In den mobi.mapr ist über die Zeit einiges an Gedanken, Ideen und Konzeption geflossen. Während die meisten anderen Seiten eher eine Übersicht anzeigen, soll diese Seite ausführliche Details zur Funktion der Anwendung geben.
Bei Fragen, Unklarheiten oder Ergänzungen, kann sich gerne an mobimapr@bw-im.de gemeldet werden.
Allgemeines
Die folgenden Abschnitte sollen ein allgemeines Verständnis darüber geben, welche Elemente im mobi.mapr existieren und diese ausführlich erklären.
Die Grundidee des mobi.mapr arbeitet konzeptionell dicht an der Studie Mobilität in Deutschland, kann aber einfach erweitert werden.
In der Version 1.0 ist die Alltagsmobilität im Fokus (also Erledigungen, Einkauf und Freizeit), da diese einen Großteil der täglichen Wege ausmachen. Arbeitsmobilität, Bildung und begleitete Wege sind für spätere Versionen geplant.
Abgrenzung
Abgrenzung
Der mobi.mapr ist kein Tool, um metergenaue Planungen durchzuführen, wie es eine Analyse vor Ort machen könnte. Durch die Auflösung der Hexagone von etwa 200 Metern, ist das Ziel klar definiert: die Mobilitätsqualität regional betrachten, ohne den lokalen Aspekt aus den Augen zu verlieren.
„Klassische“ Planungsanwendungen sind sehr gut darin lokale Situationen zu modellieren. Mittels Verkehrserhebungen, Abmessungen und weiteren Techniken können zwar ortsgenaue Modelle entwickelt werden, aber es fehlt in der Regel eine Betrachtung „von oben.“ Ist z.B. wenig Verkehr auf einem Radschnellweg, weil dieser nicht genügend ausgebaut ist oder eher weil der Weg nirgendwo hin führt?
Der mobi.mapr hingegen geht vom Menschen aus. Am Ende eines jeden Weges steckt eine Aktivität und die möchte der Mensch erreichen. Mobilität bedeutet Möglichkeiten. Hat eine Person diese Möglichkeiten mit einem Modus nicht, ist die Mobilität eingeschränkt und wird beispielsweise durch einen anderen Modus kompensiert.
Im mobi.mapr ist die Philosophie des bwim tief verankert. Um breitere Beispiele davon zu bekommen, sei ein Ausflug auf die restliche Website empfohlen.
Wie funktioniert der mobi.mapr?
Funktion
Im Kern ist der mobi.mapr eine Erreichbarkeitsanalyse, aber um subjektive Faktoren ergänzt. Das kann an einem einfachen Beispiel erklärt werden.
Eine Person ist zuhause und möchte zur nächsten Bäckerei. Diese ist entweder 12 Minuten zu Fuß, 5 Minuten mit dem Fahrrad oder 8 Minuten mit dem Bus. Nach einer Erreichbarkeitsanalyse würde das Fahrrad mit den 5 Minuten als Standard definiert werden, im mobi.mapr kommen aber noch weitere Faktoren hinzu.
Am Ende steht eine angepasste Zeit, die unten weiter erklärt wird. Diese wird für alle Modi und alle Aktivitäten berechnet, gewichtet und zuletzt in Relation zur durchschnittlichen Zeit gesetzt. Dieser Index wird bewertet und ergibt unser SIGMA mit einer Schulnote von A-F
Orte und Aktivitäten
Orte und Aktivitäten
Am Ende eines jeden Weges steht eine Aktivität. Sei der Einkauf, der Weg zur Arbeit oder ein Eis. Dieser Gang zur Aktivät erzeugt den Verkehr, den wir kennen.
Ein Ort ist dabei die physische Instanz einer Aktivität, so ist z.B. ein Ort zur Aktivität Bäckerei das „Café Bäckerei am Schloss“.
Es ist dabei nicht trivial eine Aktivität zu definieren. Ist eine Bäckerei ein Ort wo man Brötchen kaufen kann oder doch eher ein Ort wo ein Café getrunken wird? Der mobi.mapr der Klassifikation von OpenStreetMap. Weitere Klassifikationen, wie GoogleMaps, Apple Maps oder Overture, haben sich als für diesen Zweck untauglich rausgestellt.
