Modeling sustainable mobility: Impact assessment of policy measures

Sociologically based models of complex systems can help to estimate the impact of policy measures on individuals and explain the resulting system dynamics. Using the example of the Ruhr region and the mobility of the people living there, the article demonstrates the concept of agent-based modeling, which draws on assumptions from analytical sociology and distinguishes between different types of actors. Simulation experiments conducted as part of the InnaMoRuhr project show significant differences in the behavior of these types, especially in their response to policy interventions. Policymakers should take this into account when planning and designing measures aimed at sustainable transformation

Partizipative Gestaltung von Zukunftsszenarien nachhaltiger Mobilität. Ergebnisse der Szenario-Workshops im Projekt InnaMoRuhr

Gestützt auf die Ergebnisse einer großangelegten Befragung aller Angehörigen der drei UA-Ruhr-Universitäten, fanden im Herbst/Winter 2021/22 fünf Szenario-Workshops mit Studierenden und Mitarbeitenden aus Technik und Verwaltung sowie aus Forschung und Lehre statt (Kap. 2). Dabei arbeitete das Team von InnaMoRuhr sechs Monate lang mit Foresight Solutions zusammen, einem Beratungshaus für zukunftsorientierte Beteiligungsverfahren, das eine Vielzahl von Methoden strategischer Vorausschau einbrachte (Kap. 3). In den ersten drei Workshops wurden vier zuvor entwickelte Ausgangsszenarien diskutiert und weiterentwickelt, die das Projektteam vorab auf Basis der Befragungsdaten entworfen hatte: Digitale Universität, vernetzte Universitäten, Fahrraduniversitäten und Universitäten als Hubs (Kap. 4). Detailliert wurden die möglichen Wirkungen und Nebenwirkungen der vier weiterentwickelten Szenarien erarbeitet – mit dem überraschenden Ergebnis, dass die digitale Universität als wünschenswerte Projektion, die in ferner Zukunft Realität werden könnte, am schlechtesten und die vernetzte Universität knapp am besten abschneidet (Kap. 5). Anders als in den ursprünglichen Planungen für das Projekt InnaMoRuhr, in denen es um Elektromobilität und Shuttle-Verbindungen zwischen den UA-Ruhr-Universitäten ging, lag der Fokus der meisten Szenarien auf dem ÖPNV und dem Radverkehr: Ein kostengünstiger und zuverlässiger ÖPNV, der zudem mit dem Radverkehr vernetzt ist, erschien vielen Teilnehmer:innen der Workshops als eine Option, die ihre Mobilitätsmuster nachhaltig verändern könnte. Ferner wurden während der ersten drei Workshops 75 fiktive Personas entwickelt, um den mobilen Alltag der Mitglieder der drei UA-Ruhr-Universitäten plastisch abzubilden, die Szenarien mit der Lebenswirklichkeit der Menschen abzugleichen und Chancen und Risiken zu identifizieren. Die den Personas zugeschriebenen Erwartungen drehten sich – neben dem dominanten Thema Mobilität – vor allem um die Veränderungen der Arbeitsorganisation (New Work), um die Flexibilität (z. B. hinsichtlich der Work-Life-Balance) sowie um mögliche Akzeptanzprobleme. So erfordern beispielsweise Kinder im eigenen Haushalt eine gewisse Flexibilität der Gestaltung von Wegeketten sowie die Fähigkeit, spontan auf unerwartete Ereignisse reagieren zu können. Insbesondere in den Punkten New Work und Flexibilität dominieren die (negativen) Befürchtungen gegenüber den (positiven) Erwartungen. Zudem ließen sich Unterschiede zwischen den Funktionsgruppen erkennen. Das überraschendste Ergebnis ist jedoch, dass das weiterentwickelte Szenario der vernetzten Universitäten bei der Konfrontation mit der Lebenswirklichkeit unterschiedlicher Gruppen aufgrund der damit verbundenen Belastungen und Herausforderungen deutlich schlechter bewertet wurde als das noch abstrakte Ausgangsszenario. Es belegte mit großem Abstand den letzten Platz (Kap. 6). Im vierten Workshop wurden acht der zuvor erstellten Personas ausgewählt, um mögliche Probleme ihrer Alltagsmobilität genauer zu beschreiben und Lösungen zu entwickeln. Zunächst wurden Maßnahmen entwickelt, die einer transformationsfreudigen Persona das Leben leichter machen. Diese wurden dann aus Sicht von transformationsskeptischen Personas bewertet – mit dem wenig überraschenden Ergebnis, dass sie leicht verhalten reagierten und von ihrer skeptischen Haltung nur schwer abzubringen waren. Interessanter waren die Überlegungen zur Skalierbarkeit der Maßnahmen. Die meisten Maßnahmen – darin waren sich die Arbeitsgruppen einig – sind im kleinen Rahmen (200 Personen pro Universität) problemlos umsetzbar, stoßen im mittleren Rahmen (2.000) auf Probleme und sind in großem Maßstab (20.000) – abgesehen von leicht skalierbaren IT-Lösungen – kaum umsetzbar (Kap. 7). Auf Grundlage der Konzepte, die in den ersten vier Workshops erarbeitet wurden, entwickelte das InnaMoRuhr-Team drei Vorschläge für Realexperimente, die im fünften Workshop intensiv diskutiert und auf ihre Machbarkeit hin überprüft wurden: Fahrradhub (mit Radabstellanlage, Werkstatt etc.), Mobilitätsbudget und E-Carsharing. Die Teilnehmenden konstruierten Prototypen in Form von 3D-Modellen und erarbeiteten konkrete Vorschläge zur Umsetzung der drei dezentralen Realexperimente, die dann von September bis Dezember 2022 im Rahmen eines Reallabors in Bochum (E-Carsharing), Dortmund (Fahrradhub) und Duisburg-Essen (Mobilitätsbudget, standortübergreifend) stattgefunden haben (Kap. 8)

