Kann ein Algorithmus der NASA dabei helfen, die Zuverlässigkeit der Verkehrsbetriebe Zürich (VBZ) zu steigern? Um die Antwort auf diese Frage zu finden, unternahm der Verkehrssysteme-Student Florian Fuchs eine Forschungsreise nach Amerika. Während 14 Tagen diskutierte er mit Experten der NASA und programmierte Algorithmen. Anlass für die Forschungsreise war die Bachelorarbeit, die Herr Fuchs in diesem Semester erstellt. Hier berichtet er von seinen Erfahrungen.


Bildquelle: VBZ

Heute haben zahlreiche Verkehrsbetriebe bereits automatische Überwachungssysteme, die grosse Datenmengen von hoher Qualität zur aktuellen Betriebssituation generieren. Damit diese Daten aber zu einer Steigerung der Zuverlässigkeit genutzt werden können, gilt es aus der Datenflut die richtigen Informationen zu extrahieren.

Das Ziel der Arbeit ist die Implementierung eines Algorithmus, der die verfügbaren Daten auswertet und Störungen vorhersagt, bevor sie auftreten. Als Grundlage für den Algorithmus soll der ADOPT-Algorithmus der NASA dienen. Dieser muss so angepasst werden, dass er zur Überwachung des Busbetriebs eingesetzt werden kann. Neben der Implementierung und Weiterentwicklung des Algorithmus soll auch untersucht werden, in welchem Umfang Daten bereitgestellt werden müssen, damit eine Vorhersage von Bus Bunching, also der Bildung von Buskolonnen durch das Auffahren nachfolgender Linienumläufe, möglich ist.

Der erste Teil der Arbeit umfasst den Wissenstransfer zwischen ZHAW und NASA. Da der ADOPT-Algorithmus nicht öffentlich verfügbar ist, musste eine andere Lösung gefunden werden. Diese war eine zweiwöchige Forschungsreise zum NASA AMES Research Center in Mountainview, Kalifornien. Während denn zwei Wochen vermittelten Experten das nötige Wissen um den von der NASA entwickelten Algorithmus von Grund auf neu zu programmieren. Als Nebeneffekt ermöglichte der Aufenthalt mögliche Strategien zur Implementation und Erweiterung des Algorithmus zu diskutieren und testen. Nur schon deshalb war der Trip zur NASA spannend und sehr wertvoll.

Der zweite Teil der Arbeit nimmt den entwickelten Algorithmus auf den Prüfstand. Dies geschieht in einer Art virtuellem Sandkasten. Dabei überwacht der Algorithmus simulierte Buslinien und gibt Feedback zum Betriebszustand an einen virtuellen Leitstand. Dabei kann über verschiedene Parameter die Situation in der Simulation verändert werden. Dieses Vorgehen ermöglicht eine kritische Bewertung des Algorithmus. Ebenfalls ist es dadurch möglich, einzelne Anpassungen und deren Auswirkungen zu untersuchen. Schlüsselelement des Simulators ist, dass er in enger Zusammenarbeit mit den VBZ entsteht. Durch die Partnerschaft ist garantiert, dass die Simulation dem Betriebsalltag der VBZ entspricht und diesen abbildet.

Diese Bachelorarbeit zeigt einige charakteristische Merkmale des Studiengangs Verkehrssysteme auf. Beispielsweise demonstrieren die Industriepartner NASA und VBZ die Praxisnähe und -relevanz des Studiengangs. Ergänzend zeigen Umfang und Breite der Arbeit, wie vielfältig das vermittelte Wissen ist.