Kategorien
Kategorien
Da ein Mensch zu mehr als einer einzelnen Aktivität geht, wird eine logische Gruppierung von Aktivitäten benötigt. Eine solche Gruppierung ist eine Kategorie. Wenn eine Aktivität bspw. ein Supermarkt ist, wäre eine Kategorie z.B. täglicher Bedarf.
Diese Generalisierung ermöglicht es an bekannte Studien, wie der Mobilität in Deutschland anzuschließen, indem die dort verwendeten abstrakten Aktivitäten in tatsächliche Aktivitäten in der echten Welt übersetzt werden.
Die Kategorie besteht dabei aus mehr als einer Aktivität, die jeweils Gewichtungen haben können. Für die Kategorie täglicher Bedarf ist ein Supermarkt wichtiger, als ein Bäcker.
Zusätzlich haben die Kategorien einen Einfluss auf die Gewichtung der Routen der einzelnen Aktivitäten.
Gewichtung
Gewichtung
Bisher wurde immer davon gesprochen, dass der Score von einem Start zu einem Zielpunkt berechnet wird. In der Realität ist es aber oft wichtig mehr als ein Zielpunkt zu haben. So ist es beispielsweise wichtig mehrere Bäckereien zur Verfügung zu haben, falls eine qualtitativ nicht ausreichend ist oder mangelhafte Öffnungszeiten hat.
Das Modell betrachtet immer drei zwei Alternativen zur schnellsten Option, die je nach Kategorie gewichtet werden. Die Funktion für die Gewichtung ist die Folgende:
e^{-lambda * (i-1)} mit i = 1,2,3
Das ergibt die folgenden Gewichtungen, je nach Lambda:

Profile und Modi
Profile und Modi
Um von A nach B zu kommen benutzt man einen Modus. Im einfachsten Fall geht man zu Fuß, es sind aber auch andere Modi denkbar, wie Auto, Rad oder ÖPNV.
Für eine einfachere Verwendung wird im mobi.mapr zwischen Profilen und Modi unterschieden. Ein Profil ist dabei eine Variante eines Modus. Ein einfaches Beispiel: Fahrradfahren ist im mobi.mapr ein Modus, Rennrad oder Lastenrad wären Profile. Korrekterweise müsste es daher Modus-Profil heißen, die Kurzform wird stattdessen verwendet.
Ein Profil bringt viele subjektive Parameter mit sich. Ein Beispiel sind hier die Geschwindigkeit, die das Fahrrad in den unterschiedlichen Varianten maximal erreichen kann oder die Zeit, die benötigt wird, um das Fahrrad abzustellen – bei einem Lastenrad dauert das länger als bei einem Trekkingbike.
Regionalisierung
Regionalisierung
Die Mobilitätsqualität hängt auch immer von dem Ort ab, an dem sich eine Person befindet. Ist diese im ländlichen Raum, werden andere Aktivitäten angepeilt, als in der Stadt, sowie die durchschnittliche Unterwegszeit variiert.
Im mobi.mapr wird mit den RegioStaR7-Klassen gearbeitet, in denen Deutschland in sieben unterschiedliche Raumtypen aufgegliedert wird.
Anhand dieser RegioStaR-Klassen werden andere Referenzwerte verwendet, sowie die Kategorien für Persona (sh. unten) anders zusammengesetzt.
Personas
Personas
Möchte man mehrere Kategorien aggregieren, ist es wichtig diese zu gewichten. Schließlich führen nicht gleich viele Wege zu Orten des täglichen Bedarfs, wie zu Kinderspielbereichen.
Der mobi.mapr verwendet daher Personas als Mittel diese Werte zusammenzusetzen. Inder Version 1.0 werden daher auch die Persona aus der Mobilität in Deutschland verwendet.
So kann für jede Gemeinde, Landkreis oder Bundesland betrachtet werden, welche Kategorien in welchem Maße relevant sind.
