Mit Routenplanungs-App bequem und sicher zum Sportevent (PM 26/23)

München, 28. September 2023 – An Wochenenden zeigt sich an Umsteigebahnhöfen wie der Münchner Freiheit oft das gleiche Bild: Fahrgäste, die mit den öffentlichen Verkehrsmitteln zum Spiel ihres Lieblingsvereins anreisen, nutzen den kürzesten und vermeintlich schnellsten Weg, um umzusteigen. So kommt es schnell zu Staus auf Treppen und an Knotenpunkten, obwohl die Kapazität des Bahnhofs und die Taktung der Züge für die Menge an Fahrgästen generell ausreicht. HM-Doktorandin Christina Maria Mayr im Forschungsteam von Prof. Dr. Gerta Köster, Professorin für Modellbildung und Simulation an der Fakultät für Mathematik und Informatik der HM, erforschte, wie Fahrgäste mit einer Routenplanungs-App anzusprechen sind, damit genug Personen auf weniger frequentierte Routen ausweichen, um Staus zu vermeiden.

Neue Wege für Navigation an U-Bahnhöfen
Herkömmliche satellitengestützte Navigationsapps, die oberirdisch Staus erkennen, sind für den Autoverkehr ausgelegt und für Personenverkehr an U-Bahnhöfen unbrauchbar. Im Vorfeld ihrer Forschungen arbeitete Mayr deshalb mit HM-Kolleg:innen zusammen, um moderne 5G-Technik zum Erkennen von Staus und Menschenansammlungen für ihre App einsetzen zu können. Dabei zeigte sich, dass der direkte Austausch anonymer Daten von Smartphone zu Smartphone zur Ermittlung der Personendichte - und damit von Staus an U-Bahnhöfen - in Echtzeit gut funktioniert. Wichtig war für sie nun die Frage: Wie spreche ich die Fans wirksam an? Und: Führt eine geänderte Routenwahl auch wirklich zur Reduzierung von gefährlichem Gedränge am Umsteigebahnhof?

Für Mayr war das auch eine methodische Herausforderung: „Besonders interessant ist unsere Studie, da wir in unserer Forschung über den Tellerrand gucken und Umfragetechnik aus der Psychologie mit Simulationen aus der Informatik verbinden“, sagt die Doktorandin.

Umfrage und lebensnahe Simulation prüft App-Design
Basierend auf Erkenntnissen aus Psychologie und Kommunikationswissenschaft entwickelte Mayr acht verschiedene Nachrichtendesigns. Stufenweise wurden unterschiedlich Informationen über die Personendichte und wählbaren Routen wie beispielsweise Richtungspfeile oder Kartenansicht in Vogelperspektive präsentiert. Hierfür arbeitete die Doktorandin eng mit Dr. Anne Templeton von der Universität Edinburgh zusammen, die sich als Psychologin speziell mit dem Verhalten von Menschen in Gruppen oder Menschenmengen beschäftigt. In einer breit angelegten Umfrage mit mehr als 1.000 FC Bayern-Fans und einer neutralen Kontrollgruppe von HM-Studierenden und Mitarbeitenden prüfte die Doktorandin anschließend, wie sich Personen von den unterschiedlichen App-Nachrichtendesigns bei der Routenwahl beeinflussen lassen: Wirkt ein Appell an das Zusammengehörigkeitsgefühl der Fußballfans auf die Entscheidung für eine Routenänderung?

Die Umfrageergebnisse integrierte Mayr anschließend in eine Computersimulation, mit der sie testen wollte, ob die Verhaltensänderung der Fans bei der Routenwahl ausreichen, um gefährliche Engpässe zu vermeiden. Im Gegensatz zu bisherigen Simulationen von Personenströmen berücksichtigt das Modell der HM-Forschungsgruppe, dass nicht alle Menschen immer und sofort Empfehlungen folgen. Bei ihrer Studie leiteten sie die unterschiedlichen Verhaltensweisen aus den Umfragedaten ab. „In unserem Simulator laufen kleine Agenten durch eine virtuelle Welt, die sich verhalten, wie reale Personen. Damit können wir untersuchen, wie sich individuelle Entscheidungen auf die Menge auswirken,“ sagt Köster.

Appell an den Teamgeist steigert die Bereitschaft zur Routenänderung
Die Ergebnisse der Simulation zeigten, dass, wenn sich nur ein Viertel der Fans dazu entscheidet, eine längere und nicht so frequentierte Route zum Bahnsteig zu wählen, Gedränge effektiv reduziert werden kann. Der Routenvorschlag der App basiert dabei auf Echtzeitinformationen zu Menschenansammlungen, die über 5G-Technologie erhoben und verbreitet werden könnten. Dass die Fans ihre Routenwahl, weg von der kürzesten Route ändern, hat zwei Voraussetzungen: Erstens, dass für sie der Grund für eine neue Routenwahl ersichtlich ist – darin war die Stauinformation als Kartenansicht sehr wirksam. Zweitens stellte sich heraus, dass ein Appell an das Zusammengehörigkeitsgefühl der Fans Einfluss auf die Wahl einer alternativen Route hatte – etwa die Ansprache: „Lass und unser Team unterstützen, indem wir sicher reisen!“ Bei der neutralen Kontrollgruppe wirkte sich dieser Aufruf nicht auf das Verhalten aus.

Stadtwerke München visieren Integration von Stauinformationen in MVG-App an
Projektpartner der Forschungen von Mayr sind die Stadtwerke München (SWM). Rainer Cohrs, Leiter Konzernsecurity der SWM, konnte durch die Ergebnisse der Studie neue Erkenntnisse gewinnen: „Überraschend war für uns, dass so viele Personen bereit sind, sich tatsächlich umleiten zu lassen. Anstelle von 50 Prozent nehmen durch die Umleitinformation nur noch 25 Prozent der Personen die verstopfte Route. Mit einer so starken Änderung haben wir nicht gerechnet.“ Wegen dieser hohen Effektivität der Fahrgastansprache prüfen die SWM nun, solche Stauinformationen in ihre Verkehrsapps zu integrieren.

roVer
Die Forschungsarbeit von Christina Mayr fand im Rahmen des Forschungsprojekts: Leistungsfähigere Verkehrsinfrastrukturen durch robuste Vernetzung (roVer) statt (Förderkennzeichen: 13FH669IX6) und wurde gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. Projektpartner waren neben der Stadtwerke München GmbH – Unternehmensbereich Verkehr, die accu:rate GmbH – Institute for Crowd Simulation.

Ein Video zum Forschungsprojekt finden Interessierte auf dem YouTube-Kanal der HM.

Gerne vermitteln wir einen Interviewtermin mit HM-Doktorandin Christina Maria Mayr.

Kontakt: Wolfram Schlenker unter T 089 1265-1823 oder per Mail .

Publikation
Mayr Christina Maria, Templeton Anne, Köster Gerta (2023): Designing mobile application messages to impact route choice: A survey and simulation study. PLoS ONE 18(4): e0284540. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0284540

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