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hettrich
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     1== WP-I2: Kopplung von PALM-4U und MATSim
     2||
     3=== Projektziele:
     4||
     5Ein großer Teil der städtischen Luftverschmutzung und Lärmwirkungen ist auf den Verkehrssektor zurückzuführen. Im Rahmen des MOSAIK-2 Projektes sollen diese Wechselbeziehungen von Umweltwirkungen und Verkehrssystem im Stadtklimamodell PALM-4U abgebildet und der bisherige parametrisierte Ansatz von PALM-4U durch räumlich und zeitlich aufgelöste Emissionsdaten aus einem Verkehrsmodell ersetzt werden. Zur Erzeugung der notwendigen Eingangsdaten wird die agentenbasierte Verkehrssimulation MATSim (www.matsim.org) verwendet.
     6
     7Das Verkehrsgeschehen wird in MATSim durch die Simulation einzelner Agenten abgebildet, die jeweils einen individuellen Tagesplan verfolgen. Der agentenbasierte Ansatz von MATSim erlaubt die zeitlich und räumlich aufgelöste Berechnung von Kalt- und Warm-Emissionen basierend auf Fahrzeugtyp, Straßentyp und Verkehrslage. Als Referenzwerte für die emittierten Schadstoffe wird die HBEFA-Tabelle (www.hbefa.net) verwendet. Ein detailliertes Emissionsausbreitungsmodell ist in MATSim nicht implementiert und Immissionen und Bevölkerungsexpositionen können daher bisher lediglich über einfache Verteilungsfunktionen stark vereinfacht abgeschätzt werden.
     8MATSim verfügt außerdem über ein Modul, mit dem sich entsprechend der RLS-90 (Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen) für simulierte Verkehrsaufkommen unter Berücksichtigung des Lkw-Verkehrsanteils dynamische und kantenbezogene Lärmemissionen berechnen und mit Hilfe eines stark vereinfachten Ausbreitungsmodells Lärmimmissionen abschätzen lassen.
     9{{{
     10#!div style="align:center; width: 1000px; border: 0px solid"
     11[[Image(WP-I2-figure1.png,nolink,1000px,center)]]
     12}}}
     13
     14   '''Abbildung 1:''' Links: Visualisierung der Verkehrssimulation; jedes Dreieck repräsentiert einen Agenten; die Farbe zeigt die relative Geschwindigkeitsreduzierung aufgrund von Staus an; die blauen Linien stellen die Aktivitäten- und Wegekette eines Agenten dar, inklusive der gewählten Route. Berlin, Deutschland. Rechts: Simulierte tägliche NOx Emissionen in kg/km²; vereinfachte Vorstudie, Berlin, Deutschland.
     15
     16Die Kombination von detaillierten Emissionsdaten aus MATSim sowie dem physikalischen Ausbreitungsmodell von PALM erlaubt die Identifikation von Hotspots, an denen besonders viele Menschen von Emissionen betroffen sind. Eine solche Analyse wird in zwei Fallstudien durchgeführt: zunächst im bereits existierenden Berlin-Modell, sowie anschließend im Stuttgart-Modell, welches im Rahmen des Forschungsprojekts erstellt wird.
     17||
     18=== Aufgabenstellung:
     19||
     20WP-I2.1 Implementierung eines Palm-4U Intergrationsmoduls in MATSim
     21
     22WP-I2.2 Implementierung eines dynamischen luftschadstoff- und lärmexpositionsbasierten Verkehrssteuerungsmoduls
     23
     24WP-I2.3 Datenaufbereitung, Modelltests und -andwendungen
     25||
     26=== Projektstruktur:
     27||
     28Das Arbeitspaket wird von der TU Berlin und der LU Hannover in enger Zusammenarbeit mit der FU Berlin bearbeitet.
     29||
     30=== Zu liefernde Ergebnisse:
     31||
     32MS 1: Implementierung des PALM-4U Integrationsmoduls in MATSim abgeschlossen
     33
     34MS2: Implementierung des PALM-4U-basierten Verkehrssteuerungsmoduls in MATSim abgeschlossen
     35
     36MS3: MATSim Datenaufbereitung für Emissionsberechnung abgeschlossen
     37
     38MS4: Prototype Anwendung des PALM-4U Integrationsmoduls in MATSim für Berlin und Stuttgart
     39
     40MS5: Berlin und Stuttgart Fallstudien abgeschlossen
     41||
     42=== Bisheriger Fortschritt:
     43||
     44WP-I2.1 und WP-I2.3 wurden begonnen.
