Idee
Ablauf und Dokumentation
Stadt Düsseldorf
Mit 800.000 Pendlerfahrten pro Tag zählt Düsseldorf zu den deutschen Städten mit dem höchsten Pendleraufkommen. Ziel des Projektes "Planspiel Stadt" in Düsseldorf ist es, einer Schülergruppe Einblicke in die Möglichkeiten einer mathematischen Beschreibung (Modellierung) von Verkehrsflüssen zu ermöglichen. Erarbeitet wird das Projekt von ausgewählten Schülerinnen und Schülern der Klassen 10 bis 12. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer betrachten die Situation und die Folgen der Pendlerströme in die Stadt und aus der Stadt. Die Einbeziehung gesamtgesellschaftlicher, ökologischer, ökonomischer auf der einen, sowie psychologischer, politischer wie auch kompetitiver alternativer Aspekte (Auto/ÖPNV/MFZ/Pendlernetz) auf der anderen Seite lässt ein komplexes System entstehen, das sich dem Versuch einer mathematisierten Sichtweise erfolgreich zu entziehen vermag.
Die Gehry-Bauten im MedienHafen, im Hintergrund der Rheinturm© Düsseldorf Marketing & Tourismus GmbH |
Hierzu sollen im Rahmen des "Plan- spiel Stadt" in Düsseldorf ab Anfang September 2008 unter Anleitung Methoden zur Beschreibung eines sich periodisch-dynamisch verän- dernden Systems entwickelt wer- den. Graphentheoretische Objekt- bildungen (Clusterung) und auf ihnen beruhende Methoden und Verfahren werden exemplarisch vorgestellt. Insbesondere geht es dabei um die Einübung geeigneter Begriffsbildungen, die hierzu ent- wickelt wurden (Leitungskapazität, Fließmaße, bewertete, gerichtete |
Graphen, Subgraphen, Algorithmen auf Graphen etc.). Ebenso werden zellulare Automaten zur Modellbildung herangezogen. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer sollen den Begriff der Komplexität eines Systems/Algorithmus verstehen und erfassen lernen und die inhärenten - oftmals versteckten Fallen - dynamischer (das heißt nicht-linearer) Systeme phänomenologisch beobachten lernen: zum Beispiel oscillating bottle necks. Die Rolle und der Einsatz kostensenkender, adaptierbarer Simulationsverfahren soll thematisiert und - wenn möglich - an Terminals beispielhaft erfahren werden. Einen weiteren Schwerpunkt stellt das Thema Datenwelt dar: Hierzu gehören data definition, data acquisition, data representation, data bases & manangement, data evaluation, data plausibility, data integrity, data processing, data analysis, data update/retrieve, data storage.
Abschließend folgt eine Dokumentation des "Planspiel Stadt" in Düsseldorf durch die Teilnehmerinnen und Teilnehmer. Hierzu soll das Mathematik-Paket MIKTECH zum Einsatz kommen. Daneben sollen Fotos und Arbeitsskizzen die Dokumentation authentisch anreichern. Zum Ende des Projektes ist eine öffentliche Präsentation durch die Teilnehmerinnen und Teilnehmer vorgesehen.
Die Durchführung des "Planspiel Stadt" liegt federführend beim Competence Center Begabtenförderung (CCB) der Stadt Düsseldorf in Zusammenarbeit mit dem Amt für Verkehrsmanagement, der Polizei, dem Planungsamt der Stadt Düsseldorf, dem Fachbereich Stauforschung der GHS Duisburg-Essen sowie dem Landesamt für Statistik NRW. Beauftragt mit der Realisierung des Planspiels wurde das TMSZ - TechnoMathematisches SchülerZentrum
Ziel des Projektes "Planspiel Stadt" in Düsseldorf ist es, einer Schülergruppe Einblicke in die Möglichkeiten einer mathematischen Beschreibung (Modellierung) von Verkehrsflüssen zu ermöglichen. Erarbeitet wird das Projekt von mathematisch besonders motivierten Schülern der Klassen 10 bis 12.
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Planspielgruppe vor dem Competence Center Begabtenförderung (CCB) in Düsseldorf |
Im Rahmen von vier Arbeitssitzungen zwischen Ende August und Mitte September wurde die Düsseldorfer Planspielgruppe u. a. mit der Nutzung des wissenschaftlichen Textprozessors LATEX vertraut gemacht. Zudem haben die Jugendlichen in dieser Phase eine elementare Einführung in die Graphentheorie erhalten und die Visualisierung und Darstellung von Graphen erlernt. Darüber hinaus wurde ihnen die Erzeugung von Systemen in Teilmengen und die Bildung von Transversalen erläutert. Am 17. und 21. September bearbeiteten die Teilnehmer die Beschreibung von Verkehrsflüssen durch zellulare Automaten und gewannen einen Einblick in die mathematischen Beschreibungsmöglichkeiten des Verhaltens von Autos, u. a. am Beispiel der Unterschiede zwischen einer unbeampelten Ampel Kreuzung und einem Kreisverkehr.
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Planungsphase in Düsseldorf |
Zu Gesprächen mit Fachleuten der Verkehrsplanung bzw. Verkehrslenkung im Amt für Verkehrsmanagement der Stadt Düsseldorf traf die Gruppe am 24. September zusammen. Hier wurden den Schülern Einblicke in die unterschiedlichen Selektionskriterien der Betrachtungsweise des in Zellen eingeteilten Stadtgebietes als Dreh- und Angelpunkt zur quantitativen Erfassung des Ballungsraumes Düsseldorf und in die derzeit laufende Stichprobenanalyse zwecks Etablierung einer Datenbasis zur späteren Datenexploration vermittelt.
Vom 10. bis 12. Oktober wurde die Gruppe in die Themen mathematische Modelle zur Beschreibung von Verkehrsflüssen, d. h. Zeit- und Raumdiskretisierung und stochastische Flusssimulation eingeführt. An diesen Tagen begannen die Teilnehmer, selbständig erste Texte zum Thema zu verfassen. Es wurde rudimentär ein Programm (Java) zur Simulation eines Verkehrsflusses innerhalb einer geschlossenen Ortschaft entwickelt. Nach eingehender Diskussion des Entwurfes wurde die Parametrierung des Programms beschlossen und einige Darstellungsfragen erörtert. Im Weiteren Verlauf des Planspiels in Düsseldorf ist eine Diskussion mit dem Stauforscher Prof. Dr. Schreckenberg von der Universität Duisburg-Essen und die Teilnahme an einer Abteilungssitzung des Amtes für Verkehrsmanagement geplant.
Düsseldorf ist mit über 580.000 Einwohnern die Landeshauptstadt von Nordrhein-Westfalen. Die Stadt liegt am Übergang vom Niederrhein zum Bergi- schen Land und zählt als Handels-, Dienstleistungs- und Kommunikationszentrum zur Metropolregion Rhein-Ruhr, dem größten städtischer Ballungsraum in Deutschland.
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| Jan Wellem-Standbild vor dem Rathaus in der Altstadt © Düsseldorf Marketing & Tourismus GmbH |
Die Bildungslandschaft von Düsseldorf verzeichnet 165 Schulen in städtischer Trägerschaft mit insgesamt etwa 77.000 Schülerinnen und Schülern. Die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf mit rund 18.000 Studierenden hat eine über 100-jährige Tradition. Darüber hinaus haben weitere Hochschulen, darunter die Fachhochschule Düsseldorf, die Robert Schumann Hochschule Düsseldorf und eine Kunstakademie ihren Sitz in der Landeshauptstadt.
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