»SimCity« für Profis

Was Agenten, Bewegungsmuster und ein Mobilitätsrucksack für die Standortplanung bedeuten


Das Schweizer Unternehmen Senozon hat einen eindeutigen Schwerpunkt: Bewegung. Womit – unabhängig von dem sicherlich ebenfalls begrüßten Sportprogramm der Mitarbeiter – die Bewegung der »Massen« gemeint ist. Mit dem Ziel der größeren Transparenz von Kundenbewegungen bietet Senozon ein Mobilitätsmodell an, das in seiner Auflösung nicht nur einzigartig ist, sondern flächendeckend für ein ganzes Land vorliegt.

Bild von Gerd Altmann auf Pixabay
Gerd Altmann/Pixabay

Im ersten Schritt muss die Realität eines ganzen Landes in ein Modell überführt werden.

Bisher ist es meist so, dass der Einsatz statischer Methoden die Basis für die Bewertung und Auswahl von Standorten bildet. Doch wo bleibt die Bewegung? Denken Sie an sich selbst: Gehen Sie wirklich in den Geschäften einkaufen, die nach einer klassischen Einzugsgebietsanalyse in der Erreichbarkeit Ihres Wohnstandorts liegen? Oder kaufen Sie nach der Arbeit in ganz anderen Gegenden ein, erschließen vielleicht abhängig vom gewählten Verkehrsmittel ganz andere Stadtviertel?

»Es geht um Bewegung, um die räumlichen Bewegungsmuster von letztendlich jeder einzelnen Person«, erläutert Thomas Haupt, Geschäftsführer Senozon Deutschland. »Um das abzubilden eignen sich Modelle, in denen sich sogenannte Agenten bewegen. Es handelt sich dabei um anonyme Stellvertreter der statistischen Wohnbevölkerung. Sie tragen deren Eigenschaften und Verhaltensmuster.«

Das Fazit vorweg

Senozon setzt in ihrem Mobilitätsmodell so ein »Multiagentensystem« ein und hat es in einem Fazit wie folgt charakterisiert: »Allgemein können mit Hilfe von Multi­agentensystemen sehr viele Aspekte mit Einfluss auf das Geschehen der realen Welt integriert werden. Sie können verschiedenste Datenquellen berücksichtigen und befähigen so zur Beantwortung vielfältiger kundenbezogener Fragestellungen. Aufgrund ihrer möglichen hohen räumlichen, zeitlichen und inhaltlichen Auflösung stellen Sie einen interessanten und bedeutenden Ansatz zur Abbildung des Konsumentenverhaltens und dessen zukünftige Entwicklung dar.«

Schön zusammengefasst, doch was verbirgt sich dahinter? Vereinfacht ausgedrückt ist das Senozon Mobilitätsmodell eine Art »SimCity« für Profis: Ein ganzes Land wird simuliert, umfassend und sehr feinräumig. Seine Bewohner werden dann auf die Reise geschickt, Millionen von Agenten tragen einen »Rucksack« voller Informationen durch das Land und erlauben so für die Standorte, die sie passieren, detaillierte Aussagen.

Modellbau

Die Erstellung des Modells, also der Nachbau des Landes, ist der erste, sehr aufwendige Schritt. Auf einer Rastergröße von 100 x 100 m wird ein detailliertes räumliches und zeitliches Abbild des Landes im Computer erzeugt. Sämtliche Gebäude, Straßenabschnitte, Haltestellen, Bahnhöfe, Busse, Trams und Züge mitsamt dem gesamten Fahrplan werden so modelliert.

Für alle im Land wohnenden Personen wird im zweiten Schritt ein synthetisches Abbild erzeugt, angereichert mit Angaben zu Demographie, Soziodemographie und mehr. Damit steht für die spätere Simulation ein statistisch repräsentatives Abbild der realen Wohnbevölkerung zur Verfügung, in Form von Agenten. In einem weiteren Schritt werden diesen Agenten typische Aktivitätenabfolgen zugewiesen, mit denen das Mobilitätsverhalten simuliert werden kann.

Dadurch, dass die Eingangsdaten des Modells sehr detailliert und qualitativ hochwertig sind, spiegelt die Simulation das typische Mobilitätsverhalten der Bevölkerung sehr gut wider. Validierungs- und Kalibrierungsprozesse sorgen außerdem dafür, dass die resultierenden Analysen möglichst genau der Realität entsprechen. Zu den Methoden der Modellierung könnten wir jetzt Begriffe wie Iterative Proportional Fitting, Bayesian Networks, doppelt beschränktes Gravitationsmodell oder Nash-Equilibrium ins Spiel bringen. Doch so tief wollen wir gar nicht einsteigen, bleiben wir bei den Agenten.

