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Gesamtansicht des BOTworld-Programmes bei der
Feinstaubanalyse einer Straßenkreuzung. Die Farben symbolisieren
die unterschiedliche Feinstaubbelastung der Luft, die mit dem
mikroskaligen Stadtklimamodell ENVI-met berechnet wurde. Die
waagerechte Straße ist stärker befahren als die senkrechte Straße.
Ein Maus-Klick auf eine virtuelle Fußgängerin offenbart,
was in ihr vorgeht. BOT "Kristine" ist 44 Jahre alt, 1.60 m groß
und wiegt etwa 53 kg. Diese Daten benötigt das Programm BOTworld,
um wichtige Körperdaten zu bestimmen, u. a. das Atemzeitvolumen,
das angibt, wieviel Luft aktuell in die Lunge eingesogen wird.
Über verschiedene Grafiken kann man online verfolgen, was in und
am Körper des virtuellen Fußgängers passiert. Die untere Grafik
zeigt, wie viel Mikrogramm Schwebstaub Kristine bereits auf ihrer
Reise durch die virtuelle Stadt eingeatmet hat.
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Wenn Forscher wissen wollen, wie Bürger zum
Beispiel die aktuelle Feinstaubbelastung in Innenstädten empfinden,
"befragen" sie virtuelle Fußgänger im Computer: Das System "BOTworld",
entwickelt von Dr. Michael Bruse am Geographischen Institut der RUB,
ist eine so genannte Multi-Agenten-Simulation. Das ist ein neues
Verfahren, bei dem der Computer in die Haut der Fußgänger "schlüpft"
und mit ihnen die virtuelle Realität erlebt. Egal ob einen Bürger, 100
oder 1000, mit den heutigen leistungsfähigen Rechnern navigieren die
Wissenschaftler beliebig viele "Agenten" durch unsere Innenstädte und
lassen sie die angebotene Umweltqualität bewerten. Das System leistet
somit einen wertvollen Beitrag zu aktuellen Diskussionen, etwa, wie
sinnvoll innerstädtische Fahrverbote sind.
Erstmals Umweltbewertung möglich
Was im Bereich der Verkehrssimulation bereits erfolgreich angewendet
wird, ist mit dem Multi-Agenten-System BOTworld nun auch für die
Umweltbewertung möglich. Dr. Michael Bruse: "In BOTworld bauen wir
einen Ausschnitt der Stadt mit seinen Straßen, Häusern und Plätzen im
Computer nach, den dann virtuelle Fußgänger, die BOTs, bevölkern.
Zusätzlich füttern wir BOTworld mit Umweltdaten wie dem Mikroklima,
der Fein- und Schwebstaubbelastung. Diese Daten können aus Messungen
vor Ort stammen oder können beispielsweise direkt aus dem
Mikroklimamodell ENVI-met importiert werden."
Fragen Sie doch den BOT!
Anhand von Infrastrukturdaten wie Bushaltestellen, Parkplätzen oder
Geschäftseingängen erstellt das Programm dann für jeden virtuellen
Fußgänger individuelle Besuchspläne, und der Agent macht sich auf die
Reise durch die Computerstadt. Eine Reihe von komplexen
Berechnungsverfahren wachen dabei über jeden Schritt der BOTs und
geben Rückmeldung darüber, wo er oder sie ist, wie das allgemeine
Befinden ist, wie viel Schwebstaub die Person bereits eingeatmet hat
und ob der Agent mit seiner Umwelt zufrieden ist. Ist er es nicht,
versucht er, alternative, angenehmere Wege zu seinen Zielen zu finden
- falls es sie gibt. "Man erhält die Ergebnisse wie im richtigen
Leben, indem man die virtuellen Fußgänger abschließend nach ihrer
Meinung zum Erlebten befragt", so Bruse.
Was bringen Fahrverbote?
Das System "BOTworld" kann auf diese Weise Antworten geben auf die
Fragen, die aktuell diskutiert werden: Wie viel Feinstaub atmen die
Fußgänger tatsächlich ein? Verbessert sich ihre Situation, wenn man
den Verkehr auf eine andere Straße umleitet? Riskiert man lieber eine
belastete Straße und hält dadurch die anderen sauber - oder ist es
besser, das "Übel" gleichmäßig zu verteilen? Der Clou des Systems
BOTworld ist, dass es das tatsächliche Fußgängerverhalten simuliert:
Die BOTs bewegen sich schnell durch das Straßensystem, sind also
möglicherweise nur kurz hohen Feinstaubkonzentrationen auf einer
belasteten Straße ausgesetzt. Die Rückschlüsse, die die
Wissenschaftler daraus auf die Umweltbelastung ziehen können, sind
wesentlich detaillierter und aussagekräftiger als ein einzelner
punktueller Messwert.
Individuelle BOTs
Das Programm BOTworld kann Stadtplanern, Architekten oder
Wissenschaftlern helfen, Umweltbedingungen aus der Sicht des Nutzers
objektiv zu beurteilen. Durch die Nachbildung vieler hundert
"virtueller Menschen" im Computer kann es ein breites Spektrum von
verschiedenen Eigenschaften (Alter, Bekleidung, Vorlieben) und
Verhaltensweisen sehr transparent simulieren. "Die Gefahr, einzelne
Faktoren - unbewusst oder bewusst - zu vernachlässigen, wird hierdurch
erheblich reduziert", sagt Dr. Bruse.
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