ZAIK - Gruppe Faigle/Schrader: Forschungstransfer/Projekte/Simulation

Simulations untersuchungen

Der technische Fortschritt des 20. Jahrhunderts hat nicht nur eine immense Zunahme an technischen Mitteln und Möglichkeiten zur Verfügung gestellt, sondern auch zugleich zur Entwicklung einer Lebenswelt beigetragen, deren Komplexität immer größere Anforderungen stellt. Viele daraus erwachsenden Fragestellungen sind mit herkömmlichen Methoden nicht mehr zu überblicken. So kann zwar die zunehmende Mobilität des Individualverkehrs als Lebensqualität und Verbesserung der Erwerbsmöglichkeiten auf vielen Gebieten begrüßt werden, doch stellen die Überlastung der aus traditionellen Strukturen gewachsenen Verkehrswege, die Unfallgefahr und Umweltbelastung neue Herausforderungen dar. Die in den letzten Jahren drastisch gesunkene Zahl der Unfallopfer in Deutschland zeigt, daß mit Hilfe effizenter Steuerungen auch solche Probleme grundsätzlich handhabbar sind. Eine Schwierigkeit im Untersuchungsansatz liegt in der Komplexität der Strukturen, sei es aufgrund immenser Datenmengen, sei es aufgrund mangelnder Übersicht über die Wirkungszusammenhänge der Einzelfaktoren. Es läßt sich daher für viele der wichtigsten und dringendsten Fragen nicht oder nur unzureichend induktiv ermitteln, welche Problemlösungsstrategie mit hinreichender Wahrscheinlichkeit zum Erfolg führt. Neuere Untersuchungsansätze sind daher zunehmend auf Testempirie angewiesen. Da die dafür notwendigen Testreihen nicht sinnvollerweise in der Realität durchzuführen sind, wird nach anderen Wegen gesucht. Eine Möglichkeit ist die Definition typischer Musterobjekte für eine generalisierende Untersuchung anhand von Einzelproben, z.B. im Pooling-Design. Ein anderer Weg ist die Anwendung der Testverfahren in einem Simulationsmodell, das die Realität des Untersuchungsbereichs möglichst genau abbildet. Dies ist erst in jüngster Zeit möglich geworden, nachdem die Entwicklung der Computertechnik es erlaubt, virtuelle und wirklichkeitsnahe Welten zu schaffen. Der Mathematik und den Naturwissenschaften fällt dabei die zentrale Aufgabe zu, die Berechenbarkeit der Phänomene zu prüfen, Modelle zu entwickeln und Algorithmen zur Verfügung zu stellen, die sich für den Einsatz in digitalen Rechenanlagen eignen. Die Entwicklung von Simulationsmöglichkeiten ist daher eng gebunden mit den technischen Möglichkeiten der EDV. Durch Hochleistungsrechenanlagen werden die Grenzen des technisch Machbaren immer weiter ausgedehnt und neue Standards gesetzt, wobei die Parallelisierung von Rechenprozessen ein traditionelles Aufgabengebiet unseres Instituts auf diesem Weg ist. Der für unsere Arbeit zur Verfügung stehende Workstation Cluster erlaubt es, auch komplexe Realitätsmodelle zu simulieren. Zu den derzeit wichtigsten Studien zählen die Untersuchungen zu Verkehrsgleichgewichten in einer Verkehrsmikrosimulation, die in einem interdisziplinären Forschungsverbund des Landes Nordrhein-Westfalen vorangetrieben werden. Anhand von Modellsimulationen der Verkehrsflüsse in und um die Modellstadt Wuppertal werden neue Methoden zur Bewrtung von Maßnahmen der Verkehrsplanung und -steuerung entwickelt. In einem anderen Aufgabenbereich arbeiten wir in Kooperation mit den Landesbausparkassen an der Verbesserung von Simulationsmodellen zur Abbildung von Bausparkollektiven, die eine bessere Steuerung der Vertragskonditionen und eine effizientere Sicherung des Sparziels ermöglichen. Unsere neueren Untersuchungen auf dem Weg der Clusteranalyse versuchen, die Vorteile der Simulation und der Definition von Mustergruppen zu verbinden.