Peggy und Marco Lachmann-Anke/Pixabay.com
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Die Agenten reagieren auf ihre Umwelt und passen ihr Verhalten an.

Die Interaktion des Individuums

Wie der Name »Multiagentensystem« schon vermuten lässt, ist auch das Verhalten der Individuen untereinander Bestandteil des Modells. Zunächst verhalten sich die Agenten in der Simulation als autonome »Personen«, die ihren typischen Werktag beschreiten:

  • Jeder Agent geht zur Arbeit oder Ausbildung, zum Einkaufen oder verbringt seine Freizeit an unterschiedlichen Orten.
  • Zur Fortbewegung nutzen sie das gegebene Verkehrsangebot (Auto, ÖPNV, Fahrrad oder zu Fuß).
  • Und jede Person optimiert ihren Tag, indem sie für Wege Zeiten und Kosten optimiert.

»Bei allem agieren die Agenten aber auch mit ihrer Umwelt«, erläutert Michael Balmer, maßgeblicher Mitentwickler des Modells und heutiger Head of Models and Solutions bei Senozon. »Sie verhalten sich zielorientiert und reagieren beispielsweise auf Veränderungen im ÖPNV- oder Straßennetz. Sie müssen aber auch Busse abwarten, wenn diese bereits voll sind oder auf überfüllten Straßenabschnitten im Stau stehen.«

Peggy und Marco Lachmann-Anke/Pixabay.com
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Einer von Millionen Agenten, die mit ihrem »Mobilitätsrucksack« im Modell unterwegs sind.

Den »Rucksack« erweitern

Gerade diese »Lebendigkeit« des Individuums im Simulationsmodell ist eine der spannenden Eigenschaften des Verfahrens, ermöglicht es doch genauso lebendige Ergebnisse bei der Betrachtung einzelner Standorte. Und es bleibt nicht bei den standardmäßig erhobenen Daten: Wenn die Auftraggeber einer Standortanalyse beispielsweise anonymisierte Kundendaten liefern, an denen auch weitere Informationen wie Milieus und Ähnliches hängen, dann kann der »Mobilitätsrucksack« mit diesen Daten angereichert werden. Die Information eines Agenten wird damit nicht nur erweitert, über das Modell wird auch klar, wohin sich dieser Rucksack bewegt. »Wir schicken die Daten des Kunden quasi auf die Reise«, illustriert Michael Balmer.

Der durchschnittliche Tag – gestern, heute und morgen

Die Ergebnisse der Senozon Simulation spiegeln standardmäßig den mittleren Werktag eines Jahres wider. Neu ist, dass in Pilotprojekten durch die Integration von Mobilfunkdaten auch der durchschnittliche Samstag abgebildet werden kann – die Bewegungsströme verhalten sich an diesem Tag erwartungsgemäß anders als an einem Werktag. Aber auch diese Aussagen basieren auf Mittelwerten, Echtzeitinformationen wie erhöhte Bewegungsströme durch ein Fußballspiel werden nicht erfasst.

metamorworks/iStockphoto.com
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Eine der großen Stärken des Modells ist es, dass neben aktuellen und Bestandsdaten auch zukünftige Rahmenbedingngen mit einfließen können.

Die Simulationen im Modell sind somit für eine langfristige Planung ausgelegt und offenbaren genau hier ihre große Stärke: Sie ermöglichen nicht nur Aussagen, wer sich gestern oder heute bewegt, sondern auch, was in Zukunft passieren wird. Wenn in 10 Jahren ein neuer Stadtteil erbaut wird, neue Straßen hinzukommen und andere vielleicht gesperrt werden, wie verhalten sich dann die Bewegungsströme? Gerade die Berücksichtigung zukünftiger Rahmenbedingungen spielt für Standortentscheidungen eine große Rolle, da diese auch immer langfristige Entscheidungen sind.

Multiagentensysteme und Standort – Praxisbeispiele

Dass der Einsatz eines Multiagentensystems auch (oder gerade) bei Fragen rund um das Thema Standort in jedem Fall vielversprechend ist, erschließt sich leicht durch das bisher Gesagte. Ein paar Beispiele aus der Praxis vertiefen die bisherigen Aussagen:

Osobystist/iStockphoto.com
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Meine Kunden – wo laufen sie denn?

