Press Releases
Making Shared Rides More Sustainable: Introducing Dynamic Stop Pooling
Published on in PRESS RELEASES
Sustainable mobility is an important research field of the Chair of Network Dynamics (headed by Prof. Marc Timme) at the Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) at TU Dresden. Here, the chair’s researchers put a strong focus on “ride sharing”, i.e. the bundling of simultaneous trips of several people in one vehicle. A recently published study on this topic addresses the question how a dynamic combination of nearby stops enables more efficient ride sharing services.
The transportation sector causes about one-fifth of all climate-damaging emissions in Germany. One promising approach to reduce the carbon footprint of the transport system is "shared mobility," i.e. sharing trips with similar routes as in a flexibilized and widely available shared cab (ride sharing). Such a service requires fewer vehicles and reduces emissions. However, the complex collective dynamics pose a challenge when predicting the efficiency and sustainability of ride-sharing systems. Standard door-to-door ride sharing services trade reduced route length for increased user travel times and come with the burden of many stops and detours to pick up individual users. In general, the distance traveled per user decreases when more users share a bus, and the service becomes more sustainable. However, more users per bus yield more detours for each individual user. Ride sharing services trade increased sustainability for longer travel times.
In the new study, four scientists at the Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) at the TU Dresden propose combining suitable nearby stops dynamically (dynamic stop pooling). Instead of serving all users exactly from their desired origin to their destination, users might walk a short distance to a nearby stop. In this way, one bus can collect multiple passengers at the one stop. "Buses take more direct routes and stop less often. The special feature is that the stops are combined dynamically according to the current requests such that the bus routes remain flexible," explains Charlotte Lotze, the study's lead author.
The study shows that users wait and drive shorter if they only walk a short part of their trip. In this way, they travel faster on average with pooled stops than in a standard ride sharing service, despite the additional walking time. "As a result, fewer vehicles can serve the same users while maintaining the travel time if passengers are willing to walk a short distance to the pickup or from the drop-off to their destination," Lotze says. "Dynamic stop pooling therefore enables a more efficient and more sustainable service with fewer vehicles without requiring users to plan for longer travel times," adds Prof. Marc Timme, Head of the Chair of Network Dynamics.
The study has been published in the open-access journal "New Journal of Physics". An abstract video of the study is available here: (YouTube, running time 3:13 min): https://www.youtube.com/watch?v=Jd0uNIbmX8k
Title: Dynamic stop pooling for flexible and sustainable ride sharing
Authors: Charlotte Lotze, Philip Marszal, Malte Schröder, Marc Timme
New Journal of Physics, DOI: 10.1088/1367-2630/ac47c9
Link (open access article): https://doi.org/10.1088/1367-2630/ac47c9
Caption: Ride sharing buses (middle) combine direct trips of multiple users and drive shorter in total than the sum of the individual car routes (top). When users walk to a nearby stop, buses drive even shorter routes while maintaining the user travel times (bottom). Author: Charlotte Lotze.
Media inquiries:
TU Dresden, Center for Advancing Electronics Dresden
Prof. Marc Timme, Chair of Network Dynamics
Phone: +49 351 463 43972
E-mail: marc.timme@tu-dresden.de
Matthias Hahndorf
Science Communications
Phone: +49 351 463 42847
E-mail: matthias.hahndorf@tu-dresden.de
[Deutsche Version:]
Nachhaltigere geteilte Mobilität durch dynamisches Zusammenlegen von Haltepunkten
Nachhaltige Mobilität ist ein wichtiges Forschungsfeld der Professur für Netzwerkdynamik (geleitet von Prof. Marc Timme) am Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) der TU Dresden. Unter anderem wird hier zum „Ride Sharing“, also dem Teilen von Fahrten geforscht. Die jüngste Studie zu diesem Thema wurde soeben veröffentlicht, sie adressiert die Frage, wie die Effizienz des Ride Sharings durch das dynamische Zusammenlegen von Haltepunkten erhöht werden kann.