Räumliche Auflösung
Räumliche Auflösung
Um die Mobilitätsqualität zu bestimmen werden Routen berechnet. Diese Routen haben die Orte der Aktivitäten als Zielort, aber benötigen einen Startort. Die kleinste räumliche Einheit mit der in Deutschland gearbeitet wird sind Kommunen bzw. Gemeinden. Diese Einheit ist aber dennoch viel zu groß.
Im mobi.mapr wird die Fläche daher in Hexagone aufgeteilt. Das kleinste Hexagon hat eine Kantenlänge von 200 Metern. Es ist daher möglich Mobilitätsqualität auf den folgenden Stufen darzustellen:
- Hexagon (9)
- Hexagon (8)
- Hexagon (7)
- Gemeinde/Kommune
- Landkreis
- Bundesland
- Landkreis
- Gemeinde/Kommune
- Hexagon (7)
- Hexagon (8)
Im Frontend werden dabei in der Regel die Hexagone der Stufe 7 und 8 übersprungen.
Bewertung
Bewertung
Nachdem die Routen berechnet wurde, muss daraus ein Wert gebildet werden. Diesen Wert wird im mobi.mapr Score genannt und liegt beispielsweise bei 13 Minuten.

Da in der Mobilität in der Regel mit einander verglichen wird, ergibt es Sinn diesen Wert in eine Relation zu setzen. Diese Relation ist die durchschnittliche Unterwegszeit nach Regionalklasse in der entsprechenden Kommune. Benötigt ein Weg also im Durchschnitt 25 Minuten ist dieser Wert unterdurchschnittlich. Ein Index entsteht. Dieser liegt zwischen 0 und max. 2, wo dieser aus technischen Gründen gekappt wird.
Um das Ganze nun zu bewerten zu lösen wird final aus dem Index eine Note (Grade) gebildet. Diese ist in Schulnoten aufgeteilt, aber um nicht mit dem Index in Verwirrung zu kommen mit Buchstaben bezeichnet.
Die Zwischenschritte sind dabei mit + und – bezeichnet. Dem ganzen steht eine Exponentialfunktion dahinter, sprich, niedrigere indizes werden differentierter bewertet, als höhere.
Die Bewertung hat dabei folgende Eckpunkte. Ist der Index größer als 100%, wird er als ungenügend (E) gewertet. Der Unterschied zwischen „Gut“ und „Befriedigend“ liegt bei 50% des Index.
Daraus ergibt sich die folgende Funktion: h(x)=0.2511169*1.122178^(x)
. Für jedes x kann dabei die Noten mit Zwischenstufe angenommen werden, also x=1 entspricht A+.
Für eine einheitliche Schreibweise kann am Ende das Σ (SIGMA) verwendet werden. Es steht passenderweise für Score-Index-Grade-Mobility-Accesiblity. Eine Gemeinde könnte demnach ein Σ B+ haben.
Technische Umsetzung
Die folgenden Absätze sollen eine kleine technische Übersicht geben, womit der mobi.mapr entwickelt wurde.
Frontend
Das Frontend ist eine Anwendung, die in Angular geschrieben ist. Als Framework wird PrimeNG verwendet. Für Karten ist vor allem MapLibre, sowie Openlayers im Einsatz. Viele kleine Bibliotheken zum Styling runden das Projekt ab.
Datenbank
Die gesamten Daten liegen in PostGIS, einem Derivat von PostgreSQL. Dadruch können spatial queries direkt auf den Daten gemacht werden.
Backend
Das Backend ist in Python geschrieben und verwendet Django als Framework.
Routing
Das Routing ist der komplexeste Teil der Anwendung. Die Milliarden von berechneten Routen müssen regelmäßig aktualisiert und gepflegt werden. Die meisten Routen werden dabei mit der Valhalla Routing Engine berechnet. Diese wird für alle Routen von Fuß, Rad und Auto verwendet.
Für die Routenberechnung im ÖPNV geht ein großer Dank an MOTIS, die es geschafft haben eine sensationelle Routing-Engine zu entwickeln, die der Realität sehr nahe kommt.