Ein Telekom-Anbieter will expandieren und neue Filialen eröffnen. Er besitzt zwar zahlreiche Informationen über seine Kunden wie Wohnort, Internetanschluss, Umsatz etc., aber wo bewegen sie sich tatsächlich? Das Mobilitätsmodell kann mit diesen kundenspezifischen Daten angereichert werden, der Rucksack der Agenten wird mit diesen Informationen befüllt und auf die Reise geschickt. Auch wenn die Daten immer noch vollständig anonym sind, tragen die Agenten tatsächlich die Potenziale des bestehenden Kundenstamms durch das Modell – und helfen somit, neue Standorte auf die Bewegungsmuster der bestehenden Kunden auszurichten.

guruXOOX/iStockphoto.com
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Cash is Money

Der Finanzdienstleister Credit Suisse sucht Standorte für Geldautomaten. Zielführend ist hier die Kenntnis folgender Parameter: Welche Kunden haben Bedarf an Bargeld? Wo kommen diese Kunden im Laufe des Tages vorbei? Wie hoch ist die Frequenz dieser Kunden an gewissen Standorten? Nachdem Credit Suisse die Kundengruppe mit Bargeldbedarf beschrieben hat, wird diese im Senozon Mobilitätsmodell ermittelt und in Bewegung versetzt. Daraus ergeben sich die besten Standorte mit relevantem Kundenpotenzial für neue Geldautomaten.

David Mark/Pixabay.com
David Mark/Pixabay.com

Out of Home, not Out of Sight

Außenwerbung – ein Bereich des Marketing, der extrem von Passantenströmen abhängt. Die Berücksichtigung der Analysen aus dem Mobilitätsmodell ändert die Entscheidungsgrundlagen für die zu buchenden Standorte: Mit der Buchung von Netz A, das 500 Plakatstellen umfasst, erreicht der Kunde 200.000 Menschen. Das Mobilitätsmodell ermittelt aber vielleicht, dass nur 10% der Passanten der gewünschten Zielgruppe entsprechen. Netz B mit nur 200
Plakatstellen erreicht dagegen zwar nur 100.000 Menschen, aber 40% der Zielgruppe. Diese Vorgehensweise, nicht mehr über die Gesamtgruppe, sondern über die Erreichbarkeiten zu gehen, ermöglichen dem Werbetreibenden, sein Budget zu optimieren – ein Verfahren, das von der Agentur für Außenwerbung Jost von Brandis erfolgreich eingesetzt wird.

yolvin pizan/Pixabay.com
yolvin pizan/Pixabay.com

Blick in die Zukunft

Das Areal Bülach Nord ist eines der größten Entwicklungsgebiete der Stadt Bülach in der Schweiz. Der Wandel von industriell genutzten Flächen in Wohnquartiere wird Auswirkungen auf die verkehrliche Situation haben, Auswirkungen, die mit dem Senozon Mobilitätsmodell analysiert wurden. Einige der Fragen, die damit zu beantworten waren: Wie gut ist das Areal für Unternehmen im Dienstleistungs-, Sport-/Freizeit- und Gastronomiesektor mit dem Auto oder mit dem öffentlichen Verkehr erreichbar? Wie gut ist es für Personen im erwerbstätigen Alter mit dem Auto oder mit dem öffentlichen Verkehr erreichbar? Woher kommen die Personen in der Umgebung beziehungsweise wohin gehen sie?

Noch ein Fazit zum Schluss

Das Senozon Mobilitätsmodell wurde an der ETH Zürich und der TU Berlin entwickelt und bisher für Deutschland, Österreich und die Schweiz umgesetzt. Die wichtigsten Entwickler und Unterstützer des Modells arbeiten immer noch bei oder mit Senozon zusammen. Dr. Michael Balmer sorgt als Mitgründer mit seinem Team für die ständige Weiterentwicklung des Modells. Der laufende Austausch mit Prof. Dr. Kay W. Axhausen und Prof. Dr. Kai Nagel garantiert die aktive Verbindung zur Wissenschaft.

»Der Aufwand lohnt sich«, schließt Thomas Haupt. »Wer hält sich wann, wo und zu welchem Zweck auf? Wohin gehen die Menschen, zu welcher Tageszeit, und was machen sie da: arbeiten, shoppen, wohnen? Allein das Wissen, dass es diese Informationen flächendeckend gibt, dürfte die Phantasie der meisten Planer und Fachleute anregen.« Und damit, wie wir annehmen, auch Ihre.

DDS unterstützt Sie in allen Fragen rund um das Thema Senozon Mobilitätsdaten.