Allein der Verkehrssektor verursacht etwa ein Fünftel aller klimaschädlichen Emissionen in Deutschland. Einer der vielversprechenden Lösungsansätze auf dem Weg zu einem klimafreundlicheren Verkehrssystem ist die „Geteilte Mobilität“, also das Teilen von Fahrten mit ähnlichen Routen wie in einem flexibilisierten und breit verfügbaren Sammeltaxi (Ride Sharing). Dadurch werden weniger Fahrzeuge gebraucht und die Emissionen gesenkt.
Je mehr Fahrten man zusammenlegt, desto effizienter können Fahrten geteilt werden. Die gefahrene Strecke pro Fahrgast sinkt, wenn mehr Nutzer:innen einen Bus teilen, und der Service wird nachhaltiger. Allerdings bedeuten mehr Nutzer:innen pro Bus auch mehr Umwege für jeden Einzelnen. Die gestiegene Nachhaltigkeit wird somit durch längere Reisezeiten erkauft.
Vier Wissenschaftler:innen des Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) an der TU Dresden schlagen in einer Studie nun vor, geeignete benachbarte Haltepunkte dynamisch zu zentralen Haltepunkten zusammenzulegen (Dynamic Stop Pooling). Statt alle Fahrgäste exakt vor Ort einzusammeln, laufen diese gegebenenfalls ein Stück zu Fuß. So kann ein Bus mehrere Passagier:innen am selben zentralen Haltepunkt einsammeln. „Die Busse fahren direktere Wege und müssen seltener halten. Das Besondere ist, dass Haltepunkte dynamisch entsprechend der aktuellen Anfragen zusammengelegt werden, sodass die Fahrtrouten der Busse flexibel bleiben“, erläutert Charlotte Lotze, die Erstautorin der Studie.
In der Studie konnte gezeigt werden, dass es für die Nutzer:innen dieses Systems gleichzeitig möglich ist, kürzer zu warten und zu fahren. Wenn sie nur einen kurzen Anteil ihres Weges laufen, können sie trotz der zusätzlichen Laufzeit mit zusammengelegten Haltepunkten im Mittel schneller sein als in einem herkömmlichen geteilten Taxiservice. „Im Ergebnis können weniger Fahrzeuge dieselben Nutzer:innen bei gleichbleibender Reisezeit bedienen, wenn die Fahrgäste bereit sind, ein Stück zum Einstiegs- oder vom Ausstiegsort zum Ziel zu laufen“, so Lotze. „Das dynamische Zusammenlegen von Haltepunkten ermöglicht daher einen effizienteren und nachhaltigeren Service mit weniger Fahrzeugen, ohne dass die Nutzer:innen längere Wegezeiten einplanen müssen“, ergänzt Prof. Marc Timme, Leiter der Professur für Netzwerkdynamik.
Die Studie ist beim Open-Access-Fachjournal „New Journal of Physics“ publiziert. Ein erklärendes Video zur Forschungsarbeit gibt es unter diesem Link (YouTube, Laufzeit 3:13 min, Englisch, dt. Untertitel): https://www.youtube.com/watch?v=Jd0uNIbmX8k
Titel: Dynamic stop pooling for flexible and sustainable ride sharing
Autor:innen: Charlotte Lotze, Philip Marszal, Malte Schröder, Marc Timme
New Journal of Physics, DOI: 10.1088/1367-2630/ac47c9
Link (frei zugänglicher Artikel): https://doi.org/10.1088/1367-2630/ac47c9
Bildunterschrift: Ein Ridesharing-Bus (Mitte) kombiniert die Fahrten mehrerer Nutzer:innen und fährt dadurch kürzer als die Summe der individuellen Autofahrten (oben). Wenn Nutzer:innen zu einem benachbarten Haltepunkt laufen, verkürzt sich die Fahrzeit des Busses noch weiter, ohne dass die Nutzer:innen dadurch längere Wegezeiten in Kauf nehmen müssen (unten). Bildautorin: Charlotte Lotze.
Presseanfragen:
TU Dresden, Center for Advancing Electronics Dresden:
Prof. Marc Timme, Professur für Netzwerkdynamik
Tel.: +49 (0)351 463 43972
E-mail: marc.timme@tu-dresden.de
Matthias Hahndorf
Wissenschaftskommunikation
Tel.: +49 (0)351 463 42847
E-mail: matthias.hahndorf@tu-dresden.de