Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-8270
Main Title: Mobility as a service and the transition to driverless systems
Translated Title: Mobility as a Service und die Umstellung auf fahrerlosen Betrieb
Author(s): Bischoff, Joschka Felix
Advisor(s): Nagel, Kai
Referee(s): Nagel, Kai
Friedrich, Markus
Winter, Stephan
Granting Institution: Technische Universität Berlin
Type: Doctoral Thesis
Language Code: en
Abstract: On-demand transport modes have developed over the last decades and are now often integrated into Mobility as a Service (MaaS) systems. Their current scope stretches from classical taxi and paratransit services to ride-hailing and ride-sharing and also includes free-floating car sharing systems. In the future, the ongoing trend towards a sharing-economy and improving autonomous driving capabilities may help demand-responsive transport become a dominant means of transport both in urban and rural areas. This thesis aims to analyze the effects of on-demand transport services in MaaS. First, an overview of such modes is provided. This is accompanied by an introduction into simulation tools that allow an analysis of on-demand transport systems. Here the focus is set on agent based simulation of both the demand and the supply of a service. The second focus lies on existing, driver-based MaaS operations, with taxis being the main example. This includes an in-depth analysis of the taxi market in Berlin, Germany, based on the evaluation of GPS trajectories. Several clear patterns both on the demand and supply side are revealed. For example, the demand for taxi trips follows a clear scheme during work days, but peaks at weekend nights. Using agent-based simulation techniques, an evaluation of a possible electrification of the taxi fleet in the city is made. Results suggest that this would not result in major operational limitations. Also, a demand estimation for a fleet of wheelchair accessible taxis is conducted and it is shown that a relatively small share of vehicles will be enough to offer a viable service in the city. This second part concludes with a simulation of the effects of shared taxi rides in Berlin. These are likely to be successful only in the city center and to and from Tegel Airport. The third focus is on possible effects of Autonomous Vehicles (AVs) on mobility services. First, a scenario is discussed where all car traffic in Berlin is replaced by single passenger Shared Autonomous Vehicles (SAVs). In Berlin, it is shown, one fleet vehicle could replace up to ten conventional cars. In the second case study, the replacement of a schedule-based and conventionally-operated public transport system by a pooled SAV-system in a smaller town scenario is simulated. Given the simulation assumption, such a system will reduce both travel times for passengers and operating costs.Finally, the third case study shows the effect privately owned AVs may have on parking behavior in urban areas, if people have the choice to either let their privately-owned vehicles cruise or send them to remote parking locations. Results suggest that the use of remote parking locations for AVs may be favorable in areas of high parking pressure.
Nachfragebasierte Verkehrsträger haben sich in den letzten Jahrzehnten rasant entwickelt und sind heute oft Teil sogenannter Mobility-as-a-Service (MaaS)–Angebote. Heutzutage umfassen sie klassische Taxi- und Paratransit-Angebote, Ride-Hailing- und Ride- Sharing-Systeme sowie Free-Floating-Carsharing. Zukünftig könnten der Trend hin zur Sharing-Economy und Fortschritte im automatisierten Fahren dazu beitragen, dass nachfragebasierte Verkehrsträger eine dominierende Stellung unter den Verkehrsmitteln sowohl in urbanen als auch in ländlichen Räumen einnehmen. Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, die Auswirkungen und Einflüsse von nachfragebasierten Verkehrsmodi in MaaS-Systemen zu analysieren. Zunächst wird hierfür ein Überblick über diese Dienste und eine Einführung in die Simulationswerkzeuge gegeben, die ein mögliches Werkzeug zur Analyse und Wirkungsabschätzung von MaaS darstellen. Bei der Simulation liegt das Hauptaugenmerk dabei auf Werkzeugen, die eine agentenbasierte Simulation sowohl der Nachfrage als auch des Angebots ermöglichen. Der weitere Fokus der Arbeit liegt auf bereits existierenden, fahrerbasierten MaaS- Diensten am Beispiel Taxi. Hierzu wird eine tiefgehende Analyse des Berliner Taximarkts mittels ausgewerteter GPS-Trajektorien vorgenommen, welche eindeutige Muster in der Nachfrage nach Taxifahrten und im Fahrzeugangebot aufzeigt. So ist beispielsweise die Nachfrage nach Taxifahrten an Werktagen sehr regelmäßig geformt, absolut am höchsten ist sie jedoch in Wochenendnächten. Im weiteren Verlauf wird unter Verwendung agentenbasierter Simulationstechniken eine Bewertung einer möglichen Elektrifizierung der Taxiflotte der Stadt vorgenommen. Diese könnte ohne gravierende betriebliche Änderungen realisiert werden. Ferner wird eine Bedarfsabschätzung für eine mögliche Flotte von rollstuhlgerechten Taxis angestellt. Der Teil schließt mit einer Simulation der Auswirkungen geteilter Taxifahrten in Berlin. Die Ergebnisse zeigen, dass geteilte Fahrten vorrangig im Innenstadtgebiet und vom und zum Flughafen Tegel erfolgreich sein können. Des Weiteren werden in der Arbeit die Auswirkungen von autonomen Fahrzeugen auf MaaS diskutiert. Zunächst wird hierbei ein Szenario erörtert, in dem der gesamte Autoverkehr in Berlin durch Shared Autonomous Vehicles (SAV), oder Robotaxis, ersetzt wird. Hierbei ist es möglich, dass ein autonomes Flottenfahrzeug bis zu zehn Privatfahrzeuge ersetzen kann. In einer zweiten Fallstudie wird der Ersatz eines fahrplan- basierten, herkömmlich betriebenen öffentlichen Verkehrssystems durch ein geteiltes SAV- System in einer kleineren Stadt simuliert. Unter den getroffenen Annahmen könnte solch ein System dabei sowohl in geringeren Fahrzeiten als auch in niedrigeren Betriebskosten resultieren. Schließlich zeigt eine dritte Fallstudie, wie sich autonome Fahrzeuge in Privatbesitz auf das Parkverhalten in einer Stadt auswirken können, wenn AutohalterInnen die Möglichkeit haben, ihre Privatfahrzeuge stetig umherfahren zu lassen oder sie zu abgelegenen Parkplätzen zu schicken wenn sie nicht benötigt werden. Basierend auf den Simulationsergebnissen erscheint letzteres dabei in Stadtvierteln mit hohem Parkraumdruck die bevorzugte Variante zu sein.
URI: https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/9184
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-8270
Exam Date: 28-Feb-2019
Issue Date: 2019
Date Available: 2-May-2019
DDC Class: 380 Handel, Kommunikation, Verkehr
Subject(s): MaaS
taxi
autonomous vehicles
transport simulation
demand responsive transport
autonome Fahrzeuge
Verkehrssimulation
nachfrageabhängige Bedienformen
License: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Appears in Collections:FG Verkehrssystemplanung und Verkehrstelematik » Publications

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
bischoff_joschka.pdf48.08 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons