakeholderbedürfnissen und -anforderungen in die Entwicklung von Systemen bedarfsorientiert und vollautomatisiert fahrender Quartiersbusse

Bedarfsorientierte Quartiersbussysteme stehen zunehmend im Fo-kus der Mobilitätsforschung, insbesondere auch im intermodalen Kontext. Sie folgen dem Trend, Verkehrsmittel nur zu nutzen anstatt sie auch zu besitzen und verknüpfen Vorteile des öffentlichen Per-sonennahverkehrs (ÖPNV) mit Vorteilen des (motorisierten) Indivi-dualverkehrs ((M)IV), während sie Nachteile beider Fortbewegungs-arten vermeiden. Im Projekt Reallabor Schorndorf – Zukunftswei-sender ÖV: Bürgerorientierte Optimierung der Leistungsfähigkeit, Effizienz und Attraktivität im Nahverkehr (BOOLEAN) wird ein be-darfsorientiertes Quartiersbussystem entwickelt und umgesetzt. Quartiersbussysteme erfolgreich zu entwickeln und umzusetzen, bedeutet komplexe sozio-ökonomische und sozio-technische Syste-me – Quartiersbussysteme – in bestehende Systeme – die aktuelle Realität – einzubetten. Dafür ist die Berücksichtigung, Integration und Harmonisierung von unterschiedlichen und teils gegensätzlichen Bedürfnissen und Anforderungen der unterschiedlichen beteiligten Stakeholder zwingend erforderlich. Stakeholder umfassen hier unter anderem Betreiber von Mobilitätsangeboten, Gemeinden und Nutzer. Zwei Herausforderungen sind dabei zu bewältigen: (1) Vorgehensweisen und Methoden einzelner Forschungsdisziplinen erfassen nur fachspezifische Aspekte der zu berücksichtigenden Bedürfnisse und Anforderungen. (2) Stakeholderverhalten, -bedürfnisse und -anforderungen in bestimmten Situationen können nicht zuverlässig vorhergesagt werden. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, wird im Projekt Reallabor Schorndorf ein transdisziplinärer Ansatz unter Einbezug der Bürger (und anderer Akteure, wie der Stadt Schorndorf und Verkehrsunternehmen) einer gesamten Gemeinde als Reallabor verfolgt. Hierbei werden Perspektiven unterschiedlicher Disziplinen und Stakeholder in einem gemeinsamen Entwicklungsprozess, der unter realen Rahmenbedingungen stattfindet, integriert. Im vorliegenden Beitrag wird die Beantwortung der Frage fokussiert, inwieweit mit einem transdisziplinären Vorgehen unter Nutzung eines Reallabors Herausforderungen und letztendlich die beiden erwähnten zentralen Herausforderungen der Integration von Stakeholderbedürfnissen und -anforderungen in die Entwicklung bedarfsorientierter Quartiersbussysteme bewältigt werden können. Da vollautomatisiertes Fahren als vielversprechendes Entwicklungspotenzial von Systemen bedarfsorientiert fahrender Quartiersbusse gilt, wird dies als exemplarisches Beispiel näher beleuchtet

Reallabor Schorndorf - Entwicklung und Erprobung eines bedarfsgerechten Bussystems

Im europaweit einmaligen Forschungsprojekt Reallabor Schorndorf entwickelte ein Team von Expertinnen und Experten aus Wissenschaft und Praxis gemeinsam mit der Zivilgesellschaft ein Bedarfsbussystem. Im Testbetrieb von März bis Dezember 2018 ersetzte das flexible System an den Wochenenden zwei bestehende Busrouten in der Stadt Schorndorf. Im Bedarfsbusbetrieb wurden die Fahrtwünsche der Fahrgäste per Algorithmus zu optimalen Routenkombiniert. Somit fuhren die Busse nicht mehr auf festen Routen und nach starren Fahrplänen, sondern richteten sich nach dem Bedarf der Fahrgäste. Die Erkenntnisse aus dem praktischen Betrieb der Bedarfsbusse flossen in den Entwurf zu-kunftsweisender Fahrzeugkonzepte ein. Diese zeigen unterschiedliche Ideen, wie moderne Busse für solche Anwendungsszenarien optimalerweise gestaltet sein können. Dieser Bericht gibt einen Überblick über zentrale Erkenntnisse des Projektteams zur Entwicklung und Einführung des neuartigen Bussystemsund der zugehörigen Fahrzeugentwicklung. Er zeigt Chancen und Herausforderungen des Bedarfsbussystems auf und wendet sich insbesondere an interessierte Kommunen, Bürgerinnen und Bürger und die Politik. Zur weiteren Vertiefung sind wissenschaftliche Publikationen zum Projekt Reallabor Schorndorf im Anhang aufgeführt. Um die Nutzeranforderungen in den Mittelpunkt der Entwicklung des Bedarfsbussystems zustellen, wurde das relativ junge Forschungsformat „Reallabor“ gewählt. Zentrale Bestandteile des Forschungsansatzes von Reallaboren sind. die intensive Einbeziehung der Zivilgesellschaft und die Durchführung von Praxistests. Im Reallabor Schorndorf haben Bürgerinnen und Bürger sowie Vereine das Bussystem maßgeblich mitgestaltet, es getestet und kontinuierlich Rückmeldungen gegeben. Dies beeinflusste die Entwicklung sehr positiv und trug somit zum Erfolg des Projektes bei. Mit dem bedarfsgerechten Betrieb wurden Fahrten ohne Fahrgäste eingespart und unnötige Umwege der Busse vermieden. So konnten Emissionen von Schadstoffen, Lärm und Treibhausgasen eingespart und gleichzeitig eine gute Verfügbarkeit von öffentlichem Personennahverkehr mit umsteigefreien Verbindungen angeboten werden. Die Änderung des bestehenden Linienverkehrs zu einem Bedarfsbus-betrieb zeigte interessante Vorteile auf, stellte das Entwicklungsteam aus Wissenschaft und Praxis sowie die Fahrgäste jedoch auch vor Herausforderungen. Ein Beispiel hierfür ist die aktive Rolle, die der Fahrgast einnehmen muss, indem er den Bus bestellt. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) leitete das Projektkonsortium bestehend aus der Stadtverwaltung Schorndorf, dem Verkehrs- und Tarifverbund Stuttgart (VVS), KnaussLinienbusse, der Hochschule Esslingen sowie dem Zentrum für interdisziplinäre Risiko- und Innovationsforschung (ZIRIUS) der Universität Stuttgart. Das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg förderte das Projekt mit insgesamt 1,2 Millionen Euro