     45||
     46=== Referenzliteratur:
     47||
     48'''Arentze, T., Timmermans, H.,''' 2004, A learning-based transportation oriented simulation system, Transportation Research Part B38, 613–633.
     49
     50'''Auld, J., Hope, M.B., Ley, H., Sokolov, V., Xu, B., Zhang, K.,''' 2015, POLARIS: Agent-based modeling framework development and implementation for integrated travel demand and network and operations simulations, Annual Meeting Preprint 15-5072, Transportation Research Board, Washington D.C.
     51
     52'''Axhausen, K. W.,''' 1988, Eine ereignisorientierte Simulation von Aktivitätenketten zur Parkstandswahl, PhD thesis, Universität Karlsruhe, Germany.
     53
     54'''Balijepalli, N., Watling, D., Liu, R.,''' 2007, Doubly dynamic traffic assignment – Simulation modeling framework and experimental results, Transportation Research Record2029, 39–48.
     55
     56'''Beckman, R.,  Baggerly, K., McKay, M.,''' 1996, Creating synthetic baseline populations, Transportation Research Part A30(6), 415–429.
     57
     58'''Bhat, C., Guo, J., Srinivasan S., Sivakumar, A.,''' 2008, CEMDAP User’s Manual, 3.1 edn, University of Texas at Austin, Austin, TX, USA.
     59
     60'''Bowman, J., Bradley, M., Shiftan, Y., Lawton, T., Ben-Akiva, M.,''' 1998, Demonstration of an activity-based model for Portland, in ‘World Transport Research: Selected Proceedings of the 8th World Conference on Transport Research 1998’, Vol. 3, Elsevier, Oxford, 171–184.
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     63
     64'''Erath, A., Fourie, P., van Eggermond, M., Ordóñez Medina, S., Chakirov, A., Axhausen, K.W.,''' 2012, Large-scale agent-based transport travel demand model for Singapore, in ‘13th Conference on Travel Behaviour Research (IATBR)’, Toronto, Canada.
     65
     66'''FGSV,''' 1992, Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen (RLS), Ausgabe 1990, Berichtigte Fassung. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, 1992. URL http://www.fgsv.de.
     67
     68'''FHWA,''' 2011, Agent-based modeling and simulation workshop summary report, Technical Report FHWA-HRT-11-036, Federal Highway Administration.
     69
     70'''Horni, A., Nagel, K., Axhausen, K.W.,''' 2016, The Multi-Agent Transport Simulation MATSim, Ubiquity, London, 2016. https://doi.org/10.5334/baw.
     71
     72'''Hülsmann, F., Gerike, R., Kickhöfer, B., Nagel, K., Luz, R.,''' 2011, Towards a multi-agent based modeling approach for air pollutants in urban regions, In Proceedings of the Conference on “Luftqualität an Straßen”. Bundesanstalt für Straßenwesen, FGSV Verlag GmbH, 2011, 144–166, URL: http://www.vsp. tu- berlin.de/publications.
     73
     74'''Kickhöfer, B., Hülsmann, F., Gerike, R., Nagel, K.,''' 2013, Rising car user costs: comparing aggregated and geo-spatial impacts on travel demand and air pollutant emissions, In Vanoutrive, T. and A. Verhetsel, editors, Smart Transport Networks: Decision Making, Sustainability and Market structure, NECTAR Series on Transportation and Communications Networks Research, 180–207, Edward Elgar Publishing Ltd, 2013. https://doi.og/10.4337/9781782548331.00014.
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     78'''Lee, K.-S., Hobeika, A.G., Zhang, H.B., Jung, H.,''' 2009, Travelers’ response to value pricing: application of departure time choices to TRANSIMS, Journal of Transportation Engineering136(9), 811–817.
     79
     80'''Lu, Y., Adnan, M., Basak, K., Pereira, F.C., Carrion, C., Hamishagi Saber, V., Loganathan, H., Ben-Akiva, M.E.,''' 2015, SimMobility mod-term simulator: A state of the art integrated agent based demand and supply model, Technical Report 15-3937.
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     84'''Nagel, K.,''' 1996, Individual adaptation in a path-based simulation of the freeway network of Northrhine-Westfalia, International Journal of Modern Physics C, 7(6), 883.
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     86'''Nagel, K., Wagner, P., Woesler, R.,''' 2003, Still flowing: Approaches to traffic flow and traffic jam modeling, Operations Research, 51(5), 681.
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     88'''Gawron, C.,''' 1998, An iterative algorithm to determine the dynamic user equilibrium in a traffic simulation model, International Journal of Modern Physics C9(3), 393–407.
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     124||
     125=== Kontaktdaten:
     126||
     127nagel[at]vsp.tu-berlin.de
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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