Entwicklung eines Referenzmodells für Mobilitätsplattformen.

Abstract

Mobilität ermöglicht dem Menschen die Teilhabe am gesellschaftlichen Leben. Der steigende Mobilitätsbedarf, die Endlichkeit der verfügbaren Ressourcen und die aktuellen Umwelteinflüsse der Mobilität machen einen Mobilitätswandel weg vom fossil angetriebenen Individualverkehr unvermeidlich. Ein vollständiger Ersatz des Individualverkehrs durch öffentliche Personenverkehre würde jedoch zu einer erheblichen Einschränkung der Mobilität führen. Hingegen ist eine Kombination verschiedener Mobilitätsangebote (z. B. ÖPNV, Car-Sharing, Fernbusse) zum Erhalt der Flexibilität in der Mobilität vielversprechend. Sie führt aber zugleich zu einer erhöhten Komplexität bei der Nutzung, da Angebote unterschiedlicher Mobilitätsanbieter verglichen und sowohl finanztechnisch als auch in Wegfindung und Reisebegleitung kombiniert werden müssen. Mobilitätsplattformen sollen die Mobilitätsangebote in einem Informationssystem zusammenführen und dem Nutzer Funktionalitäten zur Auskunft, Buchung, Autorisierung, Reisebegleitung, Abrechnung sowie zum Kundendienst über einen Zugangspunkt bereitstellen, beispielsweise eine Applikation für mobile Endgeräte. Die bisherigen Ansätze für solche Mobilitätsplattformen sind jedoch höchst unterschiedlich, was ihre Interoperabilität fachlich, software- und datentechnisch, aber auch in den Geschäftsmodellen stark erschwert. Ziel der Arbeit ist es, den Umgang mit dieser extremen Heterogenität durch ein Referenzmodell für Mobilitätsplattformen entscheidend zu erleichtern. Als erstes umfangreiches Experiment wird dabei zunächst eine modellgestützte Plattform konzipiert und für die Region Aachen prototypisch umgesetzt, welche Auskunft, Buchung, Autorisierung und Abrechnung für Mobilitätsdienstleistungen erstmals integrativ unterstützt. Diese Plattform ist in Aachen mittlerweile in den Routineeinsatz übergegangen. Im Vergleich der gewonnenen Erfahrungen mit denen von fachlich meist eingegrenzteren, aber teils viel umfangreicheren Plattformen anderer Regionen und bundesweiten Anbietern wird jedoch festgestellt, dass mehrere Verbesserungen an dem zugrundeliegenden Modell sowie Erweiterungen um externe Empirie erst eine Übertragbarkeit auf andere Regionen oder andere Geschäftsmodelle erlauben würden. Aus dieser integrativen Anforderungsanalyse entwickelt die Arbeit in einem iterativen Prozess, unter Einbindung zahlreicher Anwendungspartner, ein Referenzmodell für Mobilitätsplattformen, das es erlaubt für unterschiedliche Kooperationsszenarien zwischen Plattform- und Mobilitätsanbieter und somit für unterschiedliche Geschäftsmodelle angepasste Systemarchitekturen zu erzeugen, in denen einheitliche Komponenten und Schnittstellen verwendet werden. Um dies zu erreichen, muss auch eine neue Entwicklungsmethodik erarbeitet werden, die Elemente verschiedener aus der Literatur bekannter agentenorientierter Entwicklungsmethoden vereint. Bei der Entwicklung der zum Modell gehörenden Referenzarchitektur wird im Rahmen dieser Methode zudem unterschiedliche Kooperationsszenarien analysiert. Eignung und Nutzen des in der Arbeit entwickelten Referenzmodells werden durch dessen aktuelle Verwendung durch Systemanbieter und den Verband Deutscher Verkehrsunternehmen e. V. zur Entwicklung von Mobilitätsplattformen bis hin zu einer derzeit fast abgeschlossenen VDV-Normung bestätigt.Mobility enables citizens to participate in social interaction. The increasing need for mobility, limited ressources, and the current environmental impact of mobility call for a change in mobility, leaving fossil fueled individual mobility behind. Replacing individual mobility completely by public transport based mobility would result in severe limitations in mobility. Combining different mobility services (e. g. public transport, car sharing, long-distance bus) looks promising to stay flexible in mobility. This increases the usage complexity for the traveler because mobility offers of different providers have to be compared and combined with respect to financial, trip planning, and travel assistance aspects. Mobility platforms integrate and combine different mobility services in one information system, so users can access information, booking, authorization, travel assistance, billing, and customer service through a single point of access (e. g. an application on a mobile device). Existing approaches for mobility platforms vary widely hindering interoprability at functional, software component and data model level, as well as at business model level. The objective of this thesis was to ease this heterogeneity by creating a reference model for mobility platforms. First the design and prototypical implementation of a model driven mobility platform for the region Aachen is discussed which supports integration of information, booking, authorization, and billing for mobility services for the first time. This platform was put into productive operation in Aachen. The gained experience was compared to the experience of other regional or nationwide platforms. This resulted in the requirement to improve the used model to be applicable to other regions or other business models. Based on this integrative requirements analysis a reference model for mobility plattforms was developed in this thesis. This iterative development process involved several industrial partners and mobility service providers. The new reference model supports the developement of customized system architectures with standardized components and interfaces. It can be used for different cooperation scenarios between platform and mobility provider, as well as different business models. Therefore, a new requirements engineering method had to be developed, considering and integrating artefacts and methods of different state of the art agent oriented software engineering methods. Different cooperation scenarios were analysed to develope the reference system architecture, which is part of the reference model. The acceptance and current usage of the reference model by several system developers, system operators, and the Association of German Transport Companies (VDV) verify the applicability and value of the reference model developed in this thesis. They proposed the reference model for standardization by the VDV.