Optionen der politischen Regulierung des Personenverkehrs. Ergebnisse einer Simulationsstudie

Dieses Arbeitspapier beschäftigt sich mit politischen Steuerungsmöglichkeiten zur Begünstigung eines nachhaltigeren Personenverkehrs. Hierfür wird zunächst theoretisch die Entwicklung und der aktuelle soziotechnische Stand des Personenverkehrs anhand der Multi-Level Perspective nach Geels veranschaulicht und gezeigt, dass eine Elektrifizierung und Digitalisierung des Verkehrs in der Zukunft durchaus plausibel ist, aber nicht zwangsläufig mit Nachhaltigkeitsgewinnen einhergeht. Daher ist, um einen nachhaltigen Personenverkehr zu schaffen, vielmehr eine weitergehende politische Steuerung von Nöten, um den dominierenden motorisierten Individualverkehr einzuschränken. Aus diesem Grund wird die politische Dimension des Personenverkehrs mittels eines Konzepts von Hillmann beschrieben und fünf Eingriffsmöglichkeiten identifiziert, welche von unterschiedlichen deutschen Akteuren gefordert werden um einen nachhaltigen Entwicklung des Personenverkehrs zu unterstützen. Diese Hypothesen werden im zweiten Teil des Arbeitspapieres in die in NetLogo programmierte agentenbasierte Simulation SimCo überführt und empirisch auf ihre Wirksamkeit im Hinblick auf gesellschaftlichen Nutzen, Emissionen und Straßenauslastung überprüft. Es stellt sich heraus, dass sowohl eine Komforterhöhung des Fahrrads, als auch eine Kostenerhöhung des Autos oder die Einführung einer Tempo-30-Zone valide Eingriffe sind um einen nachhaltigen Straßenverkehr zu begünstigen, wobei sie sich in ihrer Wirkungseffizienz durchaus unterscheiden. Eine Kostenreduzierung des ÖPNV oder der Ausbau des Fahrradstraßennetzes haben hingegen keine Auswirkungen. Weitergehende Ergebnisse zeigen unter anderem, dass für Parameter wie den wahrgenommenen Komfort Grenzwerte bestehen, bei deren Erreichen ganze Bevölkerungsgruppen ihr Verhalten ändern. Schließlich kann aus den Simulationsergebnissen gefolgert werden, dass eine moderate Erhöhung der Kosten des Autos einen Nutzenanstieg für die Gesamtbevölkerung bedeutet

Demonstrating self-optimization using a heterogeneous robot group

Adelt P, Kleinjohann B, Herbrechtsmeier S, Rückert U. Demonstrating self-optimization using a heterogeneous robot group. In: Proceedings of the 8th IEEE International Conference on Industrial Informatics. Piscataway, NJ: IEEE; 2010: 727-732.Self-optimization is a concept for mechatronic systems to leave open the choice among system objectives as a degree of freedom until runtime to allow better adaptation to changing system and environment conditions. Demonstration and knowledge transfer of the concept is not easy as the effects of it in mechatronic systems are hard to see in a complex system. To further spread the idea of self-optimization, an intuitive anchor is needed to make it easier to talk about the concept. Also the abstraction from technical details facilitates focusing on the concept. We have developed a multi-agent heterogeneous robotic demonstrator that allows showing the process of self-optimization on a timescale of minutes. The demonstrator decomposes the roles in a mechatronic system to robotic agents. An association between a function and the behavior of the robot is achieved. After having demonstrated the setup for expert and non-expert audiences we have seen the encouraging effect that discussions spin off easily and allow to spread the idea effectively. We present the concept of self-optimization, the behavior-based demonstrator scenario implemented using BeBot miniature and Paderkicker robots in an office environment

The Scale4Edge RISC-V Ecosystem

This paper introduces the project Scale4Edge. The project is focused on enabling an effective RISC-V ecosystem for optimization of edge applications. We describe the basic components of this ecosystem and introduce the envisioned demonstrators, which will be used in their evaluation